生活垃圾焚燒發電行業創新實踐應用回顧與展望

張桂仙

摘? 要：生活垃圾的處理是城鄉基礎設施的重要組成部分，是環保產業的重要環節，是實現“兩山論”的關鍵舉措。“生活垃圾焚燒發電”是我國環保產業的國策，經過三十年左右的實踐與探索，國內已建成投產的垃圾焚燒發電項目400余座，建設中的項目約300座，技術發展先后經歷了“國外技術授權——引進、消化、吸收、優化、提升”的階段，部分技術與建設項目已經處于國際領先水平，取得了驕人的技術創新成果及建設成績。為了實現行業的可持續發展，讓中國垃圾焚燒產業走向世界，該文分析了該行業目前存的技術創新問題，對創新驅動發展的戰略目標與模式進行了探討。

關鍵詞：垃圾焚燒發電;核心技術;創新戰略目標;創新模式

中圖分類號： X799? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

垃圾焚燒發電，大約在1900年左右起源于歐洲（特別是德國、瑞士、丹麥）。1900～1950年代，歐洲的幾大公司（主要包括德國MARTIN、瑞士VONROLL、丹麥VOLUND），不斷創新，形成了該行業技術領先的優勢。1960～1970年代左右，日本的幾家公司（包括日本三菱重工、日立造船、NKK等）分別從歐洲引進這些領先的技術，在日本得以廣泛使用，并得到不斷改進、優化。1990年代左右，垃圾焚燒發電領域形成了歐洲和日本“并駕齊驅”領先世界的態勢[1]。

1998～2018年，通過對國外先進技術采取引進、消化、吸收、改進和優化的方式，我國實現了垃圾焚燒行業的快速發展，并在此過程中形成了部分技術的自主知識產權。通過這些技術的創新，一方面實現了國外技術的國產化改造，使其更適應我國垃圾的特點，另一方面極大地降低了項目建設與運營的成本，使垃圾焚燒項目建設得以在中國實現快速發展。垃圾焚燒是實現垃圾無害化、資源化處理的主要手段之一，不僅解決了困擾我國政府的垃圾圍城的重大環境問題，同時創造了可觀的經濟效益，也為發展中國家處理垃圾問題提供了解決方案。

但是，我們應該清醒地意識到，如同我國的通信、IT行業一樣，垃圾焚燒行業的核心技術依然掌握在國外企業手中，我們尚未實現核心技術的突破。為此，不僅每年要為國外技術公司上交高額的技術授權轉讓費，而且在目前千變萬化的國際形勢下，技術輸出國可以用技術卡住我們的脖子的危險時刻存在。

如何象高鐵一樣，實現核心技術突破，確保技術安全與可持續發展，是我們目前應該認真考慮的問題。該文將從回顧我國垃圾焚燒產業的發展開始，分析目前面臨的亟待解決的問題，進而對垃圾焚燒產業的創新之路提出思考。

1 國內垃圾焚燒發電產業的發展回顧

1.1 起步

我國的垃圾焚燒發電，起步于1988年底投產的深圳清水河垃圾焚燒發電項目。當時，社會、經濟快速發展的深圳，面臨巨大的垃圾產量劇增、出路受阻的壓力，而深圳的土地資源極其有限，傳統的填埋模式需要消耗大量的土地。在此背景下，深圳市政府率先引進了“日本三菱重工”的焚燒技術，采用了“土地面積需求小、無害化速度快且徹底，還可以發電”的方式來嘗試處理深圳的生活垃圾。

1.2 發展

1990～2000年，我國的垃圾熱值逐漸上升，垃圾焚燒發電工藝的采用，在全國部分城市完成了論證，部分政府計劃建設垃圾焚燒發電設施，部分企業計劃引進國外的焚燒技術。1998～2008年的10年之間，上海、杭州、重慶、深圳等城市的企業分別引進了“日本日立造船、三菱馬丁、阿爾斯通、西格斯”的“爐排焚燒”核心技術，建造了一批約50座垃圾焚燒發電項目，投資規模300～400百億元人民幣。2008～2018年的第二個10年，我國在垃圾焚燒發電產業的發展更快，目前已建成項目400余座，在建項目300余座。

