“無廢城市”建設(shè)推動(dòng)生物質(zhì)能發(fā)展的研究

劉 麗

（山東省環(huán)科院環(huán)境工程有限公司，山東 濟(jì)南 250014）

環(huán)境保護(hù)一直是政府部門十分重視的問題，而生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)不但具有環(huán)保屬性，還具有能源屬性，因此，生物質(zhì)能行業(yè)特別重視國家出臺(tái)的重大環(huán)保政策和相關(guān)法規(guī)。現(xiàn)階段，我國提出了《“無廢城市”建設(shè)試點(diǎn)工作方案的通知》，該政策的提出對(duì)生物質(zhì)能行業(yè)具有較大的促進(jìn)作用。

1 生物質(zhì)能介紹

1.1 生物質(zhì)概述

生物質(zhì)一般是借助大氣及水等，在光合作用后出現(xiàn)的一系列有機(jī)體，具體來看，生物質(zhì)是有生命的，是能夠生長的有機(jī)物質(zhì)，我們稱其為生物質(zhì)。實(shí)際上，其為太陽能借助化學(xué)能形式，基于生物質(zhì)中開展儲(chǔ)存而成的，在這一過程中，把生物質(zhì)看成了載體，主要來自植物的光合作用，能夠?qū)⑵渥兂善胀ǖ墓?、液及氣態(tài)燃料，其總量非常巨大，還是可再生能源且唯一的可再生碳源。生物質(zhì)涉及三部分內(nèi)容，依次是植物、動(dòng)物與微生物。從廣義層面看，生物質(zhì)包含全部的植物、微生物以及以二者為食物的動(dòng)物和動(dòng)物產(chǎn)生的廢棄物，其中的典型代表包括農(nóng)作物及動(dòng)物糞便等。生物質(zhì)屬于太陽能的表現(xiàn)形式，現(xiàn)階段大部分國家都致力于有關(guān)方面的研究。而生物質(zhì)能是從有機(jī)物中提取、主要通過太陽能轉(zhuǎn)化獲得。除了礦物燃料外的一切動(dòng)植物能源物質(zhì)，我們都將其稱為生物質(zhì)能，如木材及有機(jī)廢棄物等。地球上生物質(zhì)能資源非常多，其屬于無害資源，利用率并不高。從狹義層面看，生物質(zhì)通常是實(shí)際生產(chǎn)中的木質(zhì)纖維素以及畜牧生產(chǎn)的廢棄物，是可再生的，且污染比較低，分布較為普遍[1]。

1.2 生物質(zhì)的特點(diǎn)

第一，可再生性。生物質(zhì)具有可再生的特性，能夠借助植物的光合作用實(shí)現(xiàn)再生，其資源總量是非常多的，能夠有效確保能源的科學(xué)使用。第二，低污染性。對(duì)于生物質(zhì)來說，其中的硫及氮含量并不高，在實(shí)際進(jìn)行燃燒時(shí)，產(chǎn)生的SOX及NOX數(shù)量也不多；若是把生物質(zhì)作為燃料利用，由于其生長過程會(huì)消耗一定的二氧化碳，與其排放的數(shù)量差不多，因而使大氣層中排放的二氧化碳數(shù)量幾乎為零，全面降低了溫室效應(yīng)。第三，廣泛分布性。煤炭資源較少的地域也能全面利用生物質(zhì)能。第四，總量非常大。生物質(zhì)能在能源排行中占據(jù)第四位，只在煤炭、石油及天然氣之后。結(jié)合生物學(xué)家的研究，從地球發(fā)展看，不管是陸地還是海洋，每年都會(huì)形成大量的生物質(zhì)，其數(shù)量依次能夠達(dá)到1 000至1 250以及500億噸。其年產(chǎn)量非常多，已經(jīng)極大地超出了能源的需求量，甚至達(dá)到了10倍以上。基于農(nóng)林業(yè)的發(fā)展，尤其是炭薪林，將極大地提高生物質(zhì)資源的數(shù)量。第五，廣泛應(yīng)用性。生物質(zhì)資源能夠以沼氣、氣化生產(chǎn)燃?xì)饧鞍l(fā)電等多種形式存在，在國民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用。

