垃圾分類對(duì)垃圾焚燒電廠的影響分析

吳占恒

龍凈能源發(fā)展有限公司

1 概述

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和物質(zhì)消費(fèi)水平大幅提高，我國生活垃圾產(chǎn)生量迅速增長，環(huán)境隱患日益突出，已經(jīng)成為新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的制約因素。

中央層面和各地方出臺(tái)了一系列有關(guān)垃圾分類的政策或法規(guī)。其中《垃圾分類制度實(shí)施方案》到2020年底，基本建立垃圾分類相關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系，形成可復(fù)制、可推廣的生活垃圾分類模式，在實(shí)施生活垃圾強(qiáng)制分類的城市，生活垃圾回收利用率達(dá)到35%以上。并要求在部分范圍內(nèi)（46個(gè)重點(diǎn)城市）先行實(shí)施生活垃圾強(qiáng)制分類。

上海，杭州分別于2019 年7 月和2019 年8 月通過采取罰款和記錄誠信檔案的方式開啟垃圾強(qiáng)制分類，成為垃圾強(qiáng)制分類實(shí)施的首批城市。

2 我國生活垃圾及其分類特點(diǎn)

我國生活垃圾具有以下特點(diǎn)：

（1）我國生活垃圾含水高，一般為55%～65%，一些南方城市在夏季高達(dá)70%，而西方國家一般為30%～35%。

（2）我國生活垃圾中廚余和餐飲等有機(jī)廢物比例大，為45%～55%，西方發(fā)達(dá)國家一般在20%左右。

（3）我國生活垃圾依然以混合收集為主，盡管近年來大力推行生活垃圾分類收集，但收效甚微。而發(fā)達(dá)國家生活垃圾分類收集率在60%以上。

垃圾分類即將垃圾分流處理，當(dāng)前我國正在實(shí)施的分類的基本類別如表1。

表1

從表1可看出，生活垃圾強(qiáng)制分類的重點(diǎn)是分離出生活垃圾中的餐飲廚余垃圾，降低有機(jī)物比例，降低垃圾含水率，同時(shí)分離出生活垃圾中的有害成分，并回收可回收成分。

3 垃圾分類對(duì)垃圾焚燒企業(yè)的影響

隨著強(qiáng)制分類的實(shí)施，含水率高的濕垃圾和部分可回收垃圾從生活垃圾中被分離出來，直接的影響就是造成垃圾焚燒廠入廠垃圾量的減少，垃圾的熱值的增加。影響的程度依據(jù)分類的程度的不同而異。根據(jù)垃圾的物理組成情況，分類前后的變化大致如表2。

表2

3.1 垃圾量減少的影響

垃圾量減少帶來的衍生影響有：（1）垃圾電廠的政府補(bǔ)貼收入一般按垃圾的處理量來計(jì)算，垃圾量減少，將造成政府補(bǔ)貼收入和發(fā)電收入的減少；（2）濕垃圾占比的減少，垃圾堆放發(fā)酵處置產(chǎn)生的滲濾液也減少，可降低滲濾液的處置成本；（3）垃圾分類過程會(huì)分出塑料，金屬，有害物質(zhì)等，這造成垃圾焚燒過程產(chǎn)生HCl、SOx、二噁英等有毒有害氣體減少。

3.2 垃圾熱值增加的影響

垃圾量減少帶來的衍生影響有：（1）垃圾成分簡(jiǎn)單化，垃圾熱值上升，熱值有望維持穩(wěn)定，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性提高，減少焚燒設(shè)備的維修/技改支出；（2）熱值增加造成噸垃圾發(fā)電量增加。但噸發(fā)電量增加部分一般不屬于補(bǔ)貼電價(jià)部分（價(jià)格較低）；（3）若垃圾熱值提升過高，則會(huì)導(dǎo)致垃圾熱值超出焚燒爐的設(shè)計(jì)范圍，造成受熱面布置不夠、煙氣超溫等問題，造成鍋爐效率降低、損耗加大等負(fù)面影響，縮短使用壽命。

4 垃圾分類對(duì)垃圾焚燒企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益分析

以1000t/d規(guī)模垃圾焚燒廠為例，假定濕垃圾與其余垃圾的組成各占50%，濕垃圾含水率80%，干基熱值18000kj/kg，其余垃圾含水率30%，干基熱值14500kj/kg，分類過程只分出濕垃圾，其余垃圾仍入爐燃燒，滲濾液滲出量簡(jiǎn)單按濕垃圾所占比例折算。定義濕垃圾分類率為從原生垃圾中分離出的濕垃圾占濕垃圾總量的比例。由此做如下測(cè)算。

4.1 不同濕垃圾分類率下燃燒垃圾特性的變化

根據(jù)上述假定，測(cè)算不同濕垃圾分類率下的入廠垃圾的特性變化可知，隨著垃圾分類率的提高入廠垃圾量、滲濾液量減少，入廠/入爐垃圾熱值逐步提高，假定條件下，預(yù)測(cè)入爐垃圾熱值能提高到約9418kj/kg，提高率為約25%。

