垃圾分类对垃圾焚烧电厂的影响分析

2021-11-13吴占恒

绿色环保建材 2021年10期

吴占恒

龙净能源发展有限公司

1 概述

随着经济社会发展和物质消费水平大幅提高，我国生活垃圾产生量迅速增长，环境隐患日益突出，已经成为新型城镇化发展的制约因素。

中央层面和各地方出台了一系列有关垃圾分类的政策或法规。其中《垃圾分类制度实施方案》到2020年底，基本建立垃圾分类相关法律法规和标准体系，形成可复制、可推广的生活垃圾分类模式，在实施生活垃圾强制分类的城市，生活垃圾回收利用率达到35%以上。并要求在部分范围内（46个重点城市）先行实施生活垃圾强制分类。

上海，杭州分别于2019 年7 月和2019 年8 月通过采取罚款和记录诚信档案的方式开启垃圾强制分类，成为垃圾强制分类实施的首批城市。

2 我国生活垃圾及其分类特点

我国生活垃圾具有以下特点：

（1）我国生活垃圾含水高，一般为55%～65%，一些南方城市在夏季高达70%，而西方国家一般为30%～35%。

（2）我国生活垃圾中厨余和餐饮等有机废物比例大，为45%～55%，西方发达国家一般在20%左右。

（3）我国生活垃圾依然以混合收集为主，尽管近年来大力推行生活垃圾分类收集，但收效甚微。而发达国家生活垃圾分类收集率在60%以上。

垃圾分类即将垃圾分流处理，当前我国正在实施的分类的基本类别如表1。

表1

从表1可看出，生活垃圾强制分类的重点是分离出生活垃圾中的餐饮厨余垃圾，降低有机物比例，降低垃圾含水率，同时分离出生活垃圾中的有害成分，并回收可回收成分。

3 垃圾分类对垃圾焚烧企业的影响

随着强制分类的实施，含水率高的湿垃圾和部分可回收垃圾从生活垃圾中被分离出来，直接的影响就是造成垃圾焚烧厂入厂垃圾量的减少，垃圾的热值的增加。影响的程度依据分类的程度的不同而异。根据垃圾的物理组成情况，分类前后的变化大致如表2。

表2

3.1 垃圾量减少的影响

垃圾量减少带来的衍生影响有：（1）垃圾电厂的政府补贴收入一般按垃圾的处理量来计算，垃圾量减少，将造成政府补贴收入和发电收入的减少；（2）湿垃圾占比的减少，垃圾堆放发酵处置产生的渗滤液也减少，可降低渗滤液的处置成本；（3）垃圾分类过程会分出塑料，金属，有害物质等，这造成垃圾焚烧过程产生HCl、SOx、二噁英等有毒有害气体减少。

3.2 垃圾热值增加的影响

垃圾量减少带来的衍生影响有：（1）垃圾成分简单化，垃圾热值上升，热值有望维持稳定，设备运行稳定性提高，减少焚烧设备的维修/技改支出；（2）热值增加造成吨垃圾发电量增加。但吨发电量增加部分一般不属于补贴电价部分（价格较低）；（3）若垃圾热值提升过高，则会导致垃圾热值超出焚烧炉的设计范围，造成受热面布置不够、烟气超温等问题，造成锅炉效率降低、损耗加大等负面影响，缩短使用寿命。

4 垃圾分类对垃圾焚烧企业的经济效益分析

以1000t/d规模垃圾焚烧厂为例，假定湿垃圾与其余垃圾的组成各占50%，湿垃圾含水率80%，干基热值18000kj/kg，其余垃圾含水率30%，干基热值14500kj/kg，分类过程只分出湿垃圾，其余垃圾仍入炉燃烧，渗滤液渗出量简单按湿垃圾所占比例折算。定义湿垃圾分类率为从原生垃圾中分离出的湿垃圾占湿垃圾总量的比例。由此做如下测算。

4.1 不同湿垃圾分类率下燃烧垃圾特性的变化

根据上述假定，测算不同湿垃圾分类率下的入厂垃圾的特性变化可知，随着垃圾分类率的提高入厂垃圾量、渗滤液量减少，入厂/入炉垃圾热值逐步提高，假定条件下，预测入炉垃圾热值能提高到约9418kj/kg，提高率为约25%。

若考虑垃圾电厂发电热效率23%，厂用电率24%，可得到不同湿垃圾分类率下的入厂垃圾吨发上网电量，测算结果如图1。

图1

由上图可知，垃圾分类后，垃圾的含水率下降，垃圾的吨发电量有所提高，根据测算结果，在不同的湿垃圾分类率20%，40%，60%，80%，100% 下提高率分别提高为6.3%，14.1%，24.2%，37.6%，56.4%。

4.2 不同湿垃圾分类率下垃圾焚烧企业收益的变化

在不考虑折旧、管理运行等固定成本因素下，分析不同湿垃圾分类率下垃圾焚烧企业收益的变化得知，垃圾分类的越彻底，垃圾分类率越高，垃圾焚烧企业的收益越低，其中垃圾量的减少造成补贴收入和发电收入减少，是电厂效益降低的主要因素。为避免焚烧企业的效益下降，考虑解决思路如下。

客观层面上：（1）由于湿垃圾处置的产能缺口很大（2018年，全国46 城市约20 万吨/日，处置产能约0.59 万吨/日），短期无法消纳完全，且其产生废弃物可入炉燃烧，故对电厂的效益影响短期不会很明显；（2）可回收垃圾的回收比例一般小于70%-80%，剩余部分也可以入炉燃烧；（3）当前随着环保要求加强，垃圾填埋比例逐渐减小，垃圾焚烧的比例逐渐增加，这会造成入炉垃圾量的增长，中和垃圾分类造成的影响。

企业主观层面上：（1）考虑与政府签订垃圾量供应保证协议，保证垃圾供应，减少经济损失；（2）考虑与政府谈判，提高吨垃圾处置费用，增加补贴收入；（3）提高上网电量补贴区间，0.65元/kwh 补贴价从280 度提高到330 度（国家层面规定，调整难度大）；（4）垃圾分类造成垃圾处置产生的收益从焚烧项目转移到湿垃圾处置项目，垃圾焚烧企业同样可推动实现干垃圾的焚烧发电与湿垃圾的生化处理（厌氧产沼、堆肥等）的协同处置，以提升固废产业链的协同发展。

4.3 保底协议对垃圾焚烧企业营业收入的影响

在考虑垃圾自然增长率的客观因素（设定为7%）和与政府签订保底协议（保底量80%）的主观因素下，重新测算营业收入的变化，结果如图2。

图2

由上图可知，考虑垃圾自然增长率的影响下，垃圾焚烧企业的营业收入的变化存在盈亏平衡点，在测算条件下大致处在湿垃圾分类率18%的条件下。

同时可知，企业与政府签订保底协议可减缓垃圾分类对焚烧企业营业收入的冲击。分类率越高，保底协议的作用越明显，如在湿垃圾分离率为100%时，若不考虑80%保底量的情况下，项目整体营业收入的降幅为31.9%；若考虑80%保底量的情况下，地方政府虽可补充不足80%垃圾量的差额处理费，可以带来约10%的营业收入增量，但在无多余垃圾的情况，上网电量依然难以补充，项目整体营业收入的降幅为21%。