資源循環(huán)利用基地建設模式與案例研究

文/張佳琪 林朋飛 溫宗國 李越 丁相彬 傅岱石

一、研究背景

隨著城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，日趨增多的城市垃圾已成為全球公共衛(wèi)生領域、經濟發(fā)展領域及生態(tài)環(huán)境領域共同面臨的問題。采用填埋、堆肥、焚燒等技術原理處置城市多源固廢（生活垃圾、餐廚廢棄物、園林垃圾、建筑垃圾、可回收垃圾、城市污泥等）是減少城市垃圾存儲量的傳統途徑。由于固廢處置設施大多單獨選址，工程建設布局較為分散，各類固廢處置設施單獨運行、資源效率低，設施之間缺乏有效協同，產生的能、水、渣的代謝未能實現科學化處理，導致城市固體廢物的綜合利用率較低、二次污染或副產物問題突出。

建設資源循環(huán)利用基地，是完善城市功能的重要舉措。資源循環(huán)利用基地通過科學規(guī)劃選址，集中建設可進行協同處置的多類固廢處置設施集群，打通處置過程中不同項目設備間的物質流與能源流，最大限度地做到城市固廢的無害化、減量化、資源化。資源循環(huán)利用基地是對城市廢棄物進行分類利用和集中處置的新型城市功能區(qū)，為集中、高效、安全地處置城市垃圾提供了創(chuàng)新方案[1]。

二、資源循環(huán)利用基地建設進程

我國資源循環(huán)利用基地建設與發(fā)達國家相比雖然起步較晚，但也取得了一定的進展與成果。我國推行資源循環(huán)利用基地最早開始于20 世紀90 年代，1996 年深圳率先提出的“環(huán)境園”概念是資源循環(huán)利用基地的早期雛形。

2006 年8 月，《中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》首次將建設“循環(huán)經濟示范企業(yè)和產業(yè)園區(qū)，再生資源回收利用市場和加工示范基地”列為“十一五”建設期間的重大工程和項目，我國開始在重點行業(yè)領域開展城市固體廢物綜合利用與資源再生回收體系。

2011 年9 月，國務院印發(fā)《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》，通過建設城市餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理示范工程、“城市礦產”資源綜合利用示范基地、廢舊商品回收體系城市示范試點等推廣城市固廢資源循環(huán)利用。

2017 年11 月，國家發(fā)展改革委辦公廳、財政部辦公廳、住房和城鄉(xiāng)建設部辦公廳聯合印發(fā)了《關于推進資源循環(huán)利用基地建設的指導意見》（發(fā)改辦環(huán)資〔2017〕1778 號），提出“到2020 年，在全國范圍內布局建設50 個左右資源循環(huán)利用基地”的要求[1]。自此，國內掀起了資源循環(huán)利用基地建設的新熱潮。

截至目前，全國多地已啟動了城市資源循環(huán)利用基地建設項目。2018 年9 月，國家發(fā)展改革委、住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布《關于建設國家資源循環(huán)利用基地單位的公示》，經評估篩選出符合條件的備案基地共50 家，主要集中在北京、江蘇、河南、山東、浙江、四川、廣西、山西、河北等地，為推進全國資源循環(huán)利用基地建設提供了基礎與經驗。

三、資源循環(huán)利用基地建設特點

從已備案城市資源循環(huán)利用基地的公示規(guī)劃方案來看，基地建設主要基于當地廢棄物的種類及產生量、分類、收運、處置方式，結合城市近期發(fā)展需求與現有資源再利用項目，提出建設的總體思路、主要目標與任務、重點支撐項目等，同時根據基地建設內容優(yōu)化功能區(qū)劃與布局形式、搭建項目間物質與資源流通網，從而形成具有區(qū)域特色的城市廢棄物協同處理和資源化高效利用模式[2]。