若考慮垃圾電廠發(fā)電熱效率23%，廠用電率24%，可得到不同濕垃圾分類率下的入廠垃圾噸發(fā)上網(wǎng)電量，測(cè)算結(jié)果如圖1。

圖1

由上圖可知，垃圾分類后，垃圾的含水率下降，垃圾的噸發(fā)電量有所提高，根據(jù)測(cè)算結(jié)果，在不同的濕垃圾分類率20%，40%，60%，80%，100% 下提高率分別提高為6.3%，14.1%，24.2%，37.6%，56.4%。

4.2 不同濕垃圾分類率下垃圾焚燒企業(yè)收益的變化

在不考慮折舊、管理運(yùn)行等固定成本因素下，分析不同濕垃圾分類率下垃圾焚燒企業(yè)收益的變化得知，垃圾分類的越徹底，垃圾分類率越高，垃圾焚燒企業(yè)的收益越低，其中垃圾量的減少造成補(bǔ)貼收入和發(fā)電收入減少，是電廠效益降低的主要因素。為避免焚燒企業(yè)的效益下降，考慮解決思路如下。

客觀層面上：（1）由于濕垃圾處置的產(chǎn)能缺口很大（2018年，全國46 城市約20 萬噸/日，處置產(chǎn)能約0.59 萬噸/日），短期無法消納完全，且其產(chǎn)生廢棄物可入爐燃燒，故對(duì)電廠的效益影響短期不會(huì)很明顯；（2）可回收垃圾的回收比例一般小于70%-80%，剩余部分也可以入爐燃燒；（3）當(dāng)前隨著環(huán)保要求加強(qiáng)，垃圾填埋比例逐漸減小，垃圾焚燒的比例逐漸增加，這會(huì)造成入爐垃圾量的增長，中和垃圾分類造成的影響。

企業(yè)主觀層面上：（1）考慮與政府簽訂垃圾量供應(yīng)保證協(xié)議，保證垃圾供應(yīng)，減少經(jīng)濟(jì)損失；（2）考慮與政府談判，提高噸垃圾處置費(fèi)用，增加補(bǔ)貼收入；（3）提高上網(wǎng)電量補(bǔ)貼區(qū)間，0.65元/kwh 補(bǔ)貼價(jià)從280 度提高到330 度（國家層面規(guī)定，調(diào)整難度大）；（4）垃圾分類造成垃圾處置產(chǎn)生的收益從焚燒項(xiàng)目轉(zhuǎn)移到濕垃圾處置項(xiàng)目，垃圾焚燒企業(yè)同樣可推動(dòng)實(shí)現(xiàn)干垃圾的焚燒發(fā)電與濕垃圾的生化處理（厭氧產(chǎn)沼、堆肥等）的協(xié)同處置，以提升固廢產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展。

4.3 保底協(xié)議對(duì)垃圾焚燒企業(yè)營業(yè)收入的影響

在考慮垃圾自然增長率的客觀因素（設(shè)定為7%）和與政府簽訂保底協(xié)議（保底量80%）的主觀因素下，重新測(cè)算營業(yè)收入的變化，結(jié)果如圖2。

圖2

由上圖可知，考慮垃圾自然增長率的影響下，垃圾焚燒企業(yè)的營業(yè)收入的變化存在盈虧平衡點(diǎn)，在測(cè)算條件下大致處在濕垃圾分類率18%的條件下。

同時(shí)可知，企業(yè)與政府簽訂保底協(xié)議可減緩垃圾分類對(duì)焚燒企業(yè)營業(yè)收入的沖擊。分類率越高，保底協(xié)議的作用越明顯，如在濕垃圾分離率為100%時(shí)，若不考慮80%保底量的情況下，項(xiàng)目整體營業(yè)收入的降幅為31.9%；若考慮80%保底量的情況下，地方政府雖可補(bǔ)充不足80%垃圾量的差額處理費(fèi)，可以帶來約10%的營業(yè)收入增量，但在無多余垃圾的情況，上網(wǎng)電量依然難以補(bǔ)充，項(xiàng)目整體營業(yè)收入的降幅為21%。

5 結(jié)論

（1）垃圾分類主要的特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)“干濕分離”，其對(duì)垃圾電廠的直接影響就是造成“量減，熱值增”。

（2）不考慮垃圾自然增長的情況，垃圾分類造成“噸收益增加，總收益下降”，考慮垃圾自然增長率下，垃圾分類對(duì)收益的影響存在盈虧平衡點(diǎn)，與政府簽訂保底協(xié)議能有效降低垃圾分類對(duì)焚燒企業(yè)的影響。

（3）垃圾分類對(duì)電廠的運(yùn)營影響較大，強(qiáng)制分類加快了分類的進(jìn)程，但短期內(nèi)不會(huì)有顯著的負(fù)面影響，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)干垃圾的焚燒發(fā)電與濕垃圾的生化處理（厭氧產(chǎn)沼、堆肥等）的協(xié)同處置，是垃圾焚燒企業(yè)發(fā)展的重要方向。