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北京市生活垃圾焚烧发电的收运和处理现状分析

发布日期:2019/4/10



       随着社会进步,我国城市化进程加快。城市人口大幅度增加,垃圾产量急剧增多。仅2016我国生活垃圾清运量就高达20360万吨,并且全国垃圾年产量正在以每年8%-10%的速度快速增长。在传统处理方式中,这些垃圾只需经过简单的处理便被埋于地下。简单的填埋不仅占用了大量土地,还造成了严重的土地、水体以及大气污染。据报道,在我国约有三分之二的城市处于垃圾包围之中,四分之一的城市已无场地继续填埋垃圾,“垃圾围城”现象日趋严重。垃圾中含有大量的有机可燃物,所含热值较高。据统计,2吨垃圾焚烧产生的热量大约相当于1吨煤燃烧的热量。如果能有效地利用垃圾发电,每年可为我国节约煤炭5000~6000万吨,其资源效益表现良好。垃圾发电既能解决了“垃圾围城”的难题,又将垃圾转变成了资源废,充分的利用了垃圾的资源价值。因此,采用垃圾焚烧发电是绿色发展和循环经济的必然要求。早在20世纪70年代,一些发达国家就已经开始研究垃圾焚烧发电。我国垃圾焚烧发电产业起步较晚,与发达国家相比,我国的垃圾发电产业存在着较大的进步空间。


        北京市人口众多,是我国重要的垃圾生产城市,年垃圾产量增长率约为8%。截至2016年,北京市共有高安屯垃圾焚烧发电厂、鲁家山垃圾焚烧发电厂以及顺义生活垃圾综合处理厂,三座垃圾焚烧发电厂投入运营,日总处理能力约为4874吨。此外,北京市计划新建8座垃圾焚烧厂,来应对日益增长的垃圾产量。有数据显示,北京市垃圾的收集、运输、存储环节产生的成本约占总成本的一半以上。生活垃圾处理全过程社会成本约为2253元/吨,其中收集、运输和转运的社会成本约为1164元/吨,焚烧处置以及进入焚烧厂后的社会成本约为1089元/吨。因此,本文选取北京市作为研究对象,对生活垃圾的收集,运输,处理模式进行分析。针对目前北京市生活垃圾处理现状,提出降低垃圾发电的运营成本的建议,希望降低垃圾发电的整体的经济与环境成本,提高垃圾发电项目的社会价值。


       1 国内外研究现状


       生活垃圾焚烧发电是垃圾处理的终端环节,该方法适用于热值较高的生活垃圾。垃圾焚烧发电,多采用高温焚烧,通过焚烧将热能转化为高温蒸汽,推动汽轮机转动,使发电机产生电能。马晓茜从发电的基本原理、工艺流程、发电能力和技术经济性等多个方面,对垃圾发电模式进行了探讨。他认为在垃圾热值足够高的条件下,宜优先采用焚烧发电。据统计,全球已有垃圾处理工厂近千家,美国某垃圾焚烧发电厂的发电能力高达100兆瓦,每天能够处理垃圾60万吨。预计未来几年内,垃圾综合处理厂将持续增加。由此可见,生活垃圾焚烧发电产业未来发展前景良好。


       在我国,为促进垃圾发电产业的持续发展,政府制定了大量的扶持政策。李洋对我国垃圾发电价格政策进行了梳理,并指出了现有政策存在的问题。垃圾发电产业作为新兴的能源产业,其发展市场巨大,该产业的大力发展能够拉动其他相关产业的协同发展。中国电力企业联合会通过分析我国垃圾发电的发展现状,提出了针对我国垃圾发电的产业机制、投资机制、行业机制以及价格机制的发展建议。Yun Li等对中国垃圾焚烧产业链上下游发展状况进行了梳理,回顾了政府对垃圾焚烧发电行业的政策,并在此基础上提出未来垃圾发电企业应当更加注重发电技术的环保化。王芮立对当前国内生活垃圾分类管理政策做了梳理,并对代表性城市的生活垃圾处理政策进行了研究。