（一）建設類型與內容

資源循環(huán)利用基地可分為以生活垃圾處置為主和以城市固廢綜合資源化利用為主兩種類型。在建設內容上，前者側重生活垃圾的無害化處置，同時再利用其他類城市固廢處置過程中產生的水、熱、能源，如北京市朝陽區(qū)資源循環(huán)利用基地、中國環(huán)保（臨沂）生態(tài)循環(huán)產業(yè)園、大理市資源循環(huán)利用基地、邯鄲市資源循環(huán)利用基地等；后者則在無害化處置前，對多源固廢精細分類，細分出建筑垃圾、廢棄電子產品、塑料、金屬、紡織品、報廢汽車等類別，再將其制造為可利用的產品，高效實現物質的再生與資源化，如襄陽市老河口資源循環(huán)利用基地、濱州市資源循環(huán)利用產業(yè)基地、北方（定州）再生資源循環(huán)利用基地、湖北省松滋市資源循環(huán)利用基地等[3]。

（二）基地建設功能區(qū)劃

資源循環(huán)利用基地一般分為固廢綜合處理區(qū)、資源回收利用區(qū)、科研宣教辦公區(qū)3 大功能區(qū)，其中資源回收利用區(qū)又可細分為再生資源區(qū)、清潔能源區(qū)、回收拆解區(qū)。

固廢綜合處理區(qū)以城市固廢的最終處置為目的，區(qū)域建設以生活垃圾填埋場或生活垃圾焚燒發(fā)電廠為主導項目，還可包含餐廚處置廠、建筑垃圾等一般工業(yè)固廢處置廠、醫(yī)療垃圾等危險廢物處置廠。

資源回收利用區(qū)以城市固廢資源化、再利用為目的，該區(qū)域內集合了多個領域的循環(huán)利用工廠，其中包括：回收拆解類型的企業(yè)，如報廢汽車拆解廠、廢舊電器拆解廠、鉛蓄電池拆解廠、物資（金屬）回收中心；清潔能源的企業(yè)，如再生水廠、熱電中心；再生資源的企業(yè)，如污泥處理廠、污水處理廠、各類（塑料、工業(yè)廢油、廢紙、廢鋼、廢舊輪胎、廢電池）再生企業(yè)等。

科研宣教辦公區(qū)是以進行科研、教育與宣傳活動為目的，為基地提供環(huán)保科技服務、辦公配套、環(huán)保設備研發(fā)與制造等[4]。

以城市生活垃圾處置為主的基地其功能區(qū)劃以固廢綜合處理區(qū)為核心；以城市固廢綜合資源化利用為主的基地其功能區(qū)劃中固廢綜合處理區(qū)與資源回收利用區(qū)并重。

（三）重點項目運營方式

基地內固廢綜合處理區(qū)的生活垃圾處置項目運營方式主要采取PPP、BOT 模式投資建設，即政府和企業(yè)之間達成協議，由政府向企業(yè)頒布特許，允許其在一定時期內籌集資金建設固廢處置基礎設施并管理和經營該設施及其相應的產品與服務；資源回收利用區(qū)中的建設項目與設施多由企業(yè)投資建設；科研宣教辦公區(qū)一般由政府作為投資主體統一建設[5]。

（四）資源循環(huán)利用鏈構建

基地內資源循環(huán)利用鏈建設主要以打造“以垃圾為源頭的內循環(huán)”與“以產品為始端的外循環(huán)”為目標，基于落地項目與設施特點，構建項目間的水循環(huán)鏈條（回用水）、氣循環(huán)鏈條（填埋氣發(fā)電）、電循環(huán)鏈條（焚燒發(fā)電）及熱循環(huán)鏈條（余熱循環(huán)）。以城市建設生活垃圾處置為主的資源循環(huán)利用基地為例：

