時間: 2024-10-28 10:18
來源: 中國固廢網
作者: 徐海云
在人類文明的長河中,垃圾處理始終是一個不可忽視的重要議題。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程的加速,垃圾的產生量急劇增加,給環(huán)境帶來了前所未有的壓力。垃圾焚燒,作為一種高效、減量化、資源化的垃圾處理方式,其歷史可以追溯到英國諾丁漢市,1874年建設了具有現(xiàn)代意義的垃圾焚燒爐。1896年,當時德國漢堡建立了歐洲大陸上的第一座垃圾焚燒廠,從此,人類便開始了對垃圾進行科學處理、資源化利用的新里程。
100年來,垃圾焚燒作為一種處理垃圾的專用技術,已經成為許多發(fā)達國家和地區(qū)處理城市生活垃圾的主要方式。中國城市建設研究院總工程師徐海云,從垃圾焚燒廠的前奏和啟蒙,到技術的引進與轉化、政策的制定與完善,以及企業(yè)的發(fā)展等方面,詳細講述了我國垃圾焚燒發(fā)電的發(fā)展歷史。

徐海云參加2023(第十七屆)固廢戰(zhàn)略論壇并做分享
以下內容節(jié)選自《海云說》:
前奏和啟蒙:從兩岸四地的垃圾焚燒談起
中國城市生活垃圾焚燒處理領域的先河,最早可追溯至上個世紀30年代的上海。

1933年英文版上海地圖中的安遠路垃圾焚化處

安遠路昌化路一帶(來源:圖溯上海 2020-03-28)
上海
1930年,上海市安遠路(1943年前名為檳榔路)垃圾焚燒設施開始興建,同時興建的還有位于茂海路(今海門路)的垃圾焚燒設施。1932年,上海市兩處垃圾焚燒設施正式開始運作,且每天24小時不間斷,日平均焚燒垃圾量為120—170噸。
關于焚燒爐的形制規(guī)模,租界工部局1932年的《上海公共租界工部局公報》有詳細描述:“檳榔路垃圾焚化爐內部之細工,及各項裝置仍在進行中。煙囪一項,除外部之修飾外,業(yè)已竣工?;馉t之磚工,除豎面及火管抽灰器外,現(xiàn)已告竣。垃圾起重器及火管鋼骨,均在裝置中。剩余物運輸器,除細微之整理外,業(yè)經裝就。循環(huán)唧筒,及地下室之一部分管工,亦已告竣”。
香港
二次世界大戰(zhàn)后,在兩岸四地,香港的垃圾焚燒廠要早一點。上世紀60年代到90年代,香港就已經建了若干個垃圾焚燒廠。
1966年,香港開始進行垃圾焚燒處理,先后建設了堅尼地城焚燒廠(1993年關閉),荔枝角焚燒廠(1991年關閉),梅窩焚燒廠(1994年關閉),葵涌焚燒廠(1997年關閉),由于當時垃圾焚燒處理對環(huán)境污染比較嚴重,導致人們對生活垃圾焚燒留下了負面的印象,1997年以后就全部關停了。
香港的情況與上世紀60年代的紐約頗為相似,當時紐約也曾單棟建筑配備小型垃圾焚燒爐,由于垃圾焚燒污染大,這種做法引發(fā)了公眾對垃圾焚燒的強烈不滿。受此影響,紐約后來大幅降低了垃圾焚燒的比例,轉而主要采用垃圾填埋等處理方式。
由此影響,香港直到今天也還沒有現(xiàn)代化的垃圾焚燒發(fā)電廠(正在建設中),其生活垃圾全部采用填埋處理。
深圳
改革開放以后,國內第一個垃圾焚燒發(fā)電廠是1985年11月破土動工建設的深圳清水河垃圾焚燒發(fā)電廠,該廠從日本三菱重工業(yè)公司成套引進了兩臺日處理能力為150噸/日的垃圾焚燒爐(焚燒爐為馬丁式爐排爐簡稱馬丁爐, 為逆推式往復爐排)。1988年6月試生產成功,同年11月1日正式投產,成為我國第一座現(xiàn)代化垃圾焚燒發(fā)電廠,也是中國垃圾焚燒發(fā)電廠的雛形。
徐海云認為,從1985年到 2002年可以看做是垃圾焚燒在我國的探索起步階段。