       目前,关于垃圾处理现状的研究,大多以城市生活垃圾的收集运输为主,较少有研究针对城市生活垃圾发电展开。在现有研究中,学者们多以经济目标为约束,对城市垃圾收运体系进行优化。

       ConstantinosChatzouridis等从垃圾收运系统的总成本最小化出发,综合采用GIS与数学方法,对垃圾收运的车辆、路线进行了优化。刘洁等在充分考虑实际交通及转向约束情况下,在GIS环境下,采用聚类蚁群算法对成都市双楠地区生活垃圾收运路线进行了优化求解。也有学者针对北京市垃圾收运现状进行了研究。李颖等人对北京城八区生活垃圾收集、分类收集、转运、生活垃圾处理设施和垃圾物流现状进行了分析,指出了北京市城市生活垃圾收运系统在运输、分类中存在的主要问题并对针对收运设施的规划提出了相应的改进建议。


       2 北京市生活垃圾收集-运输-处理现状分析


       2.1 生活垃圾收运现状


       生活垃圾包含的成分复杂,一般可以分为可回收垃圾、厨房垃圾、有害垃圾和其它垃圾四大类。可回收垃圾主要包括纸箱、金属、玻璃等物质,通过综合处理这些物质可以进行回收利用。厨余垃圾中含有大量的有机物质,主要包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶等废物。与焚烧相比,厨余垃圾适合采用生物技术进行堆肥处理。废旧电池、灯管等物质是有害垃圾的主要组成成分,这类垃圾不能进行焚烧处理,需要进行特殊的安全处理。其他垃圾包括砖瓦陶瓷、卫生间废纸等难以回收的废弃物,多采用卫生填埋的手段进行处理。生活垃圾中包含物质多,在燃烧之前,需进行一定的分选处理。结合北京市生活垃圾的分类水平,目前北京生活垃圾收运模式可主要分为通过清洁站分类收运和垃圾车分类组合收运2种形式。


       2.1.1 清洁站垃圾分类收运处理


       在清洁站垃圾分类收运处理系统中,除可回收垃圾运往再生资源回收点,进入资源再生回收系统之外,厨余垃圾以及其他垃圾均运往密闭清洁站,在清洁站中完成垃圾的分类工作,实现垃圾收运与处理的衔接。该收运模式的流程,具体如图1所示。


       目前,受居民垃圾分类情况的影响,在北京市生活垃圾多采用该种收运模式进行处理。根据清运站处理垃圾类型的不同,还可以将这类处理模式细分为单个或多个清运站处理的情况。该收运模式通过清运站对生活垃圾的进行了再次分类,弥补了当前我国居民垃圾分类意识薄弱,生活垃圾分类情况较差的缺陷。垃圾清运站对生活垃圾进行了再次分类和筛选,回收了餐厨垃圾和其他垃圾中混入的可回收资源,处理了有毒有害物质。清运站的处理提高了垃圾的资源化率,剔除了垃圾中的有害物质,降低了生活垃圾在焚烧的有毒物质排放量,提高了生活垃圾堆肥的产肥率。但是,该种收运模式增加了垃圾收运的环节,增加了垃圾在运输过程中的装卸、搬运作业,提高了垃圾收运的成本。垃圾清运站占有了一定面积的土地、清运站的建设也需要投入一定的人力和物质资源。并且受到邻避效应的影响,居民对清运站的建设往往存在敌对情绪,进而影响清运站的选址和垃圾处理设施的布局。


        2.1.2 垃圾车分类组合收运处理


       在北京市同时还存在垃圾车分类组合收运的生活垃圾收运模式,但是由于受到垃圾分类水平的限制,该收运方式的使用范围有限。在该收运模式中厨余垃圾和其他垃圾按照其属性采用不同的车辆进行收集,并直接运往垃圾处理厂。与清运站垃圾收运模式相比,这种垃圾收运方式减少了垃圾收运的环节,节省了收运过程的成本。垃圾车分类组合收运模式如图2所示。




