垃圾焚燒發(fā)電與垃圾填埋氣體發(fā)電的對比研究

張杰

摘要：隨著深圳市城市化進程的加劇，垃圾問題已經(jīng)成為困擾深圳市政府的一個主要問題。如何有效利用垃圾進行發(fā)電為人所用，是深圳市政府一直在探索的課題。垃圾焚燒發(fā)電和垃圾填埋氣體發(fā)電是目前利用垃圾進行發(fā)電的兩種主要利用方式。本文通過對垃圾焚燒發(fā)電與垃圾填埋氣體發(fā)電環(huán)境影響和產(chǎn)生的經(jīng)濟效益進行了對比研究。

中圖分類號：X3文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

隨著城市化進程加快，深圳市垃圾生成量急劇的增加,深圳市2008年的平均生活垃圾產(chǎn)生量約10199噸/天。隨著垃圾產(chǎn)生量的日益增加，有效處理垃圾進行發(fā)電利用已經(jīng)成為深圳市一直在探索的課題。深圳的實際情況需要繼續(xù)擴大垃圾填埋場與垃圾焚燒廠的容量。垃圾發(fā)電目前主要利用的兩種方式是垃圾焚燒發(fā)電和垃圾填埋氣體發(fā)電。截止2009年深圳市已建成7座垃圾焚燒發(fā)電廠和2座垃圾填埋氣體發(fā)電廠。本文主要從對環(huán)境影響和產(chǎn)生的經(jīng)濟效益這兩方面對垃圾焚燒發(fā)電與垃圾填埋氣體發(fā)電進行對比研究。

1兩種發(fā)電方式對環(huán)境的影響

1.1 垃圾焚燒發(fā)電

垃圾焚燒發(fā)電是指通過使用一些特殊的垃圾焚燒設備，以城市中的生活垃圾為主要燃燒介質(zhì)，在對垃圾進行焚燒處理的同時，利用其產(chǎn)生的能量發(fā)電的一種新型發(fā)電方式。

生活垃圾焚燒煙氣中的二惡英是近幾年來世界各國所普遍關(guān)心的問題。垃圾焚燒分類不完全，垃圾焚燒發(fā)電在垃圾燃燒過程中會產(chǎn)生二惡英，現(xiàn)行的技術(shù)水平還不能將其完全處理干凈。垃圾焚燒產(chǎn)生的二惡英等有害氣體會隨著煙氣排放到大氣中，會對空氣造成嚴重的二次污染。在垃圾焚燒的同時，焚燒中產(chǎn)生的灰渣和飛灰重金屬含量通常也非常高，這些飛灰重金屬也是非常難處理。目前國際上和國內(nèi)一些大型城市通過提高焚燒爐爐溫分解二惡英，然后使用活性炭吸附二惡英；同時采用一些防塵措施減少飛灰重金屬排放到空氣中，然而這些設備升級和改造花費非常巨大，實施起來的花費也是相當可觀。

垃圾焚燒發(fā)電有個優(yōu)點就是可以迅速減少垃圾的容積。焚燒后容積比原來可縮小50- 80%，分類收集的可燃性垃圾經(jīng)焚燒處理后甚至可縮小90%。垃圾焚燒法確實是一種實踐多年的垃圾處理方法。它比起填埋法占地面積小，效率高，曾一度被視為一種“減量快”的好方法。

1.2 垃圾填埋氣體發(fā)電

垃圾填埋氣體發(fā)電是將填埋的生活垃圾中因為自然發(fā)酵降解而釋放出的氣體收集起來，用來發(fā)電。發(fā)酵釋放出來的氣體主要成分為甲烷，甲烷燃燒產(chǎn)生的熱量很高，產(chǎn)物是二氧化碳和水，具備二次污染小的特點。通過對垃圾填埋場的綜合治理對當?shù)鼐用竦慕】狄约吧顮顩r有積極的效應。垃圾填埋發(fā)電它不僅不會對空氣造成第二次污染，反而會凈化惡臭的空氣，使空氣回復清新，對當?shù)氐暮春拖鞯奈廴鞠喈斝　?/p>

在填埋場填埋的垃圾表面通過使用高黏度的土壤覆蓋，這樣垃圾產(chǎn)生的甲烷等氣體就不會滲透到大氣中。同時也可以在高黏土的上面再鋪上一些營養(yǎng)土，可以通過園林造景的方式鋪設出高低不同的土坡。種上花草和樹木，甚至可以建成高爾夫練習場。這樣，不僅可以美化環(huán)境，而且還能為居住在周圍社區(qū)老百姓提供休閑和活動的場所。

