从垃圾焚烧发电到静脉产业园的案例研究

吴凯，翟艳丽，俞晓阳，王建敏

（光大环保能源（苏州）有限公司，江苏苏州215000）

随着苏州经济的快速发展，苏州市各类工业固体废物产生量也在逐年增加，给生态环境带来的压力日益增大。固体废弃物若不经处理，长期堆存不仅占用大量的土地资源，而且会对大气和水环境造成严重的污染和危害。

苏州市政府为缓解环境压力和实现垃圾资源化的利用，于2003年9月通过网上公开招标，与光大国际签订了中国首个千吨级生活垃圾焚烧发电项目的BOT协议。该项目通过建设以垃圾发电项目为核心的静脉产业园，实现了产业园内项目间相互依存、相互耦合，从而提高了生活垃圾资源化的综合利用量和效率，同时提升了区域环境质量。

1 项目简介

1.1 项目背景

1993年之前，苏州市生活垃圾采用传统未经规划定点的郊外分散裸堆的办法处置。1993年7月建成投产的七子山生活垃圾填埋场位于距市中心13.5 km的七子山北麓3号、4号山坳，设计库容470万m3，有效容积420万m3，按原设计日垃圾填埋量500 t，此后每年递增5%，设计使用年限15年，计划使用期限为2007年。

1998年后，随着苏州市经济高速发展，城区规模不断扩大，区域城市框架不断完善，城市化率不断提高，快速的城市化进程，不可避免地带来了生活垃圾量的不断增长，垃圾年均增长率约8%，具体见图1，进入填埋场的垃圾量远远超过了原设计能力，按当时垃圾增长幅度预测，原设计库容将于2005年填满，解决垃圾围城问题迫在眉睫，政府亟需考虑全新的解决方案。

《中华人民共和国可再生能源法》颁布，鼓励发展生活垃圾焚烧处理，为垃圾焚烧发电项目电力并网和收购提供了保障；2006年国家环保总局发布了《静脉产业类生态工业园区标准》，这为建设静脉产业园区提供了明确的依据和指南。随着民众环保意识的不断提升和资源的日益短缺，单一的垃圾焚烧发电已经无法满足苏州市的发展需求，因此苏州市政府决定采用PPP模式来打造静脉产业园，解决日益紧迫的垃圾围城和环境污染问题[1]。

1.2 项目简介

1.2.1 项目的PPP模式

2003年9月，光大国际与苏州市市政公用局签订了《苏州市垃圾处理服务特许权协议》，成立全资子公司光大环保能源（苏州）有限公司负责筹建运营，苏州市政府授权光大苏州项目承担苏州市垃圾焚烧发电厂的投资、融资、建设和运营，在协议规定的特许期限（25年）内，许可其融资建设和经营垃圾发电厂，并准许其收取垃圾处理费用和按上网电量收取电费，25年特许期满，光大国际将该发电厂资产无偿移交给政府部门。该项目总投资为5亿元人民币，建设规模为3×350 t/d垃圾焚烧炉+2×9 MW汽轮发电机组，烟气排放执行欧盟92标准，其中二恶英排放执行欧盟2000标准。

图1 苏州市区年度垃圾量增长图（1994—2016年）

为提高生活垃圾资源化及其资源化过程中副产物的综合利用量和效率，在建设垃圾焚烧发电项目的同时，光大国际开始构想“静脉产业园”的理念。2005年9月，光大国际与苏州市市政公用局签订了《苏州市七子山垃圾填埋场沼气发电项目特许经营协议》，成立全资子公司光大环保能源（苏州）沼气发电有限公司负责筹建运营沼气的发电项目，项目总投资4500万元，年发电量2500万kW·h；2006年10月，光大国际与苏州市环境保护局签订了《苏州市固体废物填埋场特许经营协议》，成立全资子公司光大环保（苏州）固废处置有限公司负责筹建运营固废填埋项目，项目首期投资额7800万元，规划14.4万m3，年处理能力4万t，项目总投资2.53亿元，最终规模达60万m3。光大苏州项目的PPP模式图如图2所示。

