我國縣域垃圾焚燒現(xiàn)狀及對策建議探討

   近日，發(fā)改委、住建部等五大部門聯(lián)合印發(fā)縣域垃圾焚燒指導(dǎo)意見。

政策發(fā)布后，引發(fā)行業(yè)的熱議，有人說，這是我國垃圾焚燒正解決“大”的問題后，開始回頭補“小”的短板了，未來五年100噸級、200噸級的裝備將迎發(fā)展春天；也有人說，征途漫漫，不可盲目樂觀，縣域垃圾焚燒設(shè)施需要解決問題還有很多。

“大型垃圾焚燒廠，可以通過發(fā)電獲得大部分收入，很大程度上減少地方財政所需負擔的垃圾處理費用，然而縣級小焚燒設(shè)施發(fā)電性較差。如果不發(fā)電，則需要由地方政府承擔所有的垃圾焚燒費用，合計約300元/噸以上，經(jīng)濟上難以承擔?！痹?1月2日中國城市環(huán)境衛(wèi)生協(xié)會主辦的“第九次生活垃圾焚燒處理技術(shù)與設(shè)備研討會”上，中城院（北京）環(huán)境科技有限公司副總經(jīng)理吳劍進行了專業(yè)的分享。

當前縣域小焚燒設(shè)施遇到的最大難點當屬在各方面達標情況下經(jīng)濟性較差。在不具備上發(fā)電設(shè)施的情況下，對比德國、瑞典、日本等其他國家，我國縣域小焚燒設(shè)施缺乏可以余熱利用、市政供暖等其他提高經(jīng)濟收益的方式。

一、大背景下，縣級小焚燒設(shè)施越來越熱

  根據(jù)住建部10月12日公布的《2021年中國城鄉(xiāng)建設(shè)狀況公報》和《2021年城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒》，過去十年，從2012年到2021年，全國城市生活垃圾無害化處理能力由44.6萬噸/日增長到105.7萬噸/日，十年間處理能力增加一倍多。

   圖一：近十年全國城市生活垃圾無害化處理能力變化

然而，相對于城市快速增長無害化處理率，縣域尤其是村鎮(zhèn)無害化處置率相對比較低。根據(jù)住建部數(shù)據(jù)，2020年鄉(xiāng)、建制鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理率分別為48.5%、69.6%。

隨著城市生活垃圾無害化處理能力急劇提高，生活垃圾焚燒設(shè)施日趨飽和，市場空間增長有限，縣域、村鎮(zhèn)生活垃圾治理逐步提上了日程，國家部委也頻頻發(fā)文，開展縣域乃至村鎮(zhèn)小型焚燒設(shè)施試點。

2020年7月，國家發(fā)改委、住建部、生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《城鎮(zhèn)生活垃圾分類和處理設(shè)施補短板強弱項實施方案》（發(fā)改環(huán)資〔2020〕1257號）中提出：“在生活垃圾日清運量不足300噸的地區(qū)探索開展小型生活垃圾焚燒設(shè)施試點。”

2021年5月國家發(fā)改委、住建部印發(fā)《“十四五”城鎮(zhèn)生活垃圾分類和處理設(shè)施發(fā)展規(guī)劃》(發(fā)改環(huán)資〔2021〕642號)提出：“開展小型焚燒設(shè)施試點示范。人口稀疏、垃圾產(chǎn)生量少、不具備建設(shè)規(guī)?；贌O(shè)施的地區(qū)，經(jīng)技術(shù)評估論證后，可開展分散式、小型化焚燒處理設(shè)施試點示范，著力解決小型焚燒設(shè)施煙氣達標排放和飛灰安全處置方面相關(guān)技術(shù)瓶頸。”

2022年5月，中共中央辦公廳國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于推進以縣城為重要載體的城鎮(zhèn)化建設(shè)的意見》，明確了以縣城為重要載體的城鎮(zhèn)化建設(shè)的目標和具體任務(wù)，并且第二十九條中明確提出“建設(shè)與清運量相適應(yīng)的垃圾焚燒設(shè)施，做好全流程惡臭防治。合理布局危險廢棄物收集和集中利用處置設(shè)施。”

