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1引言

中國經(jīng)濟的持續(xù)高速增長，人民生活水平迅速提高，城市化進程也在不斷加快。但同時也面臨著日趨嚴重的環(huán)境問題，特別是城市垃圾的處理。我國城市人均每年“生產(chǎn)”垃圾440kg。在許多地區(qū)，垃圾堆積成山，不僅占用大量土地，也影響城市環(huán)境與觀瞻，污染空氣，也為各種菌毒、蚊蠅提供理想的棲身繁衍場所。間接地危害人的身心健康。城市生活垃圾問題已經(jīng)成為中國最嚴重的公害之一。及時清理和處理城市垃圾，是建設優(yōu)美、整潔、文明的現(xiàn)代化城市不可缺少的條件。如何解決垃圾問題，已引起全社會的高度重視。

垃圾本來是不能與能源或礦藏劃等號的。但從資源方面看，垃圾也許是地球上唯一的不斷增長的可再生資源。從20世紀70年代起，一些發(fā)達國家便著手運用焚燒垃圾產(chǎn)生的熱量進行發(fā)電。美國某垃圾發(fā)電站的發(fā)電能力高達100MW，每天處理垃圾60萬t。現(xiàn)在，德國的垃圾發(fā)電廠每年要花費1000億美元，從國外進口垃圾。據(jù)統(tǒng)計，目前全球已有各種類型的垃圾處理工廠近千家，科學家測算，垃圾中的二次能源如有機可燃物等，所含的熱值高，焚燒2t垃圾產(chǎn)生的熱量大約相當于1t煤。如果我國能將垃圾充分有效地用于發(fā)電，每年將節(jié)省煤炭5000-6000萬t，其“資源效益”極為可觀。

2垃圾焚燒發(fā)電

垃圾焚燒發(fā)電是指使用特殊的垃圾焚燒設備，以城市工業(yè)和生活垃圾為燃燒介質，在對垃圾進行焚燒處理的同時，利用其產(chǎn)生的能量發(fā)電的一種新型發(fā)電方式。這種處理方式具有環(huán)境與經(jīng)濟雙重效益。
位于上海市嘉定區(qū)江橋鎮(zhèn)建新村的上海江橋生活垃圾焚燒廠是國內(nèi)最大的日處理1000t以上的大型現(xiàn)代化生活垃圾發(fā)電廠，見圖1。從歐洲引進關鍵設備，工廠占地135000m2，總建筑面積28000m2，總投資9.3億元，擁有3座采用德國液壓順推往復式爐排爐。另外采用西班牙懸吊式自然循環(huán)式余熱鍋爐。焚燒爐針對上海生活垃圾熱值低，含水量高的特點，專門設計，保證垃圾充分燃燒。2臺12MW汽輪發(fā)電機組，焚燒爐把鍋爐里的水燒成400℃、約4000kPa的蒸汽，推動汽輪發(fā)電機組發(fā)電。鍋爐效率為82.83％。

廠中全封閉垃圾坑可堆放5天的垃圾量，只要是能夠燃燒的生活垃圾，基本上不分類就送進這座垃圾坑。垃圾中滲出的廢水，則由專門的滲透液處理系統(tǒng)處理后，被納入市政合流污水管網(wǎng)。其采用全套德國進口的MBR（membrane biological reactor，簡稱MBR）技術，即為硝化、反硝化、超濾工藝組成的滲透液處理系統(tǒng)發(fā)電時，首先用500-650℃的高溫對垃圾進行烘烤，使垃圾成為熱分解氣體和碳化物，然后將碳化物加入到1000℃的燃燒爐中，使碳化物分化出一氧化碳等氣體，最后再將產(chǎn)生的氣體通過燃燒轉化成電能。發(fā)電過程中產(chǎn)生的熱能可以反過來用于烘烤垃圾。圖1上海江橋生活垃圾焚燒廠工藝流程圖

垃圾焚燒過程中會合成二惡英，為了使排放的煙塵達到國家排放標準，工廠采取讓排放的煙氣在爐內(nèi)850℃以上停留2s，控制二惡英的產(chǎn)生。

一般垃圾發(fā)電灰量較多，除二惡英外，煙氣里的其它有毒氣體以及飛灰也不會逃逸散發(fā)。電廠采用“半干式洗滌塔（石灰漿）+活性炭及在線監(jiān)測儀+布袋除塵器”工藝處理煙氣：煙氣從焚燒爐出來，即被引入洗滌塔內(nèi)，加入被霧化的石灰漿液，中和氯化氫等酸性氣體；煙氣從洗滌塔進入煙囪的途中，經(jīng)噴射活性炭吸附含有鉛、汞等重金屬元素煙氣再經(jīng)布袋除塵器過濾后進入煙囪。

垃圾電廠的煙囪高達81m，排放的煙氣可迅速被氣流吹散稀釋；煙囪里還安裝有煙氣分析儀，隨時可以報警。煙灰則和活性炭一起經(jīng)過水泥固化后深埋。而每天電廠產(chǎn)生的殘渣，可以制作成建筑材料，修橋鋪路。只有剩下的廢渣進行衛(wèi)生填埋。經(jīng)過環(huán)保部門的檢測，垃圾發(fā)電廠的各項指標都優(yōu)于國家標準。