1.3 成就

目前，在歐洲、日本、美國，垃圾焚燒發電項目的工程造價，在同等建設邊界條件下，大約是國內的8～10倍;運營成本大約是國內的3～5倍。建設一座大型現代化垃圾焚燒發電項目，國內的建設周期約18～24個月，而國外需要36～48個月甚至更長。在設備質量方面，國內經過20余年不斷的改進與優化實踐，垃圾焚燒核心設備已能更好地適應垃圾——這種劣質燃料質量波動帶來的工藝過程的不穩定性。中國垃圾焚燒發電建設與運營以“價格低、速度快、服務好”的聲譽蜚聲海外。

2 垃圾焚燒行業技術創新過程簡介

垃圾焚燒行業技術引進的核心，包括“焚燒裝備——爐排系統”和“全廠工藝設計”。國內幾個率先引進國外技術與裝備的城市，包括上海、深圳、重慶、杭州。在項目建設之初，政府和企業確定了“引進、消化、吸收”、“授權、改進、自我研發”的宗旨。在這個過程中，基于各方面的原因，參與的企業，技術引進的方式各不相同，有“先引進再找項目的”、有“項目建設和技術引進同時進行的”，有“項目建設之后再引進技術的”。

目前，通過行業技術人員的不懈努力，我國垃圾焚燒行業擁有焚燒技術企業14家，主要技術類型包括“日本日立造船、三菱馬丁、阿爾斯通、西格斯”的“爐排焚燒”核心技術。至2028年底行業共擁有專利1 611項，其中發明專利420項。

同時以康恒環境為代表的企業，還在“去工業化”設計、“超凈排放”、“鄰避變鄰利”方面實現了大膽前瞻的創新探索，引領行業走向與社會和諧發展之路。

2.1 案例一：杭州鍋爐廠的技術引進與發展

引進背景：杭州鍋爐廠是國內第一座垃圾焚燒發電項目——深圳清水河項目的余熱鍋爐供應商，參與了該廠的系統設計、鍋爐供貨、調試和消缺過程。1998～1999年，杭州鍋爐廠看到了這個行業發展的巨大潛力，與日本三菱重工簽署了“焚燒爐排、工藝設計”引進技術協議。

依托工程：技術引進后，杭州鍋爐廠作為設備供應商，由于沒有投資項目，一直難于將技術轉化為工程。2000年底，經與溫州偉明公司協商，以技術共享為條件，在偉明負責投資的溫州東莊項目上得以實施。此項目大膽地進行了各方面的國產化嘗試，開啟了先例，極大地節約了建設成本。

改進優化：鑒于國內垃圾具有熱值低、含水率高的特點，在經過工程實踐的基礎上，杭州鍋爐廠、溫州偉明，共同協同，對引進的核心設備---逆推式往復移動爐排進行了了改造，獲得了擁有獨立知識產權的“二段式、逆推+順推的焚燒爐排”技術，獲得了國家發明專利。

產業模式：杭州鍋爐廠的二級公司——杭州新世紀公司專注于設備制造與銷售，沒有涉及垃圾焚燒發電項目的投資、建設、運營的重資產經營。

經濟效益：依托此項專利技術，杭州鍋爐廠的二級公司——杭州新世紀公司，在焚燒裝備的制造、銷售領域，獲得了每年約1.5億元人民幣的利潤，創造了200人左右的就業崗位。

2.2 案例二：重慶三峰的技術引進與發展

引進背景：重慶三峰，是重慶市國資委下轄——重鋼集團的二級公司。2000年左右，重鋼集團為了開拓主業外業務，基于對廢棄物焚燒處理市場的潛在需求調研之后，計劃引進歐洲的焚燒技術，最終選擇了阿爾斯通，簽署了技術引進協議。

依托工程：在技術引進的過程中，重慶市政府將重慶市的同興垃圾焚燒發電項目建設，交于重慶三峰負責建設。重慶三峰將該項目作為技術引進的依托工程，于2005年完成了技術引進的設備國產化和依托工程建設，極大地降低了項目建設成本，積累了設計、建設、調試和運營的經驗。

