盐城环波开辟垃圾资源化新路径

王晓

2015年3月，盐城环波能源科技有限公司首套日处理20吨原料规模的城镇垃圾高效清洁气化系统装备的研发正式启动，开始示范生产，这套设备将填补我国城镇垃圾高热值气化装备的空白，即将迎来国家能源局组织的专家团和主要客户中国大唐集团新能源有限公司的检查验收。

盐城环波的环保装备事业起步于2009年，公司董事长李溪教授从美国哈佛大学回国，基于在美国能源部国家实验室十余年的工作经验，从事环境污染控制技术的研究。科研上的成就使李溪2011年入选国家“千人计划”，在一次次环保技术开发过程中，一支年富力强的核心团队逐渐形成。2012年，在盐城市政府的大力支持下，盐城环波成立。公司是新的，但创业者都是在能源和环境领域从业多年的干将，具有丰富的行业经验和敏锐的市场嗅觉。注意到了能源及环境领域产业结构变革及技术进步所带来的多样化产品需求，创业者们选择生物质/城镇垃圾气化资源化环保设备，尤其是替代燃煤锅炉的生物质/垃圾资源化气化炉这个细分市场，包括气化炉设备，气体净化设备及系统集成配套所需要的传感、控制等产品和服务。

不同于简单的焚烧处理，垃圾的资源化转化对处理装备和工艺技术水平提出了很高的要求，可以说是世界性难题，只有北美有商业化运行的处理设备。成立三年来，盐城环波从事城镇垃圾能源化处理的设备的研究、设计、加工、组装及技术服务，填补了多项国家空白，装备核心运行参数达到了欧美先进水平。公司目前拥有成熟的5吨/天、10吨/天和30吨/天的生物质气化炉成套设备，可完全替代燃煤锅炉进行供热、供气。由于产品定位明晰、研发团队架构合理，公司的研发进度和意向销售逐年快速增长，特别是最近一年来，大唐集团新能源对公司成套设备进行了考察并提出了意向采购订单，在其介绍下，公司将于2015年接受国家能源局组织的专家团的检查验收，合格后借助大唐新能源的平台在全国推广。在众多中小环保设备企业普遍缺乏稳定客户而举步维艰的今天，一个新成立的公司靠什么能取得这样的成绩？

产业升级中的市场前景

国内目前对农林业的生物质废弃物和城镇垃圾主要采取焚烧处理，而垃圾直接焚烧是导致空气污染的重要因素之一。随着城市规模的扩大和城市化进程的加速，中国城镇垃圾的产生量和堆积量逐年增加，垃圾处理成了困扰城市发展的一大难题，如不能妥善安置，资源就会变成沉重的负担。一度热门的垃圾焚烧，也由于无法根除的二噁英问题引起多方质疑；垃圾填埋一方面面临着土地紧缺和居民抗议，一方面还存在长期的环境隐患。综合各种考量，将生物质/城镇垃圾资源通过气化方式转化为能源，替代传统的直接燃烧利用方式，已经在国外相关产业界取得了高度共识，是产业发展的必由之路。

另一方面，随着经济社会的高速发展，我国已成为能源生产和消费大国，且能源利用存在效率低、污染严重等问题，节能减排的压力大。今后20 年是世界能源发展战略调整期，也是我国能源体系的转型期。同等供热条件下，燃气锅炉可降低一半以上的环境污染物排放。基于我国现实资源存量和利用率的考虑，生物质/城镇垃圾资源转化是国家能源战略考量的重中之重。

因此，生物质/城镇垃圾资源化气化炉设备在我国产业升级中有广阔市场空间。就资源存量来说，2009年中国660座主要城市的统计数字显示，城市垃圾清运量1.57亿吨，且以每年12.2%左右的速度递增。如果有1/10采用气化原理将垃圾资源化利用，至少需要1000台大型标准气化处理设备（每套售价1-2亿元），潜在市场规模1500亿元以上，更遑论资源存量更大的生物质废弃物垃圾。就目标市场来说，未来的3年内国家将取缔20吨以下的燃煤锅炉，必需使用清洁能源替代，以盐城市来说，境内在质监局备案登记20吨以下的燃煤锅炉3000台左右，这些锅炉在未来的三年内需全部进行改造和更新，国家在淘汰燃煤锅炉方面给予一定的政策，更换新能源锅炉的给予3万元/吨的补助，进行技改的给予2万元/吨的补助，这样的激励政策促进了用户积极响应。考虑垃圾处理的政府补贴，生物质/垃圾气化资源化设备具有良好的用户接受度。目前，盐城环波正在中试的第二代产品专门针对城镇垃圾热化学处理能源化装备，该装备的优势在于：原料适应性广，凡在7cm以下的城镇垃圾均可使用，并且不需要造粒；垃圾含水率在37%以下的可直接使用，无需烘干，在锅炉应用时每处理1吨城镇垃圾可以得到10kg压力的蒸汽1.2-1.5吨左右，创造280-350元的价值，并满足国家对锅炉改造的技术升级要求。从目前目标市场需求量来看，由于国家强制性的清洁燃烧技术升级要求，仅盐城就有5亿元以上的市场需求，按照经济规模推算全国直接的市场需求在1000亿元以上。

