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      我國縣域垃圾焚燒現狀及對策建議探討


         近日,發改委、住建部等五大部門聯合印發縣域垃圾焚燒指導意見。

      政策發布后,引發行業的熱議,有人說,這是我國垃圾焚燒正解決“大”的問題后,開始回頭補“小”的短板了,未來五年100噸級、200噸級的裝備將迎發展春天;也有人說,征途漫漫,不可盲目樂觀,縣域垃圾焚燒設施需要解決問題還有很多。

      “大型垃圾焚燒廠,可以通過發電獲得大部分收入,很大程度上減少地方財政所需負擔的垃圾處理費用,然而縣級小焚燒設施發電性較差。如果不發電,則需要由地方政府承擔所有的垃圾焚燒費用,合計約300元/噸以上,經濟上難以承擔?!痹?1月2日中國城市環境衛生協會主辦的“第九次生活垃圾焚燒處理技術與設備研討會”上,中城院(北京)環境科技有限公司副總經理吳劍進行了專業的分享。

      當前縣域小焚燒設施遇到的最大難點當屬在各方面達標情況下經濟性較差。在不具備上發電設施的情況下,對比德國、瑞典、日本等其他國家,我國縣域小焚燒設施缺乏可以余熱利用、市政供暖等其他提高經濟收益的方式。

      一、大背景下,縣級小焚燒設施越來越熱

        根據住建部10月12日公布的《2021年中國城鄉建設狀況公報》和《2021年城市建設統計年鑒》,過去十年,從2012年到2021年,全國城市生活垃圾無害化處理能力由44.6萬噸/日增長到105.7萬噸/日,十年間處理能力增加一倍多。


       我國縣域垃圾焚燒現狀及對策建議探討

         圖一:近十年全國城市生活垃圾無害化處理能力變化


      然而,相對于城市快速增長無害化處理率,縣域尤其是村鎮無害化處置率相對比較低。根據住建部數據,2020年鄉、建制鎮生活垃圾無害化處理率分別為48.5%、69.6%。

      隨著城市生活垃圾無害化處理能力急劇提高,生活垃圾焚燒設施日趨飽和,市場空間增長有限,縣域、村鎮生活垃圾治理逐步提上了日程,國家部委也頻頻發文,開展縣域乃至村鎮小型焚燒設施試點。

      2020年7月,國家發改委、住建部、生態環境部發布《城鎮生活垃圾分類和處理設施補短板強弱項實施方案》(發改環資〔2020〕1257號)中提出:“在生活垃圾日清運量不足300噸的地區探索開展小型生活垃圾焚燒設施試點。

      2021年5月國家發改委、住建部印發《“十四五”城鎮生活垃圾分類和處理設施發展規劃》(發改環資〔2021〕642號)提出:“開展小型焚燒設施試點示范。人口稀疏、垃圾產生量少、不具備建設規?;贌O施的地區,經技術評估論證后,可開展分散式、小型化焚燒處理設施試點示范,著力解決小型焚燒設施煙氣達標排放和飛灰安全處置方面相關技術瓶頸。

      2022年5月,中共中央辦公廳國務院辦公廳印發《關于推進以縣城為重要載體的城鎮化建設的意見》,明確了以縣城為重要載體的城鎮化建設的目標和具體任務,并且第二十九條中明確提出“建設與清運量相適應的垃圾焚燒設施,做好全流程惡臭防治。合理布局危險廢棄物收集和集中利用處置設施。

      同時今年以來,兩大部委住建部、發改委也對縣域小焚燒設施進行密集調研。3月22日,發改委環資司調研中國節能;3月24日,環資司調研了光大環境;3月25日,召開縣城生活垃圾焚燒處理設施建設座談會;4月28日,以視頻方式主持召開垃圾焚燒技術裝備發展座談會;6月30日,產業司開展垃圾焚燒裝備發展情況調研。

      8個月內,發改委兩大司局,6次調研同一個主題,由此可見國家相關部委對縣域垃圾焚燒工作的重視。


        我國縣域垃圾焚燒現狀及對策建議探討

         圖二:相關部委對縣域小焚燒設施重視

       


      就在前天,11月28日,發改委、住建部等五大部門還專門出臺《關于加強縣級地區生活垃圾焚燒處理設施建設指導意見》,針對東部、中西部縣域提出分類施策加快提升焚燒處理設施能力,提出到2030年,全國縣級地區生活垃圾分類和處理設施供給能力和水平進一步提高,小型生活垃圾焚燒處理設施技術、商業模式進一步成熟,除少數不具備條件的特殊區域外,全國縣級地區生活垃圾焚燒處理能力基本滿足處理需求。

       

      二、僅4成縣域實現焚燒處理,紅利顯現

      縣域生活垃圾處理現狀到底是什么樣的?