1.3 生物質(zhì)能的研究

在世界發(fā)展中，有關(guān)生物質(zhì)能的研究越來越多，逐漸發(fā)展成主要的研究課題，受到世界各國政府及學(xué)者的重視。大部分國家?guī)缀醵紭?gòu)建了有關(guān)的研究規(guī)劃，如印度綠色能源等，其中有關(guān)生物質(zhì)能源的研究占有很大的比例。根據(jù)國外的研究情況看，有關(guān)生物質(zhì)能技術(shù)以及設(shè)備早已實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化發(fā)展，達(dá)到了規(guī)?；?jīng)營，比如美國、瑞典及奧地利，這些國家在這方面的研究逐漸變成對(duì)高品位能源利用的研究，并促進(jìn)了大規(guī)模發(fā)展，分別達(dá)到這些國家一次能源使用的4%、6%及10%。從美國發(fā)展來看，有關(guān)生物質(zhì)能發(fā)電設(shè)備的裝機(jī)容量早就在10吉兆瓦以上；在紐約建設(shè)的垃圾處理站，總計(jì)投入了2 000萬美元，主要是借助濕法開展垃圾處理，實(shí)現(xiàn)沼氣的全面回收，并利用其生物質(zhì)能開展發(fā)電，還能生產(chǎn)廢料。巴西對(duì)生物質(zhì)能的研究體現(xiàn)在乙醇燃料的開發(fā)方面，構(gòu)建了大規(guī)模開發(fā)計(jì)劃，其燃料早已達(dá)到了本國汽車燃料使用量的一半還多。除此之外，美國還借助纖維素廢料生產(chǎn)酒精，構(gòu)建了稻殼發(fā)電試點(diǎn)，其年產(chǎn)量可以達(dá)到2 500噸，獲得了較大的經(jīng)濟(jì)收益。

2 ?“無廢城市”的定義及建設(shè)意義

《通知》中“無廢城市”的定義是利用創(chuàng)新、綠色及共享等理念，促進(jìn)綠色可持續(xù)發(fā)展，對(duì)固體廢物源頭量進(jìn)行有效控制，持續(xù)推動(dòng)資源化利用，最大程度地降低填埋量，有效減小固體廢物造成的環(huán)境影響，從而推動(dòng)城市的健康發(fā)展。《通知》是圍繞固廢處理制定的相關(guān)政策，生物質(zhì)能主要包括農(nóng)林廢棄物和生活垃圾，由此可知，《通知》對(duì)生物質(zhì)能的發(fā)展具有非常重要的影響。2018年，我國環(huán)保行業(yè)獲得了較快的發(fā)展，發(fā)布了首部《環(huán)境保護(hù)稅法》，這也意味著環(huán)保費(fèi)改稅的實(shí)現(xiàn)；基于水污染防治政策的執(zhí)行，逐漸落實(shí)新建的《水污染防治法》；進(jìn)一步開啟了打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，構(gòu)建了有關(guān)的三年計(jì)劃，發(fā)布了對(duì)關(guān)鍵區(qū)域污染防治的執(zhí)行方案；有助于促進(jìn)水污染防治，促進(jìn)重點(diǎn)城市及長江沿線黑臭水體的治理；強(qiáng)化土壤污染防治工作，實(shí)現(xiàn)了土壤污染的綜合治理，還構(gòu)建了先行區(qū)及土壤防治及修復(fù)試點(diǎn)；推動(dòng)綠色發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了長江經(jīng)濟(jì)帶的健康發(fā)展，基于城市單位之上建立了“三線一單”[2]。這些都是典型的環(huán)保事件，其中覆蓋了水、大氣及土壤等污染的治理，然而卻沒有對(duì)固廢方面實(shí)施專項(xiàng)治理。固廢是導(dǎo)致水及大氣等污染問題的關(guān)鍵因素，固廢處理有助于推動(dòng)生態(tài)文明的進(jìn)一步發(fā)展，為群眾創(chuàng)造美好生活提供了重要的保障。在《通知》中，對(duì)固廢處理進(jìn)行了明確的規(guī)定，并基于全國范圍內(nèi)構(gòu)建“無廢城市”試點(diǎn)，對(duì)此，還提出了一系列建設(shè)總體要求、執(zhí)行步驟及措施等，因而具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3 建設(shè)“無廢城市”試點(diǎn)的總體要求