图2 产业园核心项目PPP模式图

1.2.2 项目的建设过程

2003年9月，光大国际与苏州市政府签订《垃圾处理特许经营权协议》，由此拉开了苏州市与社会资本在固废处理行业的合作序幕。

2004年10月，苏州生活垃圾焚烧发电一期工程开工建设，由此，苏州市生活垃圾处置格局由传统的、单一的填埋处置形式，转变为“填埋为主、焚烧为辅”的形式。

2005年10月，沼气发电项目开工建设，项目通过收集生活垃圾填埋场产生的沼气，作为二次能源用于发电，并对高温、烟气余热进行综合利用，项目于2006年8月建成并投入使用。

2005年12月，工业危险废物安全填埋场开工建设，首期工程于2007年7月建成并投入使用。

2006年，生活垃圾填埋场启动扩建工程，项目总投资约3.39亿元，新增填埋库容约400万m3。生活垃圾填埋场配套的渗沥液处理站采用A/O/O＋超滤处理工艺，出水达到《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889—2008）中生活垃圾渗沥液排放限值三级标准，再排入苏州高新污水处理有限公司，进一步处理后达标排放。

2008年2月，苏州生活垃圾焚烧发电二期工程开工建设，项目总投资为4.5亿元人民币，建设规模为2×500 t/d垃圾焚烧炉+1×20 MW汽轮发电机组，该扩建工程于2009年5月转入商业运行。项目投运后，苏州市生活垃圾处理方式转变为“焚烧为主、填埋为辅”。

2008年，医疗废物处置项目开工建设，设计年处置医疗废物5400 t，项目于2012年投运。项目先采用国际先进的高温蒸汽灭菌生产工艺对医疗废物进行处理处置，灭菌后的医疗垃圾进入生活垃圾焚烧厂焚烧处理。

2008年，危险废物焚烧项目开工建设，项目采用热碱炉加燃烧炉组合工艺设备，年处置各类危险废物3000 t。

2009年，与生活垃圾焚烧发电项目配套的炉渣综合利用项目开工建设，年产10万m3多孔砖及实心砖，产品已广泛应用于各级市政工程。

2009年，与生活垃圾焚烧发电项目配套的渗滤液处理项目开工建设，设计日处理规模为1000 t/d，项目于2010年投入运行。

2009年，餐厨垃圾资源化利用项目开工建设，设计年处理餐厨垃圾量为12万t，年产6000 t生物柴油，400万m3沼气，项目于2010年建成投产。

2010年，危险废弃物综合利用项目开工建设，主要从事各类工业废弃物的回收及再利用。项目总投资1亿元，占地26600 m2，综合利用处置各类工业废油、废水1.5万t/d，项目于2011建成投产。

2011年9月，苏州生活垃圾焚烧发电三期工程开工建设，项目总投资为7.5亿元人民，建设规模为3×500 t/d垃圾焚烧炉+2×15 MW汽轮发电机组，其主体设备垃圾焚烧炉、控制系统均是由光大自主研发并生产的，项目于2013年1月投入商业运行。项目建成后，在一段时期内生活垃圾处理做到“全焚烧、零填埋”，进一步提高了苏州市生活垃圾的能源化利用率。

2012年12月，与生活垃圾焚烧发电项目配套渗滤液处理二期项目开工建设，设计日处理规模700 t/d，项目于2013年9月投运。渗滤液处理总规模目前已达1700 t/d，项目采用“预处理+膜处理”系统生产工艺，处理后的出水全部回用于焚烧厂各用水点，实现了“全回用，零排放”的目标。

2 项目问题分析

2013年10月，以生活垃圾焚烧发电项目为核心的产业园被江苏省环保厅正式授予“江苏吴中静脉产业园”称号，成为江苏省首个经江苏省环保厅考核验收小组验收通过的静脉产业园区，但在产业园10多年的发展历程中，也经历了效益、机制、环境、设备等一系列问题。

2.1 光大苏州项目优势、劣势、机会与威胁

光大苏州项目的具体优势（Strengths）、劣势（Weaknesses）、机会（Opportunities）和威胁（Threats）如图3所示。

图3 光大苏州项目SWOT总结图

2.1.1 优势（S）

实力雄厚：光大国际拥有“中央企业、外资企业、上市公司、实业公司”的四重身份，光大苏州项目依托母公司光大集团的强力后盾，具有雄厚的企业资本。

经营核心项目而具有话语权：光大国际负责园区内“生活垃圾焚烧发电项目”、“沼气发电项目”和“固体废物填埋场”3个项目的建设与运营，而“生活垃圾焚烧发电项目”是产业园的核心项目，这使得光大在园区内有一定的话语权。