      數據顯示:截止2021年底,我國城市數量為692個,其中地級市300個,縣級市392個;縣城數量為1482個。按照城鄉統計年鑒,1482個縣城中生活垃圾清運量小于100噸/日的縣約為424個,約占30%, 70%的縣域清運量大于100噸/日。

      近十年,全國縣城處理能力增長相對較平穩(如圖三所示),由2011年的683座增長到2021年1441座,無害化處理能力達到33.8萬噸/日。截止2021年底,全國縣城生活垃圾清運量為6791.35萬噸,無害化處理廠(場) 1441座,其中衛生填埋1123座,焚燒257座,其他處理61座。

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         圖三:全國縣域生活垃圾無害化處理場數量(2001-2021年)

       


      從處理方式上看,57%的縣域生活垃圾實施了填埋處理,41%為焚燒處理,截止2021年底,全國縣域共有257座焚燒廠,按照一縣一廠,還有1225個縣城無垃圾焚燒廠,市場缺口很大。

      除此之外,還有很多縣城、村鎮因交通不便、運距較遠等原因,不能也不可能將所有垃圾完全收運到一起焚燒,有的甚至兩三個縣也湊不到300噸/日,無法走“村收集、鎮轉運、縣集中處理”的城鄉一體化模式,所以發展縣域小焚燒設施是非常有必要。

      從近十年縣域生活垃圾處理技術現狀來看,它主要經歷了兩個階段:

      第一階段:2010~2012 年前后,兩類小型垃圾熱處理工程出現

      這一階段涌現的一批小型垃圾熱處理工程可以分為兩大類:一類是科研機構,依托自身強大工程熱力理論開發的流化床工程裝備。這類設備投入正常運行后,突出表現為爐渣熱灼減率控制很好,但也存在故障率高、連續運行周期短,不能投入自動燃燒控制以至操作難度大,需要加煤支持燃燒,燃燒過程CO超標等問題。

      另一類是一些企業模擬燃煤工業鍋爐研發的鏈條爐排技術。吳劍認為,該技術之所以沒有發展起來,主要在于沒有對垃圾燃燒特性進行深入分析,缺失嚴謹的焚燒工程理論研究,引發煙氣、惡臭、污水等二次污染問題,甚至有焚燒爐安裝后出現無法啟動的教訓。

      第二階段:2012年之后,小型焚燒技術進入強需求階段

      本階段出現了很多小型垃圾焚燒設備,如代表性的有消解技術、磁化熱解、高溫炭化垃圾焚燒爐、等離子技術等。但是這些技術工藝在實際運行過程中,總是出現這樣那樣問題,如垃圾惡臭、焚燒煙氣污染物并未得到有效控制,不具備成熟可靠、安全環保、經濟適用的基本要求。

       

      三、難題待解,推進縣域焚燒征途漫漫


      1. 經濟性差,投不起

      大城市的大規模垃圾焚燒廠,可以通過發電獲得大部分收入,很大程度上減少地方財政所需負擔的垃圾處理費用,僅需要50-100元/噸處置費。

      然而縣級300噸以下的小焚燒設施,發電經濟性較差。如果不發電,則需要由地方財政承擔所有的垃圾焚燒費用,合計約300元/噸以上,故經濟上難以承受。經濟性差、投不起是當前縣域小焚燒設施遇到的最大難點,在不具備上發電設施的情況下,對比德國、瑞典、日本等其他國家(如下圖),我國縣域小焚燒設施缺少可以余熱利用、市政供暖等其他提高經濟收益的方式。


        我國縣域垃圾焚燒現狀及對策建議探討

           圖四:歐洲小焚燒處理設施發展現狀

       


        比如瑞典,近100%的熱處理設施均對熱能進行循環再利用,小型垃圾焚燒發電設施可以為附近地區提供廉價熱能;再如日本,2020年,日本各類垃圾焚燒設施1056 座,約738家焚燒廠有余熱利用設施,占比高達70%,不同規模垃圾焚燒余熱利用方式如圖四所示,規模越?。?0噸/日以下),余熱利用越少, 其余稍大規模百噸級別焚燒設施,幾乎都能實現供熱和發電雙重收益。