       垃圾车分类组合收运模式将各类垃圾直接运往垃圾处理厂,减少了收运的环节。但是,该类收运方式对垃圾的分类水平要求较高,适合垃圾分类水平较高的地区。随着我国垃圾处理行业的发展,居民分类意识的提高,该收运方式的使用率将会逐渐提高。


       2.2 生活垃圾焚烧处理现状


       在发达国家,两吨垃圾燃烧产生热量与一吨煤相同。然而,由于我国垃圾含水率较高,其燃烧产生的热量较低。有数据显示,在我国每吨垃圾燃烧产生的热值仅相当于发达国家每吨垃圾燃烧产生热值的1/5~1/6。并且与发达国家相比,我国生活垃圾中含有的杂质较多。这些杂质中多为不可燃物质,大大增加了垃圾焚烧的难度。由于杂质的成分复杂,在焚烧过程中往往会产生二恶英、重金属等各种有害物质。这些有毒有害物质被排放到大气中,严重破坏了大气环境,影响着居民的身体健康,其造成的社会成本高昂。目前,虽然有部分焚烧发电厂购置了污染物净化设备,但是由于设备购置成本和运行成本高,空气净化效果并不明显。总之,我国垃圾发电厂焚烧发电的成本较大,收益较低,且大部分收益来源于国家对垃圾发电的上网补贴。


       3 发展建议


       通过对北京市生活垃圾焚烧发电收集、运输、处理情况的分析,发现北京市居民生活垃圾分类意识不高,垃圾分类水平较低,垃圾发电项目的成本较高。并且与发达国家相比,垃圾的含水率较高,焚烧发电的热值较低。为促进北京市的垃圾发电行业的发展,从源头上降低垃圾处理的成本,本文提出了以下建议。


       3.1 完善垃圾分类


       通过上述分析,发现垃圾含水量较高,其燃烧产生的热量较低的主要原因是我国由垃圾分类水平不高。因此,为提高垃圾燃烧热值,降低有害物质排放,应加强对垃圾的分类管理。由于目前居民垃圾分类意识薄弱,垃圾的源头分类效果较差,因此应在垃圾的收运体系中再次对垃圾进行分类,加工处理。这既能够提高垃圾的燃烧热值,又能够减少有害物质进入燃烧系统,降低垃圾发电的排放量。垃圾的再次分类对资源进行了再次筛选,提高了可再生资源的利用效率,减少了资源的浪费。


       3.2 提高居民垃圾分类意识


       目前,垃圾分类水平的主要原因是源头分类情况差,居民的垃圾分类意识不高。在源头提高居民的垃圾分类水平既能够减少垃圾收运的作业环节,降低垃圾收运成本,又能提高可再生资源的利用率。因此,提高居民的垃圾分类水平是解决垃圾处理中存在问题的最有效最根本的方法。为提高居民的分类意识,首先,政府应该大力宣传垃圾分类的好处,使居民意识到垃圾分类给自己的生活带来的益处和垃圾不分类对居民生活的危害。其次,要使居民掌握垃圾分类的知识,清楚的知道各类垃圾所属的种类,明白如何对垃圾进行分类,降低垃圾分类错误的可能。最后,还应该建立起配套的垃圾收集措施,使分类好的垃圾能够安放到对应的设施中,并保证在运输过程中,收运人员不因一时方便,而将垃圾混合收运。


       总的来说,垃圾焚烧的无害化处理更为彻底,经过高温焚烧,垃圾中的有毒有害成分大部分被分解,细菌、病毒以及各种恶臭气体得到了分解。经过燃烧垃圾减量化效果明显,加快了垃圾的处理速度,缩短了垃圾的处理周期,节约了填埋用土地,实现了垃圾的资源化利用,降低了垃圾处理对环境造成的影响。但是,我国垃圾发电产业发展较晚与发达国家存在一定的差距。虽然我国垃圾发电产业在快速发展,但是仍然存在着较大的进步空间。



来源:现代商贸工业  作者:杨晓宇

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