基于全國范圍內(nèi)構(gòu)建“無廢城市”試點(diǎn)，主要有兩方面的含義，這也充分體現(xiàn)了“無廢城市”發(fā)展的總要求。一方面，體現(xiàn)了國家對(duì)有關(guān)方面的重視。根據(jù)試點(diǎn)客體情況看，我國把固廢處理載體應(yīng)用于“無廢城市”的發(fā)展中，是因?yàn)槌鞘袨槿祟惥幼〉牡胤?，所以城市環(huán)境的建設(shè)非常關(guān)鍵，屬于民生問題，充分反映出國家以人為本的理念。由此，《通知》的發(fā)布也表示我國把固體廢物處理上升至生態(tài)文明建設(shè)的高度，歸為我國發(fā)展的戰(zhàn)略內(nèi)容，這對(duì)生物質(zhì)能源行業(yè)來說，將有著較大的促進(jìn)作用，會(huì)為其提供更多的發(fā)展機(jī)遇。另一方面，體現(xiàn)出生物質(zhì)能行業(yè)的發(fā)展前景十分廣闊?！锻ㄖ分刑岢鑫覈虖U產(chǎn)生的強(qiáng)度比較大，但利用不夠完全，有很多非法傾倒事件，不但對(duì)環(huán)境造成了污染，還導(dǎo)致了資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，這與人們對(duì)美好生活的向往及環(huán)境發(fā)展的要求存在一定差距。這全面反映出我國固體廢物處理質(zhì)量及數(shù)量同生態(tài)環(huán)境發(fā)展要求間還有一定的差距，因此，固廢處理行業(yè)肩負(fù)著重大責(zé)任。《通知》還指出在2020年將建立“無廢城市”指標(biāo)體系，這體現(xiàn)出我國對(duì)“無廢城市”發(fā)展的迫切需求，體現(xiàn)出生物質(zhì)能行業(yè)將會(huì)有更多的發(fā)展機(jī)遇，因而有助于促進(jìn)生物質(zhì)能行業(yè)的健康發(fā)展。

4 ?“無廢城市”建設(shè)推動(dòng)生物質(zhì)能發(fā)展的分析

《通知》中關(guān)于“無廢城市”制定了六項(xiàng)具體任務(wù)，這不但體現(xiàn)出我國固廢行業(yè)存在的顯著問題，還對(duì)行業(yè)發(fā)展的不足提出了相應(yīng)的解決方案，把任務(wù)分工明確到不同的部門，其中對(duì)生物質(zhì)能行業(yè)產(chǎn)生的影響主要有三點(diǎn)。

4.1 項(xiàng)目規(guī)劃選址

《通知》中明確頂層設(shè)計(jì)的引導(dǎo)作用，也能夠充分利用政府的指導(dǎo)作用，構(gòu)建完善的固體廢物統(tǒng)計(jì)機(jī)制，統(tǒng)一固廢數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法及范圍，健全有關(guān)固廢的統(tǒng)計(jì)方法。生物質(zhì)能項(xiàng)目是將農(nóng)林廢棄物作為原料及燃料，該《通知》對(duì)生物質(zhì)能的規(guī)劃選擇具有較大影響。在長期發(fā)展中，農(nóng)林廢棄物總量對(duì)農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電及天然氣及液化燃料等項(xiàng)目的規(guī)劃及選址都有著較大的影響，是亟需解決的問題。因?yàn)檗r(nóng)林廢棄物的總量相對(duì)較大，類型也是多種多樣的，分布十分廣泛，沒有專業(yè)的部門及人員進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)，往往是利用全國糧食產(chǎn)量和有關(guān)系數(shù)等開展簡單地計(jì)算，實(shí)際的省、市及縣資源供給工作還不夠完善，地方政府通常是按照地方利益進(jìn)行人為填報(bào)，有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)在行業(yè)規(guī)劃發(fā)展以及項(xiàng)目決策過程中，并無重要的參考依據(jù)，而企業(yè)只有投入大量的人力、物力開展調(diào)研工作，才會(huì)獲得相對(duì)合理的資源量。在《通知》中，對(duì)政府的頂層設(shè)計(jì)進(jìn)行了要求，只有健全農(nóng)業(yè)廢棄物統(tǒng)計(jì)，第一時(shí)間找出行業(yè)發(fā)展過程中的問題，全面解決行業(yè)規(guī)劃及項(xiàng)目執(zhí)行等方面存在的問題，才能促進(jìn)農(nóng)林生物質(zhì)能的不斷進(jìn)步，并為其提供可靠的保障[3]。

