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1引言

中國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速增長(zhǎng)，人民生活水平迅速提高，城市化進(jìn)程也在不斷加快。但同時(shí)也面臨著日趨嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，特別是城市垃圾的處理。我國(guó)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(chǎng)所。間接地危害人的身心健康。城市生活垃圾問(wèn)題已經(jīng)成為中國(guó)最嚴(yán)重的公害之一。及時(shí)清理和處理城市垃圾，是建設(shè)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(wèn)題，已引起全社會(huì)的高度重視。

垃圾本來(lái)是不能與能源或礦藏劃等號(hào)的。但從資源方面看，垃圾也許是地球上唯一的不斷增長(zhǎng)的可再生資源。從20世紀(jì)70年代起，一些發(fā)達(dá)國(guó)家便著手運(yùn)用焚燒垃圾產(chǎn)生的熱量進(jìn)行發(fā)電。美國(guó)某垃圾發(fā)電站的發(fā)電能力高達(dá)100MW，每天處理垃圾60萬(wàn)t?，F(xiàn)在，德國(guó)的垃圾發(fā)電廠每年要花費(fèi)1000億美元，從國(guó)外進(jìn)口垃圾。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球已有各種類型的垃圾處理工廠近千家，科學(xué)家測(cè)算，垃圾中的二次能源如有機(jī)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(dāng)于1t煤。如果我國(guó)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(wàn)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(shè)備，以城市工業(yè)和生活垃圾為燃燒介質(zhì)，在對(duì)垃圾進(jìn)行焚燒處理的同時(shí)，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(jì)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(guó)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(jiàn)圖1。從歐洲引進(jìn)關(guān)鍵設(shè)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(guó)液壓順推往復(fù)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(duì)上海生活垃圾熱值低，含水量高的特點(diǎn)，專門設(shè)計(jì)，保證垃圾充分燃燒。2臺(tái)12MW汽輪發(fā)電機(jī)組，焚燒爐把鍋爐里的水燒成400℃、約4000kPa的蒸汽，推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)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(jìn)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(guó)進(jìn)口的MBR（membrane biological reactor，簡(jiǎn)稱MBR）技術(shù)，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(shí)，首先用500-650℃的高溫對(duì)垃圾進(jìn)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(guò)燃燒轉(zhuǎn)化成電能。發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的熱能可以反過(guò)來(lái)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(guò)程中會(huì)合成二惡英，為了使排放的煙塵達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，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(huì)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(cè)儀+布袋除塵器”工藝處理煙氣：煙氣從焚燒爐出來(lái)，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(jìn)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?zé)煔庠俳?jīng)布袋除塵器過(guò)濾后進(jìn)入煙囪。

垃圾電廠的煙囪高達(dá)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(shí)可以報(bào)警。煙灰則和活性炭一起經(jīng)過(guò)水泥固化后深埋。而每天電廠產(chǎn)生的殘?jiān)?，可以制作成建筑材料，修橋鋪路。只有剩下的廢渣進(jìn)行衛(wèi)生填埋。經(jīng)過(guò)環(huán)保部門的檢測(cè)，垃圾發(fā)電廠的各項(xiàng)指標(biāo)都優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

3垃圾焚燒發(fā)電的優(yōu)勢(shì)

（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(wàn)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(chǎng)為例，10年中用地4km2，幾乎相當(dāng)于一個(gè)虹橋機(jī)場(chǎng)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(shù)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(chǎng)化運(yùn)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(wú)害氣體，減輕垃圾占地給城市造成的壓力。具有減量化、無(wú)害化、資源化特點(diǎn)。

4垃圾焚燒發(fā)電的技術(shù)問(wèn)題和商業(yè)前景

（1）國(guó)內(nèi)垃圾與國(guó)外垃圾熱值不同，國(guó)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(guó)的垃圾多為廚房垃圾，可燃物少，含水量高達(dá)60％。經(jīng)過(guò)處理后，每公斤中國(guó)的垃圾燃燒產(chǎn)生的熱值只能達(dá)到3770kJ至4186kJ，就是說(shuō)國(guó)內(nèi)的垃圾的發(fā)熱量還不及國(guó)外的1/3，但在計(jì)算垃圾的節(jié)煤量時(shí)，卻用國(guó)外垃圾的含熱量來(lái)計(jì)算，即所謂2t垃圾相當(dāng)于1t煤炭，實(shí)際上中國(guó)的垃圾6t才相當(dāng)于1t煤炭。垃圾發(fā)電廠只好用燃油、燃煤來(lái)助燃，致使垃圾發(fā)電廠成為變相的小燃油、小燃煤電廠。國(guó)家給予垃圾發(fā)電廠的種種優(yōu)惠條件，變成了幫助應(yīng)當(dāng)關(guān)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(shù)或工藝問(wèn)題制約。比如發(fā)電時(shí)燃燒產(chǎn)生的有毒、廢氣必須得有效解決。

焚燒爐技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，但是因?yàn)槔贌a(chǎn)生的二次污染對(duì)人類的危害很大，因此垃圾焚燒二次污染防治技術(shù)在整個(gè)垃圾焚燒技術(shù)中占有重要地位，焚燒污染防治技術(shù)主要包括廢氣、廢水、焚燒殘?jiān)奶幚硪约霸肼?、臭氣防治技術(shù)，特別是廢氣處理技術(shù)，其技術(shù)難點(diǎn)最多工藝最為復(fù)雜，處理成本也最大，廢氣處理設(shè)備的投資一般占焚燒設(shè)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(yùn)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(gè)主要原因。

據(jù)了解，國(guó)家出臺(tái)了一系列推動(dòng)垃圾處理行業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策，對(duì)垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)從以往的深度介入變?yōu)楹暧^調(diào)控。有關(guān)部門還制定了針對(duì)垃圾發(fā)電的優(yōu)惠政策：發(fā)電量全部收購(gòu)；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(bǔ)貼。而且垃圾發(fā)電設(shè)備已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，可使垃圾發(fā)電廠的工程造價(jià)降低30％～50％。

在一個(gè)城市，投資者一旦與市政部門達(dá)成建設(shè)垃圾焚燒發(fā)電廠的協(xié)議及服務(wù)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(jià)收購(gòu)電廠所生產(chǎn)的電力。對(duì)垃圾發(fā)電廠上網(wǎng)售電，國(guó)家制定了優(yōu)惠政策予以保護(hù)。同時(shí)市政部門須按時(shí)、按量、按質(zhì)供應(yīng)原材料（垃圾），并按核定的垃圾處理量支付垃圾處理費(fèi)。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(wù)期限一般為25年左右，這意味者它的穩(wěn)定收益期將長(zhǎng)達(dá)25年。垃圾焚燒發(fā)電廠的收益穩(wěn)定、運(yùn)營(yíng)成本低廉并享有一定的稅收優(yōu)惠政策，將來(lái)能給投資者帶來(lái)穩(wěn)定高額的回報(bào)。再者，《京都議定書(shū)》生效后，我國(guó)正在積極采取措施，控制污染物的排放，以履行該議定書(shū)所規(guī)定的各國(guó)溫室氣體的減排義務(wù)。這必將給以垃圾發(fā)電為代表的清潔能源產(chǎn)業(yè)無(wú)限的商機(jī)。