垃圾分類對垃圾焚燒電廠的影響分析

吳占恒

龍凈能源發展有限公司

1 概述

隨著經濟社會發展和物質消費水平大幅提高，我國生活垃圾產生量迅速增長，環境隱患日益突出，已經成為新型城鎮化發展的制約因素。

中央層面和各地方出臺了一系列有關垃圾分類的政策或法規。其中《垃圾分類制度實施方案》到2020年底，基本建立垃圾分類相關法律法規和標準體系，形成可復制、可推廣的生活垃圾分類模式，在實施生活垃圾強制分類的城市，生活垃圾回收利用率達到35%以上。并要求在部分范圍內（46個重點城市）先行實施生活垃圾強制分類。

上海，杭州分別于2019 年7 月和2019 年8 月通過采取罰款和記錄誠信檔案的方式開啟垃圾強制分類，成為垃圾強制分類實施的首批城市。

2 我國生活垃圾及其分類特點

我國生活垃圾具有以下特點：

（1）我國生活垃圾含水高，一般為55%～65%，一些南方城市在夏季高達70%，而西方國家一般為30%～35%。

（2）我國生活垃圾中廚余和餐飲等有機廢物比例大，為45%～55%，西方發達國家一般在20%左右。

（3）我國生活垃圾依然以混合收集為主，盡管近年來大力推行生活垃圾分類收集，但收效甚微。而發達國家生活垃圾分類收集率在60%以上。

垃圾分類即將垃圾分流處理，當前我國正在實施的分類的基本類別如表1。

表1

從表1可看出，生活垃圾強制分類的重點是分離出生活垃圾中的餐飲廚余垃圾，降低有機物比例，降低垃圾含水率，同時分離出生活垃圾中的有害成分，并回收可回收成分。

3 垃圾分類對垃圾焚燒企業的影響

隨著強制分類的實施，含水率高的濕垃圾和部分可回收垃圾從生活垃圾中被分離出來，直接的影響就是造成垃圾焚燒廠入廠垃圾量的減少，垃圾的熱值的增加。影響的程度依據分類的程度的不同而異。根據垃圾的物理組成情況，分類前后的變化大致如表2。

表2

3.1 垃圾量減少的影響

垃圾量減少帶來的衍生影響有：（1）垃圾電廠的政府補貼收入一般按垃圾的處理量來計算，垃圾量減少，將造成政府補貼收入和發電收入的減少；（2）濕垃圾占比的減少，垃圾堆放發酵處置產生的滲濾液也減少，可降低滲濾液的處置成本；（3）垃圾分類過程會分出塑料，金屬，有害物質等，這造成垃圾焚燒過程產生HCl、SOx、二噁英等有毒有害氣體減少。

3.2 垃圾熱值增加的影響

垃圾量減少帶來的衍生影響有：（1）垃圾成分簡單化，垃圾熱值上升，熱值有望維持穩定，設備運行穩定性提高，減少焚燒設備的維修/技改支出；（2）熱值增加造成噸垃圾發電量增加。但噸發電量增加部分一般不屬于補貼電價部分（價格較低）；（3）若垃圾熱值提升過高，則會導致垃圾熱值超出焚燒爐的設計范圍，造成受熱面布置不夠、煙氣超溫等問題，造成鍋爐效率降低、損耗加大等負面影響，縮短使用壽命。

4 垃圾分類對垃圾焚燒企業的經濟效益分析

以1000t/d規模垃圾焚燒廠為例，假定濕垃圾與其余垃圾的組成各占50%，濕垃圾含水率80%，干基熱值18000kj/kg，其余垃圾含水率30%，干基熱值14500kj/kg，分類過程只分出濕垃圾，其余垃圾仍入爐燃燒，滲濾液滲出量簡單按濕垃圾所占比例折算。定義濕垃圾分類率為從原生垃圾中分離出的濕垃圾占濕垃圾總量的比例。由此做如下測算。