從1985年深圳清水河垃圾焚燒廠開始,到2002年,相關的技術標準、市場化機制等在國家層面上已經逐步形成,為推動行業(yè)發(fā)展做好了前期準備。
雖然深圳市1985年開始引進建設生活垃圾焚燒發(fā)電廠,但因投資大、運行成本高、對生活垃圾焚燒處理運行管理缺乏經驗等因素影響,清水河垃圾焚燒發(fā)電廠在建成以后,運行并不是很順利,碰到很多的問題,1988年才開始試生產,試生產也不順利,而且此后近10年生活垃圾焚燒處理在內地發(fā)展并沒有取得多少進展。
當時,大家普遍認為垃圾熱值低、不好燒,焚燒前應該進行篩分處理,以提高進爐垃圾熱值。清水河垃圾焚燒發(fā)電廠開始建設時就在前端增加了垃圾預處理線,垃圾篩分處理過程你可以想象臭味問題很嚴重,如果當時你到過這個前處理車間,不會對垃圾焚燒廠有好印象。此外,垃圾篩分處理運行穩(wěn)定性差,也會影響焚燒爐運行,再后來垃圾前處理線就被拆除了。
垃圾的成分與經濟發(fā)展水平緊密相連。盡管深圳作為改革開放的前沿陣地,在當時已頗具影響力,但與日本和歐美相比,其經濟發(fā)展和消費水平仍存在顯著差距,這也直接導致了垃圾成分的顯著差異。
此外,我國有龐大的廢品回收隊伍,垃圾在進入焚燒廠前,其中價值較高的紙類、金屬等已經被回收。因此,進入垃圾處理廠的垃圾中,廚余垃圾的比例相對較高,這進一步導致了垃圾的熱值相對較低。
在日本及歐洲等發(fā)達國家,垃圾焚燒前會放置在垃圾池中進行存放,但這個存放主要起承擔中轉與調節(jié)的功能,通過混合等手段促進垃圾成分均質化。國內垃圾焚燒廠垃圾池也具有這樣的功能,即作為收集與處理之間的銜接環(huán)節(jié),因為收集運輸不是24小時連續(xù)運轉,不可能運來就馬上燒掉,所以在收集和處理之間必須要有一個存儲環(huán)節(jié),以保證垃圾焚燒處理可以連續(xù)運行。
實踐中我們發(fā)現(xiàn),生活垃圾在垃圾池中堆置存放發(fā)酵1周左右,一方面可以使廚余垃圾中大量水分滲出,從而提高入爐生活垃圾熱值;另一方面也可以改善入爐垃圾熱值均勻性,提高垃圾焚燒爐運行的穩(wěn)定性。這一發(fā)現(xiàn)對推動爐排爐在我國生活垃圾焚燒發(fā)電廠中的應用和發(fā)展具有里程碑意義,徐海云認為這是中國對世界生活垃圾焚燒處理技術所做出的極為重要的貢獻。
徐海云曾在訪問印度、東南亞等國家并與之探討垃圾焚燒議題時發(fā)現(xiàn),他們普遍對垃圾焚燒持懷疑態(tài)度,認為垃圾熱值低、難以燃燒。徐海云邀請他們來中國參觀,指出盡管中國的生活垃圾成分與他們的相似,但我們的焚燒效果卻非常出色。這一卓越表現(xiàn)的一個重要原因,就在于我們充分利用了垃圾池的發(fā)酵預處理。
清水河項目的坎坷經歷,其實也推動了后面我國生活垃圾焚燒的自主技術革新,包括現(xiàn)在我國垃圾焚燒對東南亞等一帶一路國家的輸出,都與前期的實踐相關,這也是一個事物發(fā)展的必然路徑。
臺灣
臺灣、澳門開始建設垃圾焚燒發(fā)電廠時間與大陸幾乎是同一時期。

1987年,臺灣第一個垃圾焚燒項目臺北內湖廠項目開工建設,1992年投入運行。他們當初焚燒爐設計熱值也不高,但是相比大陸走得更順利一點。
澳門

澳門的垃圾焚燒也是從上世紀80年代開始,1992年第一個垃圾焚燒發(fā)電廠開始運行,引進德國馬丁的焚燒爐,規(guī)模比深圳的大一些,一開始就是三條線,每日處理規(guī)模864噸,70%的電力出售給電力有限公司。總的來說,中國兩岸四地的垃圾焚燒發(fā)電廠建設,大致是同一個時期開始起步的,齊頭并進。這個階段也是中國生活垃圾焚燒發(fā)電發(fā)展的前奏,或者說是起步探索階段。