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          圖五:日本不同處理規模焚燒設施余熱利用

       

      2. 垃圾量少、且分散

      對比日本等其他國家,國土面積狹小、人口居住相對較集中,便于建設集約化小型垃圾焚燒設施,而我國疆域遼闊,不同地區地理環境差異很大,尤其是對西北、西南、東北等偏遠山區來說,不僅人口居住密度低,人均垃圾產生量少,而且相鄰縣域相隔較遠。據統計,我國約35%的縣級市、80%的縣城垃圾清運量不足200噸/日。

      3. 技術不成熟,污染物排放很難達標

      為了使垃圾充分燃燒,避免因燃燒不充分對周邊環境造成影響,《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014)規定,在啟動時,爐內溫度應升至850攝氏度后才能投入生活垃圾,并在4小時內達到穩定工況;在停爐過程中,垃圾完全燃盡之前,必須保證爐內溫度在850℃以上。

      而且根據該標準要求,為了使以二噁英為代表的有害氣體得到分解,爐膛內焚燒溫度必須≥850攝氏度,爐膛內煙氣停留時間必須≥2秒。

      大規模焚燒爐的熱穩定性更好,煙氣波動小更容易處理達標排放。而小規模焚燒爐,爐膛小、垃圾少,熱穩定性差,爐溫波動大、煙氣成分波動也大,很難達到穩定工況下煙氣、 二噁英等污染物達標排放。若要穩定焚燒,需要添加柴油等燃料助燃,但隨之也大幅增加了成本。

      4. 法律法規標準體系不健全、不完善

      長期以來,我國垃圾污染防治主要著眼點在于城市,相關法律法規和標準規范幾乎都是圍繞城市生活垃圾設置的,目前尚無針對小型焚燒(300噸/日及以下)可供參考借鑒的標準體系。

      雖然現行國家標準GBT51435-2021《農村生活垃圾收運和處理技術標準》和GB∕T 37066-2018《農村生活垃圾處理導則》有部分內容涉及到村鎮小焚燒處理工藝和標準,但其內容缺少針對解決縣域小焚燒設施現存問題的處理方式,且標準內容主要是針對大型垃圾焚燒廠,參考意義不大。

       

      四、幾點建議與對策


         針對目前縣域小焚燒處理設施存在問題,如面臨建設成本和運營成本的挑戰、污染物排放控制的挑戰等,吳劍認為,從國家層面講,可以從以下幾個方面重點發展:

       

      1. 推動技術研發

      針對小型生活垃圾焚燒裝備存在的煙氣處理不達標、運行不穩定等技術瓶頸,形成亟需研發的小型焚燒技術裝備指南,組織國內“專、精、特、新”骨干企業,加強城鄉固廢無害化、資源化的技術開發與先進技術推廣,加快垃圾處理技術裝備研發和集成示范應用。

      2. 選擇適宜地區開展試點示范

      以中西部和東北地區、邊境地區為重點,選取人口密度較低、垃圾產生量較少的部分縣級地區積極開展小型焚燒試點,重點圍繞技術裝備、熱用途、運營管理模式、相關標準等探索形成可復制、可推廣經驗。

      3. 健全標準體系

      研究小型生活垃圾焚燒設施運營特征,提出適用可行的技術規范和污染防治要求。建立健全小型生活垃圾焚燒處理項目建設標準、環保標準以及相關配套技術規范。

      4. 推廣市場化建設運營模式

      創新并推廣小型焚燒的市場化建設運營模式,鼓勵國內“專、精、特、新”骨干企業市場主體積極參與縣級地區生活垃圾焚燒處理,充分發揮專業企業在項目建設、運營及技術等方面的優勢,配合當地主管部門做好進場垃圾量統籌工作,有效提升所在地區的垃圾焚燒處理率。

      5. 探索余熱多元化利用

      加強垃圾焚燒項目與已布局的工業園區供熱、市政供暖、農業用熱等銜接聯動,豐富余熱利用途徑,降低設施運營成本。有條件的地區要優先利用生活垃圾和農林廢棄物替代化石能源供熱供暖。



      來源 |CE碳科技

      作者 |程彩云



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