4.1 不同濕垃圾分類率下燃燒垃圾特性的變化

根據上述假定，測算不同濕垃圾分類率下的入廠垃圾的特性變化可知，隨著垃圾分類率的提高入廠垃圾量、滲濾液量減少，入廠/入爐垃圾熱值逐步提高，假定條件下，預測入爐垃圾熱值能提高到約9418kj/kg，提高率為約25%。

若考慮垃圾電廠發電熱效率23%，廠用電率24%，可得到不同濕垃圾分類率下的入廠垃圾噸發上網電量，測算結果如圖1。

圖1

由上圖可知，垃圾分類后，垃圾的含水率下降，垃圾的噸發電量有所提高，根據測算結果，在不同的濕垃圾分類率20%，40%，60%，80%，100% 下提高率分別提高為6.3%，14.1%，24.2%，37.6%，56.4%。

4.2 不同濕垃圾分類率下垃圾焚燒企業收益的變化

在不考慮折舊、管理運行等固定成本因素下，分析不同濕垃圾分類率下垃圾焚燒企業收益的變化得知，垃圾分類的越徹底，垃圾分類率越高，垃圾焚燒企業的收益越低，其中垃圾量的減少造成補貼收入和發電收入減少，是電廠效益降低的主要因素。為避免焚燒企業的效益下降，考慮解決思路如下。

客觀層面上：（1）由于濕垃圾處置的產能缺口很大（2018年，全國46 城市約20 萬噸/日，處置產能約0.59 萬噸/日），短期無法消納完全，且其產生廢棄物可入爐燃燒，故對電廠的效益影響短期不會很明顯；（2）可回收垃圾的回收比例一般小于70%-80%，剩余部分也可以入爐燃燒；（3）當前隨著環保要求加強，垃圾填埋比例逐漸減小，垃圾焚燒的比例逐漸增加，這會造成入爐垃圾量的增長，中和垃圾分類造成的影響。

企業主觀層面上：（1）考慮與政府簽訂垃圾量供應保證協議，保證垃圾供應，減少經濟損失；（2）考慮與政府談判，提高噸垃圾處置費用，增加補貼收入；（3）提高上網電量補貼區間，0.65元/kwh 補貼價從280 度提高到330 度（國家層面規定，調整難度大）；（4）垃圾分類造成垃圾處置產生的收益從焚燒項目轉移到濕垃圾處置項目，垃圾焚燒企業同樣可推動實現干垃圾的焚燒發電與濕垃圾的生化處理（厭氧產沼、堆肥等）的協同處置，以提升固廢產業鏈的協同發展。

4.3 保底協議對垃圾焚燒企業營業收入的影響

在考慮垃圾自然增長率的客觀因素（設定為7%）和與政府簽訂保底協議（保底量80%）的主觀因素下，重新測算營業收入的變化，結果如圖2。

圖2

由上圖可知，考慮垃圾自然增長率的影響下，垃圾焚燒企業的營業收入的變化存在盈虧平衡點，在測算條件下大致處在濕垃圾分類率18%的條件下。

同時可知，企業與政府簽訂保底協議可減緩垃圾分類對焚燒企業營業收入的沖擊。分類率越高，保底協議的作用越明顯，如在濕垃圾分離率為100%時，若不考慮80%保底量的情況下，項目整體營業收入的降幅為31.9%；若考慮80%保底量的情況下，地方政府雖可補充不足80%垃圾量的差額處理費，可以帶來約10%的營業收入增量，但在無多余垃圾的情況，上網電量依然難以補充，項目整體營業收入的降幅為21%。

5 結論

（1）垃圾分類主要的特點就是實現“干濕分離”，其對垃圾電廠的直接影響就是造成“量減，熱值增”。

（2）不考慮垃圾自然增長的情況，垃圾分類造成“噸收益增加，總收益下降”，考慮垃圾自然增長率下，垃圾分類對收益的影響存在盈虧平衡點，與政府簽訂保底協議能有效降低垃圾分類對焚燒企業的影響。

（3）垃圾分類對電廠的運營影響較大，強制分類加快了分類的進程，但短期內不會有顯著的負面影響，推動實現干垃圾的焚燒發電與濕垃圾的生化處理（厭氧產沼、堆肥等）的協同處置，是垃圾焚燒企業發展的重要方向。