4.2 產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式

《通知》對(duì)工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域涉及的資源及能源發(fā)展體系進(jìn)行了規(guī)定，指出應(yīng)建立科學(xué)的循環(huán)利用體系。不管是農(nóng)林生物質(zhì)能的發(fā)展，還是垃圾焚燒發(fā)電，都應(yīng)注重增強(qiáng)資源利用效率，因而對(duì)其有了一定的要求，在將來行業(yè)發(fā)展中，靜脈產(chǎn)業(yè)園將逐漸發(fā)展成主導(dǎo)模式。靜脈產(chǎn)業(yè)園通常情況下是把廢棄物變成再生資源，屬于生態(tài)工業(yè)園，可以利用園區(qū)產(chǎn)業(yè)的內(nèi)循環(huán)，促進(jìn)固廢等的“零排放”，從而達(dá)到多重固廢的科學(xué)處理，提高資源利用率?！锻ㄖ窂?qiáng)調(diào)了對(duì)固廢的收集及利用應(yīng)貫徹因地制宜的原則，促進(jìn)作物秸稈的有效利用。這體現(xiàn)出我國對(duì)生物質(zhì)能的重視，并保持多元化發(fā)展的思路，在主要考慮經(jīng)濟(jì)因素的前提下，可以促進(jìn)農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電及生物質(zhì)天然氣等模式的混合運(yùn)用，要積極大膽地嘗試，只有這樣，才能推動(dòng)生物質(zhì)能在全國范圍內(nèi)的發(fā)展，并逐漸成為主要的發(fā)展模式。

在《通知》中還規(guī)定了第三方市場的建立應(yīng)引入專業(yè)化機(jī)構(gòu)，對(duì)固廢資源進(jìn)行科學(xué)利用，提供污染治理等一系列服務(wù)，并構(gòu)建固廢資源化的中堅(jiān)企業(yè)，該環(huán)節(jié)通常是由垃圾焚燒企業(yè)進(jìn)行，其中具有兩層含義。首先，項(xiàng)目建設(shè)發(fā)展模式出現(xiàn)了變化，現(xiàn)階段我國垃圾焚燒發(fā)電的運(yùn)營模式基本都是BOT模式，主要是在政府及私人機(jī)構(gòu)間建立協(xié)議，并在此基礎(chǔ)上，由政府頒發(fā)相應(yīng)的特許經(jīng)營權(quán)，讓他們?cè)谔囟〞r(shí)間范圍內(nèi)幫助項(xiàng)目建設(shè)籌資所需資金，同時(shí)開展經(jīng)營管理，當(dāng)特許期完成后，有關(guān)的項(xiàng)目所有權(quán)將轉(zhuǎn)移到政府手中。而PPP模式同BOT模式之間存在明顯差距，該模式主要是基于政府和私人組織間建立適當(dāng)?shù)暮献麝P(guān)系，可以將其看作伙伴關(guān)系，如此將形成利益及風(fēng)險(xiǎn)共同體，可以幫助私人組織全面減小投資風(fēng)險(xiǎn)，這表示PPP模式可能會(huì)發(fā)展成政府普及的垃圾焚燒發(fā)電方式。其次，垃圾的收、儲(chǔ)、運(yùn)及應(yīng)用過程，通常是按照市場競爭情況由第三方機(jī)構(gòu)完成，并由居民及政府對(duì)其服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督，從而降低政府的財(cái)政負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)公共服務(wù)質(zhì)量[4]。

現(xiàn)階段，我國大多數(shù)地區(qū)的垃圾清運(yùn)工作都是由市政環(huán)衛(wèi)部門來完成的，垃圾焚燒企業(yè)主要是管理項(xiàng)目的投資及運(yùn)營。然而由于行業(yè)競爭的加劇，部分固廢處理企業(yè)使用資源鎖定戰(zhàn)略，構(gòu)建了全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式。除此之外，地方政府還圍繞服務(wù)型政府建設(shè)的需要，也想要通過第三方來完成工作，并對(duì)其支付相應(yīng)的委托費(fèi)用。比如在一些發(fā)達(dá)地區(qū)，在開展垃圾收儲(chǔ)利用的過程中，構(gòu)建了一體化的發(fā)展模式，在這些城市還出現(xiàn)了很多優(yōu)秀的垃圾焚燒企業(yè)?！锻ㄖ分兄赋?，要多措并舉促進(jìn)生活垃圾的有效利用，促進(jìn)有關(guān)收費(fèi)機(jī)制的有效執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)垃圾的計(jì)量收費(fèi)，這將促進(jìn)全產(chǎn)業(yè)鏈治理模式的普及，為其奠定了夯實(shí)的制度基礎(chǔ)，對(duì)于不發(fā)達(dá)地區(qū)，這也將為其垃圾收儲(chǔ)利用帶來了好處，提供了大量的資金支持。

