时勋伟
西北电力建设第三工程有限公司 陕西省 712000
【摘要】：垃圾发电是生活垃圾清洁化处理的重要措施，以下对我国垃圾发电进行简要分析，以便更好促进我国垃圾发电有序健康发展。
【关键词】：垃圾焚烧；发电技术；发展趋势
引言
垃圾焚烧发电是社会刚需，也是建设“无废城市”、解决垃圾围城的重要手段。但是，该行业一直备受争议，一方面，大城市焚烧需求迫切；另一方面，公众对焚烧厂避之 不及。不过，经过生态环境部多年的专项整治，这种紧张的关系开始逐步缓和。
1.城市垃圾焚烧发电技术的应用
生活垃圾焚烧发电具有无害化、减量化和资源化的优势，是垃圾处理的一种重要手段。垃圾焚烧发电流程主要分为垃圾收集处理、焚烧、余热发电、废气净化、废弃物处理等等，其中焚烧系统以及烟气净化系统对垃圾发电影响至关重要。
根据焚烧系统，垃圾发电主要分为机械炉排炉和流化床焚烧炉两种类型，热效率约为78-85%。炉排炉在垃圾焚烧发电市场中占比约75%。在炉排炉中，通过炉排的翻动和搅动，有利于垃圾的燃烧和燃尽。流化床炉市场占比25%。流化床的优点在于设备单位造价低，但是对垃圾有较高的预处理要求，运行过程容易发生故障，而且Co（钻元素）、 飞灰等难以控制。另外，大部分需要掺烧煤粉。
与普通燃煤电站不同，垃圾电厂的燃料来源种类较多，产生的污染物成分也比较复杂，烟气中主要有粉尘、酸性气体、氮氧化物、重金属和二恶英等，此外堆放垃圾还存在渗滤液等。基于此，垃圾电厂的净化系统主要由除尘、脱酸、脱硝 、除二恶英和重金属、处理渗滤液等独立单元组合而成。
2.垃圾焚烧发电行业未来发展趋势
2.1垃圾分类后全链适应性提升
我国垃圾分类工作正在有序大力推进，将对垃圾资源化利用和终端处置产生深远影响。垃圾源头分类提高了源头实现功能型和材料型回收，但也对终端利用和处置提出了新要求。我国各地垃圾分类大同小异，主要分成可回收、可燃烧、湿垃圾及危险垃圾。可回收和危险垃圾的处理相对明确，但可燃烧和湿垃圾部分的资源化利用率不高。分类后进入垃圾焚烧厂的可燃烧垃圾成分及热值将发生显著变化，对现有垃圾焚烧厂的适应性挑战已经显现。垃圾热值超过设计热值对焚烧炉膛温度控制优化提出新要求，同时垃圾量下降对企业经济效益也产生了影响。目前各地普遍对湿垃圾的处理能力不足，技术也存在短板。我国城市生活垃圾中50%左右为餐厨垃圾，根据报告仅厨余垃圾年产生量就超过3000万t。基于垃圾分类持续推进的预期，将倒逼垃圾终端利用与处置进行革命，提高终端资源化和能源化的深度和价值。
2.2城市化驱动矿化垃圾开采
根据统计，从1990年至今我国垃圾填埋量达到了30亿t。全国城乡一体化建设持续推进，使得土地区位功能将发生变化。老旧填埋场的地理位置相对城市中心距离和土地价值发生显著变化后，老旧填埋场治理及综合开发的需求将日益旺盛，这将驱动城市管理者对老旧填埋场进行封场修复或开挖移除。大城市的垃圾焚烧能力依然吃紧，但中小城市在土地开发需求和焚烧处理能力有富余的双重因素下，推动矿化垃圾开采及焚烧处理的热情将会逐渐释放。
2.3焚烧灰渣利用与处置需补短板
中国垃圾焚烧工程一直存在“重烟气，轻灰渣”现象，造成灰渣利用与处置技术研发和能力建设滞后。
目前底渣在大型焚烧项目上存在市场利用价值，普遍采用金属回收和分级建材应用模式。但仍需进一步高值化深度利用技术的研究和工程示范，如有研究报道可将底渣用于氢气建设。相对底渣，飞灰含有更高浓度的重金属、二噁英以及盐等，是当前垃圾焚烧发电工程面临的现实挑战。飞灰处置市场价格不断升高，2000元/吨已成为常态。炉排炉飞灰产生量是垃圾焚烧量的3%~5%左右，流化床飞灰产生量更是高达10%以上，这造成垃圾焚烧工程的市场盈利模式不断承压。现有的飞灰工程化处置技术主要是稳定化填埋和水洗后水泥窑协同，但是这两种技术都存在明显短板。稳定化填埋存在占用土地，城市填埋场库容普遍不足，同时存在盐、重金属浸出等环境污染长期风险；水洗后水泥窑协同处置技术，存在高含盐废水难以处置和水泥窑地域限制等不足。因此，飞灰已经成为垃圾焚烧工程可持续发展的最大瓶颈之一，新型飞灰处置和利用技术研究和工程示范亟需开展。
