生活垃圾焚烧发电行业创新实践应用回顾与展望

张桂仙

摘  要：生活垃圾的处理是城乡基础设施的重要组成部分，是环保产业的重要环节，是实现“两山论”的关键举措。“生活垃圾焚烧发电”是我国环保产业的国策，经过三十年左右的实践与探索，国内已建成投产的垃圾焚烧发电项目400余座，建设中的项目约300座，技术发展先后经历了“国外技术授权——引进、消化、吸收、优化、提升”的阶段，部分技术与建设项目已经处于国际领先水平，取得了骄人的技术创新成果及建设成绩。为了实现行业的可持续发展，让中国垃圾焚烧产业走向世界，该文分析了该行业目前存的技术创新问题，对创新驱动发展的战略目标与模式进行了探讨。

关键词：垃圾焚烧发电;核心技术;创新战略目标;创新模式

中图分类号： X799          文献标志码：A

垃圾焚烧发电，大约在1900年左右起源于欧洲（特别是德国、瑞士、丹麦）。1900～1950年代，欧洲的几大公司（主要包括德国MARTIN、瑞士VONROLL、丹麦VOLUND），不断创新，形成了该行业技术领先的优势。1960～1970年代左右，日本的几家公司（包括日本三菱重工、日立造船、NKK等）分別从欧洲引进这些领先的技术，在日本得以广泛使用，并得到不断改进、优化。1990年代左右，垃圾焚烧发电领域形成了欧洲和日本“并驾齐驱”领先世界的态势[1]。

1998～2018年，通过对国外先进技术采取引进、消化、吸收、改进和优化的方式，我国实现了垃圾焚烧行业的快速发展，并在此过程中形成了部分技术的自主知识产权。通过这些技术的创新，一方面实现了国外技术的国产化改造，使其更适应我国垃圾的特点，另一方面极大地降低了项目建设与运营的成本，使垃圾焚烧项目建设得以在中国实现快速发展。垃圾焚烧是实现垃圾无害化、资源化处理的主要手段之一，不仅解决了困扰我国政府的垃圾围城的重大环境问题，同时创造了可观的经济效益，也为发展中国家处理垃圾问题提供了解决方案。

但是，我们应该清醒地意识到，如同我国的通信、IT行业一样，垃圾焚烧行业的核心技术依然掌握在国外企业手中，我们尚未实现核心技术的突破。为此，不仅每年要为国外技术公司上交高额的技术授权转让费，而且在目前千变万化的国际形势下，技术输出国可以用技术卡住我们的脖子的危险时刻存在。

如何象高铁一样，实现核心技术突破，确保技术安全与可持续发展，是我们目前应该认真考虑的问题。该文将从回顾我国垃圾焚烧产业的发展开始，分析目前面临的亟待解决的问题，进而对垃圾焚烧产业的创新之路提出思考。

1 国内垃圾焚烧发电产业的发展回顾

1.1 起步

我国的垃圾焚烧发电，起步于1988年底投产的深圳清水河垃圾焚烧发电项目。当时，社会、经济快速发展的深圳，面临巨大的垃圾产量剧增、出路受阻的压力，而深圳的土地资源极其有限，传统的填埋模式需要消耗大量的土地。在此背景下，深圳市政府率先引进了“日本三菱重工”的焚烧技术，采用了“土地面积需求小、无害化速度快且彻底，还可以发电”的方式来尝试处理深圳的生活垃圾。

1.2 发展

1990～2000年，我国的垃圾热值逐渐上升，垃圾焚烧发电工艺的采用，在全国部分城市完成了论证，部分政府计划建设垃圾焚烧发电设施，部分企业计划引进国外的焚烧技术。1998～2008年的10年之间，上海、杭州、重庆、深圳等城市的企业分别引进了“日本日立造船、三菱马丁、阿尔斯通、西格斯”的“炉排焚烧”核心技术，建造了一批约50座垃圾焚烧发电项目，投资规模300～400百亿元人民币。2008～2018年的第二个10年，我国在垃圾焚烧发电产业的发展更快，目前已建成项目400余座，在建项目300余座。