陽春白雪與下里巴人——國內技術的早期探索
引進國外技術和設備的同時,國內對垃圾焚燒的探索也一直在進行中。尤其是針對生活垃圾熱值低等問題,國內科研機構及有關企業(yè)開始開發(fā)摻煤燃燒流化床焚燒技術。其中,浙江大學和中科院工程熱物理研究所,成為一南一北的代表。
1995年,中科院工程熱物理研究所承擔了中科院“九五”攻關課題《城市固體廢棄物焚燒處理及綜合利用》,并在北京海淀區(qū)上莊建成了100噸/日生活垃圾流化床焚燒爐中試裝置。
依托此技術,2001年在福建漳州市建成100噸/日生活垃圾焚燒發(fā)電廠,該項目由中國城建院設計,徐海云是項目負責人。后來,流化床焚燒發(fā)電技術進一步產業(yè)化:在浙江紹興、四川彭州等地相繼建成了一些項目。
浙江大學在岑可法院士帶領下,做出了突出的貢獻。
1998年,與杭州錦江環(huán)境股份有限公司合作,對杭州錦江余杭熱電廠原有的一臺燃煤鍋爐進行技術改造,設計摻燒比垃圾:煤為6:4;設計單爐焚燒垃圾量150T/D,完成垃圾焚燒發(fā)電工業(yè)化試驗,同時也開始了產業(yè)化運作的探索。
2001年,杭州錦江環(huán)境在山東菏澤以BOT方式建設生活垃圾焚燒發(fā)電廠,處理規(guī)模3×200噸/日;2002年又建成杭州喬司生活垃圾焚燒發(fā)電廠、鄭州市滎陽垃圾焚燒發(fā)電廠、安徽蕪湖生活垃圾焚燒發(fā)電廠。
值得一提的是,當時垃圾焚燒發(fā)電的BOT模式也處于探索階段,采用生活垃圾焚燒發(fā)電廠BOT的項目也很少。杭州錦江這樣的民營企業(yè),愿意且敢于做這件事情,在當時是具有風向標的作用。
至此,國內垃圾焚燒領域兩大主流技術路線——爐排爐和流化床,均已積累了可觀的實踐經驗,并形成了相當?shù)囊?guī)模。
世界銀行等相關機構的參與也進一步推動了該領域的發(fā)展。隨后,更多企業(yè)看到了這一市場的潛力,紛紛加入,共同推動垃圾焚燒處理技術的不斷進步和市場的日益繁榮。
實際上,當時的國內,不光有爐排爐、流化床,還有其它一些技術路線,如果說中科院和浙江大學是“陽春白雪”的國家隊的話,那么發(fā)于民間的技術路線可以說是“下里巴人”的。
1995年,在江蘇徐州,一家企業(yè)為解決垃圾熱值低的問題,采用了稻草秸稈上鋪設垃圾焚燒技術工藝,這也許就是最早的秸稈與村垃圾協(xié)同焚燒。該企業(yè)還將此技術命名為內核燒結法,并成功申請了專利。為了推廣這一新工藝技術路線,他們還在北京舉辦了一場國際會議。以徐州這一創(chuàng)新實踐為起點,相關的參與者后來陸續(xù)創(chuàng)立了多家公司,進一步推動了該技術的發(fā)展與應用。
徐海云傾向于將這個技術描述為固定床式垃圾焚燒的一種原始形態(tài),其外形類似蜂窩煤爐,用鋼板作為圍護爐體,垃圾與秸稈分層放置,底部放置的秸稈作為引燃物,從而構成了一個簡易的立式焚燒爐。這一基本設計理念在徐州得到了首次實踐,并隨后傳播至山西太原,那里的醫(yī)療垃圾焚燒爐正是基于這一理念建造。
后來,這一垃圾焚燒技術,也被眾多環(huán)保公司采用,在江蘇、海南、浙江、山東等地落地不少項目,基本都在50-100噸的規(guī)模。但隨著產業(yè)發(fā)展,行業(yè)日益規(guī)范,這條技術路線至今已經被完全淘汰了。
各種技術試驗之后,最后剩下的主要就是流化床和爐排爐。其他的技術,因為過于小眾,最終都沒能夠繼續(xù)走下去。任何事情發(fā)展都需要不斷積累經驗和深化認識,特別是需要積累許多失敗的經驗教訓,才能逐步完善。