①打造以垃圾為源頭的內循環(huán)。生活垃圾運輸至焚燒廠進行焚燒發(fā)電，產生的電力輸送至園內物流車充電站，產生的余熱通過地下供熱管線為企業(yè)辦公、員工生活供暖，焚燒爐渣送至衛(wèi)生填埋場填埋；餐廚垃圾、城市污泥預處理及焚燒發(fā)電過程中產生的廢水、填埋廠產生的滲濾液經處理后補充園區(qū)綠化用水或生產用水；餐廚垃圾處理廠、建筑垃圾處理廠、廢棄物資源化處理企業(yè)處置過程中產生的不可用殘渣送到衛(wèi)生填埋場填埋，填埋過程產生的沼氣用于發(fā)電并網[6]。以此構成基地內項目設施間的物質與能源鏈接。

②打造以產品為始端的外循環(huán)。焚燒產生的電力輸送至電力網供周邊居民生活用電；餐廚垃圾、園林廢棄物經處理后生產為微生物肥料菌劑，用于有機農業(yè)、土壤植被修復等；建筑垃圾、其他可回收廢物經資源化項目產出為建材產品、其他加工產品或再生制品[7]。以此構成基地與城市間的物質與能源鏈接。（見圖1）

圖1 資源循環(huán)利用基地物質能源鏈搭建示意圖

四、典型案例研究：張家港市靜脈科技產業(yè)園

（一）建設思路與目標

張家港市是江蘇省內的一座中小型新興港口工業(yè)城市，全市面積999 平方公里，常住人口約143 萬人，生活垃圾日均產生量超過1800 噸。張家港市靜脈科技產業(yè)園位于張家港南豐鎮(zhèn)東部，園區(qū)建設以提升城市廢棄物綜合利用和處置水平、優(yōu)化各類固廢處理處置設施布局、帶動環(huán)保裝備制造等新興產業(yè)壯大、加強區(qū)域研發(fā)和創(chuàng)新能力為總體思路，以成為系統性解決張家港城市垃圾的新興產業(yè)化基地與靜脈產業(yè)的科創(chuàng)高地為目標，主要處理生活垃圾、餐廚垃圾、市政污泥、病死動物、本地產報廢汽車、一般工業(yè)固廢及部分危險廢物。園內資源循環(huán)利用企業(yè)以工業(yè)固廢舊產品拆解、加工、綜合再利用、橡膠和塑料再生產品制造、化工原料再生等為主，配套物流產業(yè)及環(huán)保設備生產企業(yè)。

（二）科學規(guī)劃空間布局

園區(qū)規(guī)劃布局堅持“同類集聚、協同優(yōu)化、安全保障”3 大原則：同類集聚是指按照項目設施功能及技術原理將焚燒類、填埋類、研發(fā)裝備制造類等分門別類的集聚布局；協同優(yōu)化是指對存在物質或能量交換的項目就近布局，如就近布局有機固廢處置類與焚燒類項目以便協同處置沼渣，就近布局再生資源加工類與危廢處置類項目以便協同處置機油、線路板等危險廢物；安全保障是指為減弱“鄰避效應”，按照建設標準設置足夠距離和面積的綠化防護區(qū)，使環(huán)境風險相對較高的終端處置設施盡可能遠離居民生活居住區(qū)。園區(qū)規(guī)劃形成“兩區(qū)、十中心”的總體格局，其中“兩區(qū)”是指終端設施協同處置區(qū)、新興技術轉化引領區(qū)；“十中心”是指能源中心、填埋中心、有機處置中心、危險廢物處置中心、再生資源利用中心、污水處理中心、研發(fā)中心、中試/工程中心、環(huán)保裝備制造中心、宣教會展與生活管理中心。（見圖2）