细分市场中的技术革新优势

机遇与挑战并存，尽管前景良好，但实现生物质/城镇垃圾的气化资源化处理，涉及原料、物流、仓储、气化、利用等环节和材料、催化和化工等多个技术领域，目前国内外没有一家公司能够完整的实现这一流程。那么，如何在激烈的市场竞争中杀出重围，找到自己生存和发展的空间？这是所有中小企业都要面临的首要问题。盐城环波通过对垃圾资源化环保设备行业产业链和价值链的分析找到了自己的答案。

当前，生物质/垃圾资源气化利用技术大致可以分为两大类：热化学技术和生物化学技术。目前，生物化学技术应用更多，但由于原料适应性的优势，热化学技术的发展前景更为广阔。目前国内生物质气化发电的示范工厂约有100家，但由于目前生物质气化发电设备和技术不成熟，导致生物质燃气中焦油含量高，内燃机组不能连续正常运转，所以这些设备迫切需要改造换代，这为盐城环波的设备和技术进入市场创造了良好的创业环境和机会。

针对国内外设备的现状和存在的主要问题，盐城环波提出的催化气化-重整-燃料资源化能源化利用的生物质垃圾的思路颇有远瞻性。公司提出二氧化碳辅助生物质垃圾能源化利用技术，研发设计二氧化碳辅助生物质垃圾气化装备，将生物质垃圾转变为燃气、低碳液体燃料和航空煤油等。2011年，公司申请了国家发明专利，首次设计制造了一台气化-活化联用的除焦设备，通过催化的手段将焦油裂解的同时也提高的燃气的可燃组分，减少整个过程中能源的消耗。针对催化剂的更换和再生的难点，2013年申请了“一种多功能生物质热化学转化设备”专利。2014年公司攻克生物质合成气变燃料的难题，并申请了专利。

在继往开来、推陈出新的理念下，盐城环波的生物质/城镇垃圾气化资源化产业发展已经形成了六大优势：一，原创性的二氧化碳辅助的垃圾气化技术；二，高效催化剂制备及焦油裂解技术，制备出成本相对较低，转化率高，寿命长的高效催化剂，焦油裂解技术在同行处于领先的水平；三，工艺优势，整个生产系统是自供热、不消耗额外的燃料、低碳环保；四，设备优势，如设计开发并制造了先进的鼓泡床气化炉；五，效益优势，每消耗1吨生物质垃圾可创造300-500元经济价值，有效解决了燃烧过程中环境污染，通过在乡镇建设生物质垃圾热转化制取液体燃料站解决了农村和城镇的剩余资源的有效处理问题；六，园区依托优势，公司自创立就得到了“国家环保装备制造基地”盐城环保产业园的大力支持。在园区依托下，盐城环波能的第一代产品生物质气化设备已经在造纸厂和印染厂得到广泛应用，第二代城镇垃圾热处理设备正处在示范阶段，目前已申请相关专利5项，盐城当地政府看好该项目的前景后，给予30亩规划用地用于公司装备示范运营和组件加工厂，目前已有18亩的建设用地和1000万元政府扶持项目启动资金到位。

尽管面临着前期投入资金大，政府补贴机制不够明晰等困难，盐城环波已经启动了移动型一站式生物质垃圾热化学处理设备的研发，提出了生物质垃圾靠近处理，就地转换，能量在区域半径内消化这一超前的环保思路，也就是说将垃圾热化学处理设备分别装在三辆工程车上，第一辆车负责垃圾的预处理，第二辆车将垃圾的转化为合成气，第三辆车将合成气转化为热、电、压缩天然气这三种能源，并作为能源的中转站，目的就是将垃圾中转站直接变为能源中转站。目前设备的日处理能力为10吨/天，非常适合应用在全国各个城镇的垃圾中转站和河流底泥清理。

大数据时代的国际化研发合作

在项目早期，盐城环波技术团队就与大唐集团新能源合作，建立了原材料物流机制。传统上认为受运输成本的限制原料收集半径不超过30公里，通过大数据计算管理扩大了收集半径，降低了原料成本，实现了公司、农民、政府三赢局面。同时，大数据云计算在垃圾原料转运和筛选过程中也有良好的应用。盐城环波还计划搭建产业资源和信息平台，主要制订行业标准，积极引领技术路线和行业发展风向。

最近几年来，盐城环波技术团队与哈佛大学、斯坦福大学等国际一流院校合作，利用复旦大学各个平台以及合作单位的资源，对生物质和城镇垃圾气化资源化利用，以及二氧化碳辅助气化催化转化的技术进行了初步的实验和理论研究，已取得了可靠的阶段性成果，并有了成熟的进一步研究计划。展望未来，生物质/城镇垃圾高效气化技术必将为国家能源战略作出重大贡献。