群雄競起實現(xiàn)爐排爐國產化替代
2003-2012年,為完善發(fā)展階段。
在這個時期,隨著生活垃圾焚燒發(fā)電廠建設項目的增加,民眾對生活垃圾焚燒發(fā)電廠的環(huán)境影響更加關注,相關政策要求也在不斷完善。
如《關于加強生物質發(fā)電項目環(huán)境影響評價管理工作的通知》環(huán)發(fā)〔2006〕82號中規(guī)定,生活垃圾焚燒發(fā)電廠不得建在城市規(guī)劃區(qū)以及居民區(qū)主導方向的上風向。
這一規(guī)定在實際操作中造成很多矛盾。要求“不得建在城市規(guī)劃區(qū)”,又要求符合相關規(guī)劃;風向一年四季會變化,依靠風向來解決污染問題也不符合現(xiàn)代環(huán)保要求,因此,兩年后,環(huán)境保護部、國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局又發(fā)布了《關于進一步加強生物質發(fā)電項目環(huán)境影響評價管理工作的通知》環(huán)發(fā)〔2008〕82號,其中就刪除了上述要求。
此外,按照原建設部、國家環(huán)境保護總局、科技部發(fā)布的《關于印發(fā)〈城市生活垃圾處理及污染防治技術政策〉的通知》(建城〔2000〕120號)的要求,垃圾焚燒發(fā)電適用于進爐垃圾平均低位熱值高于5000千焦/千克、衛(wèi)生填埋場地缺乏和經濟發(fā)達的地區(qū)。
但當時并不是每個城市的垃圾熱值都能達到5000千焦/千克,可隨著城市發(fā)展,垃圾圍城的問題卻越來越嚴重,有關部門也認識到垃圾熱值低的問題,所以開始鼓勵原煤摻燒。
2006年國家發(fā)改委發(fā)布《國家鼓勵的資源綜合利用認定管理辦法》(發(fā)改環(huán)資[2006]1864號),允許原煤摻燒量應不超過入爐燃料的20%(重量比),但在實際執(zhí)行中一些企業(yè)基于利益驅動,原煤摻燒的比重往往超過了20%,實際上這個政策極大地促進了流化床焚燒發(fā)電的發(fā)展。
同時,為加快推進生活垃圾焚燒發(fā)電廠建設,國家還出臺了一系列優(yōu)惠政策,BOT得到規(guī)范和鼓勵,垃圾焚燒發(fā)電企業(yè)享受并網、上網電價優(yōu)惠,并且電網企業(yè)應當全額收購垃圾焚燒項目的上網電量。
這個時期,大量企業(yè)開始進入垃圾焚燒發(fā)電行業(yè),這些企業(yè)或是對國外技術進行引進、消化與吸收,或是邀請國內外技術人員研發(fā)、仿制,來完成自己的爐排爐國產化工作。
比如,浙江偉明環(huán)保的技術源自深圳清水河的馬丁爐,他們邀請了深圳清水河項目的總工盧巨流,對三菱馬丁爐做出了一系列改進,最終形成了具有自主知識產權的獨特技術,并借此實現(xiàn)了自己在垃圾焚燒市場的第一單,此后不斷發(fā)展壯大。
在爐排爐技術國產化的浪潮中,眾多企業(yè)如同群雄逐鹿,競相投入研發(fā)與制造,力圖在激烈的市場競爭中脫穎而出。
綠色動力一開始采用的焚燒技術,效果也不理想,后來也是請的清水河項目的盧巨流,幫助企業(yè)進行的自主研發(fā)。三峰環(huán)境與卡萬塔有正式的合作協(xié)議,允許三峰環(huán)境慢慢進行自主轉化;康恒與日本的日立造船合作;光大環(huán)境、深能環(huán)保則是購買的西格斯的技術;杭州新世紀和日本三菱有合作;廣環(huán)投和丹麥的偉倫集團合作;中國天楹與比利時的一家企業(yè)合作......