圖2 張家港市靜脈科技產業(yè)園布局示意圖

（三）強化多源固廢協同處置

張家港市靜脈科技產業(yè)園的最大亮點在于科學高效的多源固體廢物園區(qū)化協同處置模式，具體構建流程如下：①通過對城市固體廢物流的定量化分析，以滿足處理需求為約束，以總成本最小化為目標函數，確定可采用的最優(yōu)化工藝技術；②基于園區(qū)規(guī)劃，依托現有項目設施，結合新增項目技術特點，以處置殘余物為介質搭建技術間協同耦合鏈條；③通過計算資源/能源消耗及污染物排放量，結合項目間的協同共生關系優(yōu)化處置技術規(guī)模；④利用協同處置工程投資決策多目標優(yōu)化模型，評估技術協同后的經濟效益，以強化資源集約利用、減少工程投資與運營管理投入，并通過優(yōu)化項目設施間關聯物質的交易價格吸引投資者；⑤采用能值分析法、生態(tài)網絡分析法（ENA）、社會網絡分析法（SNA）對園區(qū)的共生代謝系統網絡進行解析，評判園區(qū)共生代謝系統的穩(wěn)定性，以及各協同處置項目是否達到互利共生。

五、資源循環(huán)利用基地優(yōu)化建議

當前，國家高度重視生態(tài)文明建設，積極發(fā)展循環(huán)經濟產業(yè)，大力推進低碳經濟。建設具有中國特色的資源循環(huán)利用基地，既是緩解資源環(huán)境瓶頸約束的重要舉措，又是新形勢下實現經濟增長的客觀要求，開展資源循環(huán)利用更是落實“雙碳”戰(zhàn)略的重要舉措之一。展望未來，我國資源循環(huán)利用基地建設還需從以下方面進行優(yōu)化提升：

（一）探索區(qū)域固廢系統性解決方案

系統解決區(qū)域城市固廢問題，不僅需要關注產業(yè)園或基地內資源回收、綜合利用、無害化處置等末端項目設施建設，還應做好城市固廢的源頭減量、分類投放、收集與運輸等前端基礎工作。要立足于產品全生命周期控制源頭資源消耗，以點帶面逐步推進垃圾分類工作，創(chuàng)新多源城市固廢回收模式，建設專業(yè)運輸體系并完善監(jiān)管制度，強化終端處置設施技術能力，從而提升區(qū)域固廢處置效率。

（二）研發(fā)固廢資源化利用關鍵技術

科學分析、認真篩選適合城市發(fā)展階段、社會經濟基礎、環(huán)境資源屬性以及當地固廢分類水平的工藝技術。搭建產（企業(yè)）—學（高校）—研（科研機構）—政（政府與行政管理部門）全方位的科技創(chuàng)新、應用與推廣平臺，優(yōu)先構建適用性強的策略與模式，如基于城市規(guī)模與居民生活習慣的垃圾分類收集收運策略、基于能值分析的資源循環(huán)利用基地產業(yè)共生網絡模型等。研發(fā)針對性強的處置技術與管理平臺，推廣應用效果好的固廢協同處置技術模式與管理經驗，切實解決基地建設運營效率、共生網絡彈性和風險安全保障難題。如基于多源遙感的垃圾堆場高精度識別技術、基于物聯網的生活垃圾收集收運智能管理平臺、城市多源垃圾高精細分選技術和裝備、資源循環(huán)利用基地建設多主體投資決策模型、基地建設能源—環(huán)境—經濟綜合評價及多目標優(yōu)化模型、基地固廢—水—能系統耦合及智能優(yōu)化調控平臺等[8]。

（三）推廣固廢園區(qū)化協同處置模式

基于城市發(fā)展需求與基地規(guī)劃定位，結合多源城市廢棄物代謝特征、土地地理空間結構、現有項目類型與位置、處置技術特點及規(guī)模、新增項目與現有項目協同效能，統籌劃分資源循環(huán)利用基地功能區(qū)，科學優(yōu)化空間布局，合理安排項目設施選址，圍繞基地內水、氣、電、熱及物質、能量循環(huán)，提升基地二次污染處理與控制設施、基礎生產生活配套設施的共享與管理，多維度構建固體廢棄物處置項目設施設備間的物質代謝鏈網與協同共生系統，確保城市固廢處理處置過程中的物質流、能量流、價值流、信息流暢通。