1.3 成就

目前，在欧洲、日本、美国，垃圾焚烧发电项目的工程造价，在同等建设边界条件下，大约是国内的8～10倍;运营成本大约是国内的3～5倍。建设一座大型现代化垃圾焚烧发电项目，国内的建设周期约18～24个月，而国外需要36～48个月甚至更长。在设备质量方面，国内经过20余年不断的改进与优化实践，垃圾焚烧核心设备已能更好地适应垃圾——这种劣质燃料质量波动带来的工艺过程的不稳定性。中国垃圾焚烧发电建设与运营以“价格低、速度快、服务好”的声誉蜚声海外。

2 垃圾焚烧行业技术创新过程简介

垃圾焚烧行业技术引进的核心，包括“焚烧装备——炉排系统”和“全厂工艺设计”。国内几个率先引进国外技术与装备的城市，包括上海、深圳、重庆、杭州。在项目建设之初，政府和企业确定了“引进、消化、吸收”、“授权、改进、自我研发”的宗旨。在这个过程中，基于各方面的原因，参与的企业，技术引进的方式各不相同，有“先引进再找项目的”、有“项目建设和技术引进同时进行的”，有“项目建设之后再引进技术的”。

目前，通过行业技术人员的不懈努力，我国垃圾焚烧行业拥有焚烧技术企业14家，主要技术类型包括“日本日立造船、三菱马丁、阿尔斯通、西格斯”的“炉排焚烧”核心技术。至2028年底行业共拥有专利1 611项，其中发明专利420项。

同时以康恒环境为代表的企业，还在“去工业化”设计、“超净排放”、“邻避变邻利”方面实现了大胆前瞻的创新探索，引领行业走向与社会和谐发展之路。

2.1 案例一：杭州锅炉厂的技术引进与发展

引进背景：杭州锅炉厂是国内第一座垃圾焚烧发电项目——深圳清水河项目的余热锅炉供应商，参与了该厂的系统设计、锅炉供货、调试和消缺过程。1998～1999年，杭州锅炉厂看到了这个行业发展的巨大潜力，与日本三菱重工签署了“焚烧炉排、工艺设计”引进技术协议。

依托工程：技术引进后，杭州锅炉厂作为设备供应商，由于没有投资项目，一直难于将技术转化为工程。2000年底，经与温州伟明公司协商，以技术共享为条件，在伟明负责投资的温州东庄项目上得以实施。此项目大胆地进行了各方面的国产化尝试，开启了先例，极大地节约了建设成本。

改进优化：鉴于国内垃圾具有热值低、含水率高的特点，在经过工程实践的基础上，杭州锅炉厂、温州伟明，共同协同，对引进的核心设备---逆推式往复移动炉排进行了了改造，获得了拥有独立知识产权的“二段式、逆推+顺推的焚烧炉排”技术，获得了国家发明专利。

产业模式：杭州锅炉厂的二级公司——杭州新世纪公司专注于设备制造与销售，没有涉及垃圾焚烧发电项目的投资、建设、运营的重资产经营。

经济效益：依托此项专利技术，杭州锅炉厂的二级公司——杭州新世纪公司，在焚烧装备的制造、销售领域，获得了每年约1.5亿元人民币的利润，创造了200人左右的就业岗位。

2.2 案例二：重庆三峰的技术引进与发展

引进背景：重庆三峰，是重庆市国资委下辖——重钢集团的二级公司。2000年左右，重钢集团为了开拓主业外业务，基于对废弃物焚烧处理市场的潜在需求调研之后，计划引进欧洲的焚烧技术，最终选择了阿尔斯通，签署了技术引进协议。

依托工程：在技术引进的过程中，重庆市政府将重庆市的同兴垃圾焚烧发电项目建设，交于重庆三峰负责建设。重庆三峰将该项目作为技术引进的依托工程，于2005年完成了技术引进的设备国产化和依托工程建设，极大地降低了项目建设成本，积累了设计、建设、调试和运营的经验。