4.3 企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營

《通知》對(duì)政府及市場提出了要求，要求政府發(fā)揮應(yīng)有的監(jiān)督作用，充分調(diào)動(dòng)市場主體活動(dòng)，以促進(jìn)企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營，強(qiáng)化相關(guān)的管理工作。政府監(jiān)督涉及到氮氧化物與煙塵等普通污染物的排放及危險(xiǎn)固廢的監(jiān)管內(nèi)容。在調(diào)動(dòng)市場活力方面，提出了把固廢利用企業(yè)歸為環(huán)境信用評(píng)價(jià)的內(nèi)容，并結(jié)合評(píng)價(jià)結(jié)果開展跨部門聯(lián)合懲戒，這體現(xiàn)出我國開始利用市場力量來規(guī)范市場秩序?，F(xiàn)階段垃圾焚燒發(fā)電存在一系列的市場亂象，具體包括：第一，項(xiàng)目單位參差不齊，對(duì)一些沒按照排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排放的落后企業(yè)，還沒有制定相應(yīng)的懲戒措施；第二，部分企業(yè)為了爭取項(xiàng)目中標(biāo)，存在低價(jià)競標(biāo)的情況，并且在中標(biāo)后，又為了實(shí)現(xiàn)利益最大化，縮減運(yùn)營成本，導(dǎo)致工程服務(wù)質(zhì)量下降，使項(xiàng)目建設(shè)、監(jiān)管及排放等工作存在一定的安全隱患。開展跨部門聯(lián)合懲戒是利用多渠道，對(duì)環(huán)境不友好型且失信企業(yè)開展懲處，比如，把他們的環(huán)境失信同資金補(bǔ)貼及優(yōu)惠政策等聯(lián)系在一起。《通知》中要求要構(gòu)建資源循環(huán)利用的基地，完善生活垃圾的分類處理（圖1為小區(qū)垃圾房垃圾處理站），促進(jìn)可回收物的利用，并實(shí)施生物處理等方式。固廢處理行業(yè)可以與互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)有機(jī)結(jié)合，在這一過程中，要求對(duì)分類的垃圾開展全面地收集及處理，以促進(jìn)垃圾焚燒企業(yè)的持續(xù)發(fā)展，為其提供較大的發(fā)展機(jī)遇。我國大多數(shù)項(xiàng)目的余熱鍋爐，基本上都為中溫中壓，無論從發(fā)電效率還是經(jīng)濟(jì)性方面，同美國的發(fā)展都存在較大差距，美國主要為中溫次高壓[5]。

圖1 垃圾分類處理站

我國未實(shí)施中溫次高壓，主要是因?yàn)槲覈€沒有構(gòu)建完善的垃圾分類及回收機(jī)制，導(dǎo)致城市垃圾的成分非常復(fù)雜，其中有很高鹽分及塑料，燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生很多氯化氫等氣體，如果這些參數(shù)較高，將導(dǎo)致蒸氣管道出現(xiàn)腐蝕問題，進(jìn)一步縮短設(shè)備的使用壽命，因而最佳的解決措施是利用特殊鋼材改造蒸氣管道，但又提高了項(xiàng)目的成本。此外，也可以從垃圾源頭著手，利用分類收集方式減少垃圾腐蝕性成分，在確保項(xiàng)目成本的基礎(chǔ)上，提高項(xiàng)目的發(fā)電效率。對(duì)此，基于“無廢城市”的發(fā)展普及，垃圾分類收集將顯著提高城市垃圾成分的質(zhì)量，促進(jìn)垃圾焚燒發(fā)電，并為其提供高參數(shù)設(shè)備，進(jìn)而為提高發(fā)電效率奠定了夯實(shí)的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

綜上所述，“無廢城市”的建設(shè)，可以從項(xiàng)目規(guī)劃選址、產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式以及生產(chǎn)運(yùn)營方面促進(jìn)生物質(zhì)能的發(fā)展，促進(jìn)焚燒發(fā)電等企業(yè)的持續(xù)進(jìn)步，并為其帶來一系列的發(fā)展機(jī)遇。與此同時(shí)，還能極大地提高資源利用效率，構(gòu)建生態(tài)文明城市，為人們創(chuàng)造幸福生活提供良好的保障。