有长期处理国内垃圾的经验：自2006年公司首个垃圾发电项目投运以来，光大国际垃圾发电项目垃圾处理量达2500万t，提供绿色电力85亿kW·h，在国内垃圾处理行业处于领头羊的地位。

拥有丰富灵活的人才储备：光大苏州项目在人力资源管理上制度灵活，将优秀的人才派往不同的项目组，形成人才的流动输出。这样的人力资源管理机制有利于传播优秀的项目管理经验，有利于新项目利用光大国际内部的管理经验来解决与预防实际可能遇到的问题。

2.1.2 劣势（W）

对静态产业园建设没有经验：苏州静脉产业园是光大参与建设运营的第一个产业园，在此之前没有成熟的建设静脉产业园的经验。

作为企业对园内其他项目没有强制约束力：由于产业园内还有其他投资主体建设运营的项目，而光大国际作为企业，对于非光大国际的项目没有强制约束力。

尚无设备自主研发成功的经验：在2011年以前，光大国际的设备和技术大都依赖于进口，缺乏自主研发成功的经验。

2.1.3 机会（O）

国家政策优惠：根据2002年《关于实行城市生产垃圾处理收费制度促进垃圾处理产业化的通知》及垃圾发电目前享受国家电力的优惠政策，我国城市生活垃圾发电项目享有的“特权”政策：一是发电量全部收购；二是免征增值税，减免所得税；三是政府以垃圾处理费的方式补偿企业。光大苏州项目享受国家对垃圾焚烧发电行业实行企业所得税三免三减半、增值税即征即退等优惠政策。

苏州市垃圾处理需求较大：苏州市近年来发展迅速，城镇化进程不断加快，垃圾产生量日渐增多，现有垃圾处理能力不能满足苏州市生活垃圾处理的需求。

民众的环保意识日益增强：随着苏州经济的高速发展，人们的生活水平不断提高，民众越来越关注环境，对垃圾处理的无害化要求不断提高，这促进了苏州静脉产业园的建设。

2.1.4 威胁（T）

有可能带来邻避效应：苏州静脉产业园靠近苏州市区，周围存在大量村庄，如果处置不当，可能会引发邻避效应。

如何平衡各方利益：产业园内所有的项目之间要相互协调，实现资源的耦合，如何在这个过程中平衡各方的利益尤为重要。

垃圾成分复杂：苏州市的生活垃圾采用混合收集的方式，因此垃圾的成分比较复杂。

2.2 光大苏州项目建设及运营中存在的突出问题

在光大苏州项目建设及运营过程中遇到的主要问题包括：（1）单一项目取得的效益不能最大化；（2）产业园区管理混乱；（3）环保要求越来越严；（4）进口设备不适应国内垃圾的特性。

问题（1）：单一项目取得的效益不能最大化。

建产业园前，单一的垃圾发电项目只能焚烧生活垃圾发电，其副产物比如废渣和余热不能实现产业链的循环利用，造成资源的浪费，不能实现效益的最大化。

问题（2）：产业园区管理混乱。

苏州静脉产业园的规划是在光大国际的建议下进行的，但是政府没有设立统一的管理机构，这就造成产业园内的管理较为混乱，不同企业的项目间的合作关系难以协调。

问题（3）：环保要求越来越严。

苏州经济高速发展，人们的生活水平不断提高，这使得人们对于环保要求越来越严，欧盟2010标准越来越被广泛应用。

问题（4）：进口设备不适应国内垃圾的特性。

苏州市的垃圾成分比较复杂，混合收集，进口设备和技术不适应国内垃圾的特性，无法发挥垃圾资源的最大利用。

2.3 存在问题的原因

光大苏州项目4个问题的具体形成原因如图4所示。

图4 光大苏州项目问题鱼骨分析图

“单一项目取得的效益不能最大化”的原因主要有两点：一是缺乏对废物的协同处置能力，对于单一项目的副产物无法有效利用，不但会造成资源的浪费，而且还会造成对环境的污染；二是单一项目规模小，在跟企业和政府谈判时缺乏有效的话语权，无法充分发挥竞争优势。