同時今年以來，兩大部委住建部、發(fā)改委也對縣域小焚燒設(shè)施進行密集調(diào)研。3月22日，發(fā)改委環(huán)資司調(diào)研中國節(jié)能；3月24日，環(huán)資司調(diào)研了光大環(huán)境；3月25日，召開縣城生活垃圾焚燒處理設(shè)施建設(shè)座談會；4月28日，以視頻方式主持召開垃圾焚燒技術(shù)裝備發(fā)展座談會；6月30日，產(chǎn)業(yè)司開展垃圾焚燒裝備發(fā)展情況調(diào)研。

8個月內(nèi)，發(fā)改委兩大司局，6次調(diào)研同一個主題，由此可見國家相關(guān)部委對縣域垃圾焚燒工作的重視。

 

   圖二：相關(guān)部委對縣域小焚燒設(shè)施重視

 

就在前天，11月28日，發(fā)改委、住建部等五大部門還專門出臺《關(guān)于加強縣級地區(qū)生活垃圾焚燒處理設(shè)施建設(shè)指導(dǎo)意見》，針對東部、中西部縣域提出分類施策加快提升焚燒處理設(shè)施能力，提出到2030年，全國縣級地區(qū)生活垃圾分類和處理設(shè)施供給能力和水平進一步提高，小型生活垃圾焚燒處理設(shè)施技術(shù)、商業(yè)模式進一步成熟，除少數(shù)不具備條件的特殊區(qū)域外，全國縣級地區(qū)生活垃圾焚燒處理能力基本滿足處理需求。

 

二、僅4成縣域?qū)崿F(xiàn)焚燒處理，紅利顯現(xiàn)

縣域生活垃圾處理現(xiàn)狀到底是什么樣的？

數(shù)據(jù)顯示：截止2021年底，我國城市數(shù)量為692個，其中地級市300個，縣級市392個；縣城數(shù)量為1482個。按照城鄉(xiāng)統(tǒng)計年鑒，1482個縣城中生活垃圾清運量小于100噸/日的縣約為424個，約占30%， 70%的縣域清運量大于100噸/日。

近十年，全國縣城處理能力增長相對較平穩(wěn)（如圖三所示），由2011年的683座增長到2021年1441座，無害化處理能力達到33.8萬噸/日。截止2021年底，全國縣城生活垃圾清運量為6791.35萬噸，無害化處理廠(場) 1441座，其中衛(wèi)生填埋1123座，焚燒257座，其他處理61座。

 

   圖三：全國縣域生活垃圾無害化處理場數(shù)量（2001-2021年）

 

從處理方式上看，57%的縣域生活垃圾實施了填埋處理，41%為焚燒處理，截止2021年底，全國縣域共有257座焚燒廠，按照一縣一廠，還有1225個縣城無垃圾焚燒廠，市場缺口很大。

除此之外，還有很多縣城、村鎮(zhèn)因交通不便、運距較遠等原因，不能也不可能將所有垃圾完全收運到一起焚燒，有的甚至兩三個縣也湊不到300噸/日，無法走“村收集、鎮(zhèn)轉(zhuǎn)運、縣集中處理”的城鄉(xiāng)一體化模式，所以發(fā)展縣域小焚燒設(shè)施是非常有必要。

從近十年縣域生活垃圾處理技術(shù)現(xiàn)狀來看，它主要經(jīng)歷了兩個階段：

第一階段：2010~2012 年前后，兩類小型垃圾熱處理工程出現(xiàn)

這一階段涌現(xiàn)的一批小型垃圾熱處理工程可以分為兩大類：一類是科研機構(gòu)，依托自身強大工程熱力理論開發(fā)的流化床工程裝備。這類設(shè)備投入正常運行后，突出表現(xiàn)為爐渣熱灼減率控制很好，但也存在故障率高、連續(xù)運行周期短，不能投入自動燃燒控制以至操作難度大，需要加煤支持燃燒，燃燒過程CO超標等問題。