改进优化：通过重庆同兴项目的建设、试生产，有针对性地进行了一系列优化、改进，并在后续的工程实践中得到了应用，形成了一系列具有自主知识产权的专利。重庆三峰的炉排加工制造厂，成为了国家环保装备示范基地。

产业模式：重庆三峰，不仅仅是设备制造供应商，还是重资产——垃圾焚烧发电项目的投资、建设、运营商。

经济效益：通过焚烧炉排技术的引进，实现了主业以外的产业开拓。利用此技术，实现了每年约2亿元人民币的设备制造、销售利润，创造了300人左右的设备制造业就业岗位。更重要的是，重庆三峰作为国内的垃圾焚烧发电项目投资、建设、运营商之一，实现了垃圾焚烧发电全产业链的模式，其投资项目产生的经济效益更加可观，超过了10亿元人民币/年，创造了2 000人以上就业岗位。

2.3 案例三：上海康恒环境的技术引进与发展

引进背景：上海康恒环境股份有限公司是上海市的高新技术企业，是中信产业基金控股的環保企业。2007年，日本留学归来的龙吉生博士，凭借着近20年的行业经验，基于对垃圾焚烧行业的市场、技术、运营等方面的系统分析，决定引进先进的焚烧技术。2008年底，康恒环境与日本日立造船、瑞士INNOVA公司签署了技术合作协议。

改进优化：通过多年的设备生产、销售与服务，康恒环境积累了大量的来自垃圾焚烧生产一线的问题与经验反馈，不断地对引进的技术进行改进、优化，申请了近300余项专利（其中发明专利100余项）。市场占有率达到40%，建立了良好的自主品牌信誉，倍受业内关注。

产业模式：2008～2013年，康恒环境的业务主要是设备成套销售和技术服务。2014年，鉴于其良好的业务发展，中信产业基金实现了对康恒环境的控股投资，康恒环境借此实现产业模式转型，业务由原来的设备销售和服务，成功转型为“设备成套销售和服务”+“重资产—焚烧发电项目的投资、建设、运营”的全产业链模式。

经济效益：通过焚烧炉排技术的引进，实现了每年约4亿元人民币的设备制造、销售利润，创造了500人左右的设备制造业就业岗位。其投资项目产生的经济效益更加可观，未来将超过20左右亿元人民币/年，创造3 000人以上就业岗位。

3 焚烧发电行业创新发展面临的新局面

垃圾焚烧行业的创新模式，在过去的20多年里，主要采用的是“引进、消化、吸收、改进、优化”的模式。不得不承认，我们用市场换取了技术，在此过程中，我们的行业技术人员体现了超强的学习能力与超高的工作效率。

在过去的20多年里，中国大陆建设了400余座垃圾焚烧发电项目，这个数量与全部欧洲的项目数量接近。但在单个项目的规模上，中国大陆的平均规模水平远大于欧洲、日本。而且中国大陆目前还有300～400座焚烧发电设施正在建设中，同时一些行业领军企业也开始了海外布局。2016、2017、2018连续3年的中欧、中日环保论坛上，国外企业对于中国在垃圾焚烧发电领域取得的成绩高度关注。

但是，象其他通过引进技术发展起来的行业一样，目前国内垃圾发电行业的创新与发展面临了新的问题。具体问题有3个。

3.1 核心技术引进受限

近年来，中国大陆的焚烧项目建设成本、速度，相较技术输出国具有绝对的优势，令国外企业产生担忧。因此，国外发达国家对于核心技术的控制也呈现出越来越严格的趋势。欧洲、日本的技术输出方企业，这几年已经开始限制一些核心技术的授权。