改進優化：通過重慶同興項目的建設、試生產，有針對性地進行了一系列優化、改進，并在后續的工程實踐中得到了應用，形成了一系列具有自主知識產權的專利。重慶三峰的爐排加工制造廠，成為了國家環保裝備示范基地。

產業模式：重慶三峰，不僅僅是設備制造供應商，還是重資產——垃圾焚燒發電項目的投資、建設、運營商。

經濟效益：通過焚燒爐排技術的引進，實現了主業以外的產業開拓。利用此技術，實現了每年約2億元人民幣的設備制造、銷售利潤，創造了300人左右的設備制造業就業崗位。更重要的是，重慶三峰作為國內的垃圾焚燒發電項目投資、建設、運營商之一，實現了垃圾焚燒發電全產業鏈的模式，其投資項目產生的經濟效益更加可觀，超過了10億元人民幣/年，創造了2 000人以上就業崗位。

2.3 案例三：上海康恒環境的技術引進與發展

引進背景：上海康恒環境股份有限公司是上海市的高新技術企業，是中信產業基金控股的環保企業。2007年，日本留學歸來的龍吉生博士，憑借著近20年的行業經驗，基于對垃圾焚燒行業的市場、技術、運營等方面的系統分析，決定引進先進的焚燒技術。2008年底，康恒環境與日本日立造船、瑞士INNOVA公司簽署了技術合作協議。

改進優化：通過多年的設備生產、銷售與服務，康恒環境積累了大量的來自垃圾焚燒生產一線的問題與經驗反饋，不斷地對引進的技術進行改進、優化，申請了近300余項專利（其中發明專利100余項）。市場占有率達到40%，建立了良好的自主品牌信譽，倍受業內關注。

產業模式：2008～2013年，康恒環境的業務主要是設備成套銷售和技術服務。2014年，鑒于其良好的業務發展，中信產業基金實現了對康恒環境的控股投資，康恒環境借此實現產業模式轉型，業務由原來的設備銷售和服務，成功轉型為“設備成套銷售和服務”+“重資產—焚燒發電項目的投資、建設、運營”的全產業鏈模式。

經濟效益：通過焚燒爐排技術的引進，實現了每年約4億元人民幣的設備制造、銷售利潤，創造了500人左右的設備制造業就業崗位。其投資項目產生的經濟效益更加可觀，未來將超過20左右億元人民幣/年，創造3 000人以上就業崗位。

3 焚燒發電行業創新發展面臨的新局面

垃圾焚燒行業的創新模式，在過去的20多年里，主要采用的是“引進、消化、吸收、改進、優化”的模式。不得不承認，我們用市場換取了技術，在此過程中，我們的行業技術人員體現了超強的學習能力與超高的工作效率。

在過去的20多年里，中國大陸建設了400余座垃圾焚燒發電項目，這個數量與全部歐洲的項目數量接近。但在單個項目的規模上，中國大陸的平均規模水平遠大于歐洲、日本。而且中國大陸目前還有300～400座焚燒發電設施正在建設中，同時一些行業領軍企業也開始了海外布局。2016、2017、2018連續3年的中歐、中日環保論壇上，國外企業對于中國在垃圾焚燒發電領域取得的成績高度關注。

但是，象其他通過引進技術發展起來的行業一樣，目前國內垃圾發電行業的創新與發展面臨了新的問題。具體問題有3個。

3.1 核心技術引進受限

近年來，中國大陸的焚燒項目建設成本、速度，相較技術輸出國具有絕對的優勢，令國外企業產生擔憂。因此，國外發達國家對于核心技術的控制也呈現出越來越嚴格的趨勢。歐洲、日本的技術輸出方企業，這幾年已經開始限制一些核心技術的授權。