另一類是一些企業(yè)模擬燃煤工業(yè)鍋爐研發(fā)的鏈條爐排技術(shù)。吳劍認為，該技術(shù)之所以沒有發(fā)展起來，主要在于沒有對垃圾燃燒特性進行深入分析，缺失嚴謹?shù)姆贌こ汤碚撗芯浚l(fā)煙氣、惡臭、污水等二次污染問題，甚至有焚燒爐安裝后出現(xiàn)無法啟動的教訓(xùn)。

第二階段：2012年之后，小型焚燒技術(shù)進入強需求階段

本階段出現(xiàn)了很多小型垃圾焚燒設(shè)備，如代表性的有消解技術(shù)、磁化熱解、高溫炭化垃圾焚燒爐、等離子技術(shù)等。但是這些技術(shù)工藝在實際運行過程中，總是出現(xiàn)這樣那樣問題，如垃圾惡臭、焚燒煙氣污染物并未得到有效控制，不具備成熟可靠、安全環(huán)保、經(jīng)濟適用的基本要求。

 

三、難題待解，推進縣域焚燒征途漫漫

1. 經(jīng)濟性差，投不起

大城市的大規(guī)模垃圾焚燒廠，可以通過發(fā)電獲得大部分收入，很大程度上減少地方財政所需負擔的垃圾處理費用，僅需要50-100元/噸處置費。

然而縣級300噸以下的小焚燒設(shè)施，發(fā)電經(jīng)濟性較差。如果不發(fā)電，則需要由地方財政承擔所有的垃圾焚燒費用，合計約300元/噸以上，故經(jīng)濟上難以承受。經(jīng)濟性差、投不起是當前縣域小焚燒設(shè)施遇到的最大難點，在不具備上發(fā)電設(shè)施的情況下，對比德國、瑞典、日本等其他國家（如下圖），我國縣域小焚燒設(shè)施缺少可以余熱利用、市政供暖等其他提高經(jīng)濟收益的方式。

 

     圖四：歐洲小焚燒處理設(shè)施發(fā)展現(xiàn)狀

 

  比如瑞典，近100％的熱處理設(shè)施均對熱能進行循環(huán)再利用，小型垃圾焚燒發(fā)電設(shè)施可以為附近地區(qū)提供廉價熱能；再如日本，2020年，日本各類垃圾焚燒設(shè)施1056 座，約738家焚燒廠有余熱利用設(shè)施，占比高達70%，不同規(guī)模垃圾焚燒余熱利用方式如圖四所示，規(guī)模越?。?0噸/日以下），余熱利用越少， 其余稍大規(guī)模百噸級別焚燒設(shè)施，幾乎都能實現(xiàn)供熱和發(fā)電雙重收益。

 

    圖五：日本不同處理規(guī)模焚燒設(shè)施余熱利用

 

2. 垃圾量少、且分散

對比日本等其他國家，國土面積狹小、人口居住相對較集中，便于建設(shè)集約化小型垃圾焚燒設(shè)施，而我國疆域遼闊，不同地區(qū)地理環(huán)境差異很大，尤其是對西北、西南、東北等偏遠山區(qū)來說，不僅人口居住密度低，人均垃圾產(chǎn)生量少，而且相鄰縣域相隔較遠。據(jù)統(tǒng)計，我國約35%的縣級市、80%的縣城垃圾清運量不足200噸/日。

3. 技術(shù)不成熟，污染物排放很難達標

為了使垃圾充分燃燒，避免因燃燒不充分對周邊環(huán)境造成影響，《生活垃圾焚燒污染控制標準》（GB18485-2014）規(guī)定，在啟動時，爐內(nèi)溫度應(yīng)升至850攝氏度后才能投入生活垃圾，并在4小時內(nèi)達到穩(wěn)定工況；在停爐過程中，垃圾完全燃盡之前，必須保證爐內(nèi)溫度在850℃以上。