2.4工程盈利从规模效应向技术与管理效应转换
过去相当长一段时期，垃圾焚烧工程投资企业主要依托规模效应盈利，甚至为了扩大规模抢占市场，不断压低补贴投标价。但是随着市场格局稳定，设备寿命也逐渐到期，工程运行和管理水平差异将逐渐凸显，将逐渐进入“运营为王”时期。通过高参数蒸汽以及多联产等提高发电效率和热效率，电泵改汽泵等节能改造降低厂用电率，开展多源固废混烧及智能电厂等将是今后技术与管理发展方向。地方政府将逐渐能够进行全周期成本和效益分析进一步择优选择运营商，这必将导致一批企业被洗牌。同时包括垃圾焚烧发电在内的生物质能发电补贴政策存在松动预期，对现有垃圾焚烧工程构成巨大挑战。技术水平和管理能力将成为应对政策调整的最有效手段，通过先进技术实现高效发电、清洁燃烧，通过管理创新实现成本控制和增强竞争力。
2.5“邻利”需求牵引产业升级
“邻避”现象一直伴随着垃圾焚烧工程发展，但也必须承认邻避是把双刃剑，一方面阻碍了焚烧发电工程快速发展，另一方面也倒逼焚烧工程质量提升。在邻避倒逼过程中，逐渐形成了“邻利”潜力。政府在选择规划过程更注重科学和利益补偿平衡，焚烧工程不断去工业化，融入工业旅游等多功能元素，逐渐和周边社区形成良性互动。未来，政府和企业必须更加重视焚烧工程的“邻利”，在选址、设计、建设和运营等环节进行升级，将焚烧工程成为保障地方社会经济发展和提升周边居民福祉的重要力量。
2.6焚烧发电技术国际化开拓
世界格局正在发生深刻变化，发展中国家成为新兴经济体，城镇化不断扩大。但发展中国家城市生活垃圾的无害化率还非常低，特别是低收入国家垃圾无害化处置率不足10%，对垃圾焚烧技术和装备需求强烈。随着国内焚烧市场的饱和，国内企业也集聚了走出去的强大意愿。基于“一带一路”国家战略的有力推进，我国垃圾焚烧发电企业、技术和装备将有更多机会参与一带一路沿线国家城镇化建设。但发展中国家垃圾焚烧发电工程推广也存在较多挑战，在法律法规、技术标准、市场模式等方面都还不明确，这对焚烧发电企业国际化开拓构成了困难。因此垃圾焚烧发电工程国际化市场机遇巨大，挑战也不小，应积极布局。
2.7加强创新与技术储备
科技创新已经成为现代经济体和企业市场竞争的要素。包括垃圾焚烧企业在内的垃圾处理处置行业，应加强与科研院所的互动，共同推动技术创新和产业化应用，提升行业技术水平，应对与国际企业在海内外市场的竞争。包括二噁英在线检测、等离子飞灰熔融以及盐回收、矿化垃圾开采、热解气化、水热处理、固体燃料制备、功能碳制备等技术研究都在各科研院所进行，行业应有所关注和参与。企业和行业只有具备强大的创新力和充分的技术储备，才能应对国家更严格的标准和更激烈的国际竞争，实现可持续发展。
结语
我国垃圾焚烧行业依然存在较多技术痛点和发展瓶颈，未来行业可持续发展面临新的挑战和机遇。垃圾焚烧行业应主动探索中小城市垃圾焚烧工程实施和盈利模式、响应矿化垃圾开采及焚烧处置需求、补飞灰无害化处置和资源化利用的短板；转变规模效益到技术和管理效益、加强“邻利”理念引领；积极布局国际市场，重视与高校科研院所的互动，推动技术创新和转移。
参考文献
[1] 房德职, 李克勋. 国内外生活垃圾焚烧发电技术进展[J]. 发电技术, 2019(4): 367-376.