例如，對于高熱值“水冷爐排”的研發、對于單爐超大規模爐排的研發，國外幾家領先的公司，已經開始對國內的企業實行封鎖。

3.2 高精尖設備儀表仍需進口

我國的工業在過去的幾十年中取得了輝煌的成就，但是就一些細分領域，與發達國家還存在著很大差距。例如，垃圾焚燒設施的“煙氣污染物在線分析檢測裝置、高速旋轉的脫酸霧化器”等，不得不采用進口的設備，價格昂貴，且服務質量一般。

3.3 政治因素的影響

為了限制中國的發展，以美國為首的國家，勢必通過各種手段，限制中國的發展。垃圾焚燒發電雖然是民用的城市基礎設施，但是由于工藝復雜，涉及某些保密領域的技術（如煙氣中HF的測試，涉及核技術），我們必須考慮到“政治因素”對焚燒行業個別設備的限制很可能馬上到來。

4 垃圾焚燒發電產業“創新模式”的未來發展思考

“創新驅動、轉型發展”，是國家發展的制動思想，也是垃圾焚燒發電行業的亟需之舉。國家的“一帶一路”、“建設生態文明家園”策略，需要落實在各個行業[2]。

近幾年來，我國的焚燒設備已經開始出口，我國的部分企業已經開始投資國外的垃圾焚燒發電項目。未來幾年，中國大陸的焚燒發電項目建設即將完成，行業將進入“運營、技改”期。在做好國內自己的事情的同時，“走出去發展”是我們全行業將面臨的必經之路。

如何順利實現垃圾焚燒行業可持續的發展，使垃圾焚燒行業真正走向世界，領先世界，筆者認為，只有創新！其中包括技術創新、管理創新、融資模式創新、政策與體制創新等等。

該文重點就技術創新闡述如下。

4.1 明確行業技術創新的戰略目標

近期我們的目標有2個：一核心技術是行業發展的關鍵因素，預防核心技術輸出國的技術封鎖，立足自力更生、艱苦奮斗，實現核心技術與裝備的突破，是現階段技術創新的第一要務[3]。二瞄準國際創新趨勢進行創新，實現彎道超車，占據國際技術發展的最前沿，我國的垃圾焚燒行業已逐步領先于世界，即將走入無人區，需要著手開展前沿性研究[3]。

4.2 理清創新模式

首先要打破垃圾焚燒領域幾十年養成的“引進、消化”、“改進、優化”的創新模式習慣，引導行業真正走向自主創新之路。充分發揮行業技術聯盟優勢，組織擁有焚燒技術的領軍企業與相關技術研究單位，評估引進各類技術的優劣勢，開展行業“自主創新”，共同攻克行業核心技術限制。其次，環境工程是一門邊緣、交叉學科，一定要采用跨行業“協同創新”的模式，集中高精尖力量，實現快速技術突破，實現行業的可持續發展及在國際上的領先地位。特別是設備的研發，需要國家各行各業協同創新。最后，充分發揮產、學、研的優勢，積極構建“以市場為導向，產業研相結合”的技術創新體系。調動各行業、各學科的優勢力量，達到創新的目的。

4.3 加強國際知識產權保護意識

這既是自我創新的需要，也是垃圾焚燒技術與裝備走向世界、領先世界的需要。

4.4 樹立國際視野，充分利用國際智力

對于現階段仍有短板的學科領域，可以通過引進國際人才、收購國外創新機構的方式，彌補不足。

5 結語

過去30年，我國在垃圾焚燒發電行業取得了驕人的業績，采用的主要創新模式為“引進、消化、吸收、優化”，同時獲得了部分專利，逐漸樹立了品牌。未來，國內行業的新一輪發展、國外行業的“一帶一路”戰略，要求我們必須樹立國際化視野，明確新階段的創新目標、調整創新模式，集中優勢力量，共同協作，實現新一輪的核心技術創新與超越。

參考文獻

[1]白良成.生活垃圾焚燒工程技術[M].北京 ：中國建筑工業出版社，2009.

[2]潘曉燕，孟兆晨. 創新案例集萃[M]. 上海：上海科學普及出版社，2017.

[3] 吳壽仁. 創新知識基礎（第四版）[M]. 上海：上海社會科學院出版社，2016.