然而，垃圾填埋場需要大量的土地，如果將已經(jīng)形成的垃圾處理能力與日益劇增的垃圾生長量相比較，深圳市垃圾處理壓力很大，由于深圳人多地少的現(xiàn)狀不足以支持深圳全部開展垃圾填埋進行發(fā)電，隨著垃圾生成量的不斷增長，深圳市幾個大型垃圾填埋場都將不堪重負，寶安老虎坑垃圾填埋場占地達17萬平方米，容量608萬立方米，按現(xiàn)有的使用方式，其使用時間已經(jīng)所剩無幾，下坪垃圾填埋場也僅可繼續(xù)使用15年左右，而重新選址建設大容量垃圾填埋場已日趨困難。

2 投資、發(fā)電成本及經(jīng)濟效益

2.1 垃圾焚燒發(fā)電

垃圾焚燒發(fā)電能很好的實現(xiàn)垃圾減量化，減少土地的占有，但它要求垃圾處理量達到一定規(guī)模，而且投資額較大，建設一座大中型焚燒爐動輒要10億元人民幣。例如深圳老虎坑垃圾焚燒發(fā)電廠的一期投資總額超過5億元，占地5.5萬平方米。同時建成投產(chǎn)后的環(huán)保的處理垃圾成本大約需300元/噸。如果引進國外技術(shù)進行垃圾焚燒發(fā)電，每處理100噸/日垃圾的建成成本通常在4千萬以上，這是投資者所難以接受的。

另一方面，垃圾焚燒發(fā)電的經(jīng)濟利益也值得進一步探討。同常規(guī)燃燒發(fā)電相比，垃圾焚燒電廠的發(fā)電裝機容量通常都相對較小，而且由于垃圾分解產(chǎn)生的酸堿物質(zhì)，會腐蝕發(fā)電設備。目前通過垃圾焚燒發(fā)電的效率一般都低于15%，從而使得運行成本維持在較高水平，而且電價無法同火電競爭。如果不依靠政府的財政補貼，垃圾電廠將不能維持運行，當然更談不上產(chǎn)生多少的經(jīng)濟效益了。

2.2 垃圾填埋氣體發(fā)電

垃圾填埋氣體發(fā)電投資小（為焚燒設備的1/10），垃圾填埋氣體發(fā)電的運行費用低（僅為焚燒費用的1/4）。如今，許多工業(yè)發(fā)達國家都將垃圾填埋氣體發(fā)電列入政府議事日程，投入大量資金，運用現(xiàn)代化高科技手段，大規(guī)模開發(fā)城市垃圾發(fā)電新技術(shù)，并使其趨于商業(yè)化。

沼氣發(fā)電的電價已在享受國家優(yōu)惠政策，比當?shù)厝济弘妰r高0.25元/kwh，約 0.64 元 /kWh。不計燃料費用，沼氣發(fā)電運行成本約 0.10 元 /kWh，以2000千瓦沼氣發(fā)電站為例，機組年運行成本約 160萬元，年收入可達 864 萬元。項目總體投資約4000萬，四年多就可收回投資。

另外，沼氣發(fā)電可以申請CDM項目，得到可觀的減排費。例如在2010年6月，國家發(fā)展改革委已經(jīng)同意深圳老虎坑垃圾填埋氣回收利用項目作為CDM項目的進行批復。同意該項目向E.ON氣候與可再生能源部轉(zhuǎn)讓該項目產(chǎn)生的溫室氣體減排量，轉(zhuǎn)讓總量不超過34萬噸二氧化碳當量，每噸二氧化碳當量轉(zhuǎn)讓價格不低于8.5歐元。

總之，垃圾焚燒發(fā)電對環(huán)境會造成嚴重的二次污染，但是垃圾焚燒可以最大限度的減少垃圾的體積；而垃圾填埋氣體發(fā)電會減少對環(huán)境的影響，但是垃圾填埋需要大量的土地資源。雖然垃圾填埋氣體發(fā)電的投資費用和運行費用都只占垃圾焚燒發(fā)電的1/10，是政府未來重點扶持項目，但是受到土地資源的限制，在當前這段時間垃圾焚燒發(fā)電和垃圾填埋發(fā)電將會并存。

參考文獻

[1] 吳珂,劉勇,馮其林.CDM項目下的填埋氣體資源化利用技術(shù)研究[J].科技信息. 2006(06)

[2] 劉景岳,徐文龍,黃文雄,劉暢.垃圾填埋氣回收利用在我國的實踐[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2007(10)

[3] 房鎮(zhèn),李如燕,王金華.運用清潔發(fā)展機制促進垃圾填埋氣的減排利用[J].再生資源與循環(huán)經(jīng)濟. 2008(04)

[4] 沈吉敏,張憲生,厲偉,解強.城市生活垃圾焚燒過程中的二惡英污染[J].江蘇環(huán)境科技. 2003(03)

[5] 劉亭亭, 季鳴童.垃圾焚燒發(fā)電的技術(shù)特點及問題分析[J].環(huán)境研究與監(jiān)測. 2010 (4)

[6] 深圳市發(fā)展和改革局.深圳垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀研究[J]. 深圳循環(huán)經(jīng)濟. 2008 (1)