而且根據(jù)該標準要求，為了使以二噁英為代表的有害氣體得到分解，爐膛內(nèi)焚燒溫度必須≥850攝氏度，爐膛內(nèi)煙氣停留時間必須≥2秒。

大規(guī)模焚燒爐的熱穩(wěn)定性更好，煙氣波動小更容易處理達標排放。而小規(guī)模焚燒爐，爐膛小、垃圾少，熱穩(wěn)定性差，爐溫波動大、煙氣成分波動也大，很難達到穩(wěn)定工況下煙氣、 二噁英等污染物達標排放。若要穩(wěn)定焚燒，需要添加柴油等燃料助燃，但隨之也大幅增加了成本。

4. 法律法規(guī)標準體系不健全、不完善

長期以來，我國垃圾污染防治主要著眼點在于城市，相關(guān)法律法規(guī)和標準規(guī)范幾乎都是圍繞城市生活垃圾設(shè)置的，目前尚無針對小型焚燒（300噸/日及以下）可供參考借鑒的標準體系。

雖然現(xiàn)行國家標準GBT51435-2021《農(nóng)村生活垃圾收運和處理技術(shù)標準》和GB∕T 37066-2018《農(nóng)村生活垃圾處理導(dǎo)則》有部分內(nèi)容涉及到村鎮(zhèn)小焚燒處理工藝和標準，但其內(nèi)容缺少針對解決縣域小焚燒設(shè)施現(xiàn)存問題的處理方式，且標準內(nèi)容主要是針對大型垃圾焚燒廠，參考意義不大。

 

四、幾點建議與對策

   針對目前縣域小焚燒處理設(shè)施存在問題，如面臨建設(shè)成本和運營成本的挑戰(zhàn)、污染物排放控制的挑戰(zhàn)等，吳劍認為，從國家層面講，可以從以下幾個方面重點發(fā)展：

 

1. 推動技術(shù)研發(fā)

針對小型生活垃圾焚燒裝備存在的煙氣處理不達標、運行不穩(wěn)定等技術(shù)瓶頸，形成亟需研發(fā)的小型焚燒技術(shù)裝備指南，組織國內(nèi)“專、精、特、新”骨干企業(yè)，加強城鄉(xiāng)固廢無害化、資源化的技術(shù)開發(fā)與先進技術(shù)推廣，加快垃圾處理技術(shù)裝備研發(fā)和集成示范應(yīng)用。

2. 選擇適宜地區(qū)開展試點示范

以中西部和東北地區(qū)、邊境地區(qū)為重點，選取人口密度較低、垃圾產(chǎn)生量較少的部分縣級地區(qū)積極開展小型焚燒試點，重點圍繞技術(shù)裝備、熱用途、運營管理模式、相關(guān)標準等探索形成可復(fù)制、可推廣經(jīng)驗。

3. 健全標準體系

研究小型生活垃圾焚燒設(shè)施運營特征，提出適用可行的技術(shù)規(guī)范和污染防治要求。建立健全小型生活垃圾焚燒處理項目建設(shè)標準、環(huán)保標準以及相關(guān)配套技術(shù)規(guī)范。

4. 推廣市場化建設(shè)運營模式

創(chuàng)新并推廣小型焚燒的市場化建設(shè)運營模式，鼓勵國內(nèi)“專、精、特、新”骨干企業(yè)市場主體積極參與縣級地區(qū)生活垃圾焚燒處理，充分發(fā)揮專業(yè)企業(yè)在項目建設(shè)、運營及技術(shù)等方面的優(yōu)勢，配合當?shù)刂鞴懿块T做好進場垃圾量統(tǒng)籌工作，有效提升所在地區(qū)的垃圾焚燒處理率。

5. 探索余熱多元化利用

加強垃圾焚燒項目與已布局的工業(yè)園區(qū)供熱、市政供暖、農(nóng)業(yè)用熱等銜接聯(lián)動，豐富余熱利用途徑，降低設(shè)施運營成本。有條件的地區(qū)要優(yōu)先利用生活垃圾和農(nóng)林廢棄物替代化石能源供熱供暖。

來源 |CE碳科技

作者 |程彩云