例如，对于高热值“水冷炉排”的研发、对于单炉超大规模炉排的研发，国外几家领先的公司，已经开始对国内的企业实行封锁。

3.2 高精尖设备仪表仍需进口

我国的工业在过去的几十年中取得了辉煌的成就，但是就一些细分领域，与发达国家还存在着很大差距。例如，垃圾焚烧设施的“烟气污染物在线分析检测装置、高速旋转的脱酸雾化器”等，不得不采用进口的设备，价格昂贵，且服务质量一般。

3.3 政治因素的影响

为了限制中国的发展，以美国为首的国家，势必通过各种手段，限制中国的发展。垃圾焚烧发电虽然是民用的城市基础设施，但是由于工艺复杂，涉及某些保密领域的技术（如烟气中HF的测试，涉及核技术），我们必须考虑到“政治因素”对焚烧行业个别设备的限制很可能马上到来。

4 垃圾焚烧发电产业“创新模式”的未来发展思考

“创新驱动、转型发展”，是国家发展的制动思想，也是垃圾焚烧发电行业的亟需之举。国家的“一带一路”、“建设生态文明家园”策略，需要落实在各个行业[2]。

近几年来，我国的焚烧设备已经开始出口，我国的部分企业已经开始投资国外的垃圾焚烧发电项目。未来几年，中国大陆的焚烧发电项目建设即将完成，行业将进入“运营、技改”期。在做好国内自己的事情的同时，“走出去发展”是我们全行业将面临的必经之路。

如何顺利实现垃圾焚烧行业可持续的发展，使垃圾焚烧行业真正走向世界，领先世界，笔者认为，只有创新！其中包括技术创新、管理创新、融资模式创新、政策与体制创新等等。

该文重点就技术创新阐述如下。

4.1 明确行业技术创新的战略目标

近期我们的目标有2个：一核心技术是行业发展的关键因素，预防核心技术输出国的技术封锁，立足自力更生、艰苦奋斗，实现核心技术与装备的突破，是现阶段技术创新的第一要务[3]。二瞄准国际创新趋势进行创新，实现弯道超车，占据国际技术发展的最前沿，我国的垃圾焚烧行业已逐步领先于世界，即将走入无人区，需要着手开展前沿性研究[3]。

4.2 理清创新模式

首先要打破垃圾焚烧领域几十年养成的“引进、消化”、“改进、优化”的创新模式习惯，引导行业真正走向自主创新之路。充分发挥行业技术联盟优势，组织拥有焚烧技术的领军企业与相关技术研究单位，评估引进各类技术的优劣势，开展行业“自主创新”，共同攻克行业核心技术限制。其次，环境工程是一门边缘、交叉学科，一定要采用跨行业“协同创新”的模式，集中高精尖力量，实现快速技术突破，实现行业的可持续发展及在国际上的领先地位。特别是设备的研发，需要国家各行各业协同创新。最后，充分发挥产、学、研的优势，积极构建“以市场为导向，产业研相结合”的技术创新体系。调动各行业、各学科的优势力量，达到创新的目的。

4.3 加强国际知识产权保护意识

这既是自我创新的需要，也是垃圾焚烧技术与装备走向世界、领先世界的需要。

4.4 树立国际视野，充分利用国际智力

对于现阶段仍有短板的学科领域，可以通过引进国际人才、收购国外创新机构的方式，弥补不足。

5 结语

过去30年，我国在垃圾焚烧发电行业取得了驕人的业绩，采用的主要创新模式为“引进、消化、吸收、优化”，同时获得了部分专利，逐渐树立了品牌。未来，国内行业的新一轮发展、国外行业的“一带一路”战略，要求我们必须树立国际化视野，明确新阶段的创新目标、调整创新模式，集中优势力量，共同协作，实现新一轮的核心技术创新与超越。

参考文献

[1]白良成.生活垃圾焚烧工程技术[M].北京 ：中国建筑工业出版社，2009.

[2]潘晓燕，孟兆晨. 创新案例集萃[M]. 上海：上海科学普及出版社，2017.

[3] 吴寿仁. 创新知识基础（第四版）[M]. 上海：上海社会科学院出版社，2016.