這些企業(yè)憑借自身的技術實力和市場洞察力,不斷突破技術瓶頸,優(yōu)化產品設計,提升產品質量,逐漸形成了具有自主知識產權的爐排爐國產化解決方案。
隨著技術的不斷成熟和市場的逐步擴大,這些企業(yè)開始在國內市場上占據一席之地,并逐步實現(xiàn)了對進口爐排爐的替代。這一過程中,不僅提升了國內爐排爐行業(yè)的整體技術水平,還降低了企業(yè)的生產成本,提高了市場競爭力。同時,也為國家節(jié)省了大量的外匯支出,推動了垃圾焚燒發(fā)電裝備國產化、成套化、健康發(fā)展。
九峰項目是鄰避拐點 行業(yè)進入高速發(fā)展期
自2012年以來,中國垃圾焚燒行業(yè)邁入了快速發(fā)展的新階段。然而,這一時期的市場進展并非一帆風順。期間,部分地區(qū)持續(xù)出現(xiàn)反對垃圾焚燒的呼聲,反映出公眾對此類設施的關切與疑慮。
2014年,浙江杭州九峰垃圾焚燒項目爆發(fā)了一起影響深遠的鄰避事件,引起了總書記的高度重視并作出批示,該事件也成為了該領域的標志性案例。
民眾的反對,實際上也從一定程度上促進了垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的健康發(fā)展,在九峰垃圾焚燒鄰避事件之后,國內主流媒體對垃圾焚燒發(fā)電客觀報道增加,也讓國家層面對垃圾焚燒的科學普及及教育給予了前所未有的重視,陸續(xù)出臺一系列政策和技術標準,對垃圾焚燒技術的適用性、垃圾焚燒廠建設技術要求及運行監(jiān)管要求等做了詳細規(guī)定,該事件也因此成為了國內垃圾焚燒鄰避沖突的一個高峰及轉折點。
各地生活垃圾焚燒廠鄰避運動發(fā)生的原因各不相同,但歸結起來可以總結為三個方面:即利益失衡、輿論誤導、信任危機。其中信任危機是根本原因。
要化解鄰避,就要重構信任,需要堅強領導,一把手親自抓。
2017年年初,環(huán)境部副部長翟青在安徽考察時,強調要緊盯企業(yè)“裝(安裝污染源自動監(jiān)控設備)、樹(顯著位置樹立污染排放數(shù)據顯示屏)、聯(lián)(企業(yè)自動監(jiān)控系統(tǒng)要與環(huán)保部門聯(lián)網)”,隨后組織在垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)全面開展“裝、樹、聯(lián)”行動,強化垃圾焚燒發(fā)電廠信息公開和社會參與。
截至當年8月23日,全國246家已建成垃圾焚燒企業(yè)中,除去已關停、即將關停和半年內技改的10家企業(yè),有176家完成“裝、樹、聯(lián)”工作,完成率74.58%。至9月1日,99.15%的企業(yè)已安裝污染物排放自動監(jiān)測設備,90.68%的企業(yè)已經實現(xiàn)自動監(jiān)測設備與環(huán)保部門聯(lián)網。這在發(fā)達國家也難以做到!
實際上,就是在九峰垃圾焚燒發(fā)電項目鄰避事件之后,中央、地方和媒體都達成了共識,垃圾焚燒是解決中國垃圾問題的重要手段,正式確立了以垃圾焚燒為主導的垃圾處理路線,同時也讓垃圾焚燒行業(yè)在之后一系列積極政策的加持下,迎來了前所未有的發(fā)展契機與迅猛增長。
《海云說》是由E20環(huán)境平臺制作的一檔視頻節(jié)目,由E20環(huán)境平臺執(zhí)行合伙人、E20研究院執(zhí)行院長薛濤主持,特邀中國城市建設研究院總工程師徐海云為主講嘉賓,主要講述中國固廢領域的相關話題,特別是垃圾焚燒領域的發(fā)展歷史、技術現(xiàn)狀、政策動態(tài)及未來趨勢。
                    
                    
編輯: 李丹
 
                    
中國城市建設研究院總工程師