3垃圾焚燒發(fā)電的優(yōu)勢

（1）可以較好地利用垃圾資源。例如，同興垃圾焚燒發(fā)電廠每天處理垃圾1000t，發(fā)電20萬kW?h，焚燒垃圾產(chǎn)生的上百噸爐渣用于生產(chǎn)地磚或條石。

（2）可以節(jié)約大量土地。以上海南匯老港垃圾填埋場為例，10年中用地4km2，幾乎相當于一個虹橋機場的面積。而且填埋后的土地不能造房住人，也不能種稻種菜，只能種樹綠化。

（3）垃圾填埋可能有二次污染，存在污染空氣和地下水的危害。垃圾焚燒則少有類似情況發(fā)生。

（4）垃圾焚燒發(fā)電走出了一條市場化運作的新路子。垃圾發(fā)電廠最大的意義還在于環(huán)保，將大量垃圾焚燒處理為無害氣體，減輕垃圾占地給城市造成的壓力。具有減量化、無害化、資源化特點。

4垃圾焚燒發(fā)電的技術問題和商業(yè)前景

（1）國內(nèi)垃圾與國外垃圾熱值不同，國外的垃圾熱值高，每公斤垃圾燃燒可產(chǎn)生12560kJ的熱量，而中國的垃圾多為廚房垃圾，可燃物少，含水量高達60％。經(jīng)過處理后，每公斤中國的垃圾燃燒產(chǎn)生的熱值只能達到3770kJ至4186kJ，就是說國內(nèi)的垃圾的發(fā)熱量還不及國外的1/3，但在計算垃圾的節(jié)煤量時，卻用國外垃圾的含熱量來計算，即所謂2t垃圾相當于1t煤炭，實際上中國的垃圾6t才相當于1t煤炭。垃圾發(fā)電廠只好用燃油、燃煤來助燃，致使垃圾發(fā)電廠成為變相的小燃油、小燃煤電廠。國家給予垃圾發(fā)電廠的種種優(yōu)惠條件，變成了幫助應當關停的小油電、小煤電。

（2）垃圾發(fā)電之所以發(fā)展較慢，主要是受一些技術或工藝問題制約。比如發(fā)電時燃燒產(chǎn)生的有毒、廢氣必須得有效解決。

焚燒爐技術經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，但是因為垃圾焚燒產(chǎn)生的二次污染對人類的危害很大，因此垃圾焚燒二次污染防治技術在整個垃圾焚燒技術中占有重要地位，焚燒污染防治技術主要包括廢氣、廢水、焚燒殘渣的處理以及噪聲、臭氣防治技術，特別是廢氣處理技術，其技術難點最多工藝最為復雜，處理成本也最大，廢氣處理設備的投資一般占焚燒設施總投資的一半或2/3以上。

現(xiàn)在垃圾發(fā)電的成本仍然比傳統(tǒng)的火力發(fā)電高（垃圾發(fā)電廠的成本主要包括垃圾分揀成本和發(fā)電運行成本）?，F(xiàn)在能耗高、成本高也是垃圾發(fā)電廠虧損的一個主要原因。

據(jù)了解，國家出臺了一系列推動垃圾處理行業(yè)發(fā)展的相關政策，對垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)從以往的深度介入變?yōu)楹暧^調控。有關部門還制定了針對垃圾發(fā)電的優(yōu)惠政策：發(fā)電量全部收購；免除增值稅，減免所得稅；給予垃圾發(fā)電企業(yè)垃圾處理補貼。而且垃圾發(fā)電設備已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，可使垃圾發(fā)電廠的工程造價降低30％～50％。

在一個城市，投資者一旦與市政部門達成建設垃圾焚燒發(fā)電廠的協(xié)議及服務合同，則該廠的產(chǎn)品（電、熱）即獲得穩(wěn)定的銷售渠道和收入，市政部門按合同約定的電價收購電廠所生產(chǎn)的電力。對垃圾發(fā)電廠上網(wǎng)售電，國家制定了優(yōu)惠政策予以保護。同時市政部門須按時、按量、按質供應原材料（垃圾），并按核定的垃圾處理量支付垃圾處理費。垃圾焚燒發(fā)電廠10余年便能還本付息。垃圾焚燒發(fā)電廠的服務期限一般為25年左右，這意味者它的穩(wěn)定收益期將長達25年。垃圾焚燒發(fā)電廠的收益穩(wěn)定、運營成本低廉并享有一定的稅收優(yōu)惠政策，將來能給投資者帶來穩(wěn)定高額的回報。再者，《京都議定書》生效后，我國正在積極采取措施，控制污染物的排放，以履行該議定書所規(guī)定的各國溫室氣體的減排義務。這必將給以垃圾發(fā)電為代表的清潔能源產(chǎn)業(yè)無限的商機。