“产业园区管理混乱”的原因主要有3点：一是产业园内没有统一的管理机构，以对产业园进行全方位的监督管理，这就使得企业之间各自为政；二是由于垃圾发电行业存在一定的特殊性，涉及到地方政府管理的部门较多（如市级、区级、镇级的城管、环保、电力、安监、税务、消防、发改、经信、水利等），在主管部门上，垃圾发电项目的主管部门均为当地的城市管理机构，具体为当地的市容市政管理局、建设局、环保局等，存在职责交叉，多头管理现象；三是由于中国垃圾发电行业还处于发展初期阶段，国家对垃圾发电行业的法律法规制定和机构设置还处于建立健全的过程中。

“环保要求越来越严”的原因主要有3点：一是苏州经济高速发展，对于资源的需求越来越多，不断增大资源环境负荷；二是经济和人口的增长带来了污染物总量的不断增加；三是近年来雾霾天气频率增加，加重了人们对于环境保护的要求。

“进口设备不适应国内垃圾的特性”的原因主要有2点：一是国外人的生活方式和国内有很大差异；二是苏州市生活垃圾采用混合收集的方式，从而造成垃圾的成分比较复杂，厨余成分含量高（50%～60%）、水分含量高（50%～60%），从而使得进口设备并不能很好处理国内垃圾。

2.4 应对战略

面对问题（1）（3）（4），企业具有较强的实力进行应对，并且这些问题如果处理好了会给企业带来更大的效益，属于SO区间；面对问题（2），企业不具有应对的直接措施，而问题的解决也不会带来明显效益，但是问题的漠视会带来企业效益的严重受损，属于WT区间；应对策略分析具体见图5。

图5 光大苏州项目SWOT战略分析图

SO问题的应对战略是“积极应对，转危为优”，即企业通过运用自身的资源，实现问题的解决，并且使之成为自己的资源和竞争优势。

WT问题的应对战略是“避免硬对，灵活转移”，即企业避免和这些问题直接接触甚至硬碰硬地解决，而是应该迂回面对，通过其他途径来转移问题和消除问题对自身的影响。

3 解决方案及效果

3.1 问题的解决方案

3.1.1 问题（1）：单一项目取得的效益不能最大化的问题

解决策略（1）：推进产业园建设，提高资源循环利用率。

为实现苏州市城市生活垃圾、工业垃圾等城市固体废弃物的无害化处理和资源化利用，打造全国首家综合处理城市固体废弃物的环保产业示范基地。2005年光大国际在苏州垃圾焚烧项目建设的同时开始了“静脉产业园”的规划，以生活垃圾减量化、资源化和无害化为原则，以提高生活垃圾资源化及其资源化过程中副产物的综合利用量和效率为目标，通过延伸生活垃圾焚烧发电副产品和废物资源化利用的产业链、提高余热利用等途径，构建以生活垃圾焚烧发电为核心的静脉产业园。

解决策略（2）：强化核心项目建设，带动产业园发展。

从2005年开始，光大国际以垃圾焚烧发电项目为核心，开始了静脉产业园的规划与布局。2005年10月31日，沼气发电项目开工建设，项目通过收集生活垃圾填埋场产生的沼气，作为二次能源用于发电，并对高温、烟气余热进行综合利用。2005年12月30日，工业危险废物安全填埋场开工建设，项目首期投资额7800万元，规划14.4万m3，年处理能力4万t，由此，以生活垃圾焚烧发电为核心的静脉产业园已初具雏形。同时光大国际提出“静脉产业园”的建设要严格遵循循环经济理论，按照政府出政策，企业出资金；政府管规划，企业搞建设；自负盈亏的运作模式，从而多层次、有重点、集约化地推动苏州市固体废物资源化处置进程。光大国际积极接洽社会各类投资主体，吸引其他项目入驻园区，如：炉渣制砖、餐厨处置、医疗废物处置、危险废弃物焚烧及危险废弃物综合利用等项目，组成了一个门类俱全、技术先进、环境友好的静脉产业园。

3.1.2 问题（2）：产业园区管理混乱的问题

解决策略：加强契约管理，建立有效协调机制。

通过与产业园内其他企业之间建立契约机制，从而实现了企业间的协调和资源共享。光大国际以垃圾焚烧发电项目为核心，通过与炉渣厂、医疗废物处理厂、餐厨垃圾处理厂、生活垃圾填埋厂、危险废物填埋场、危险废物焚烧厂等项目签订合作协议，使垃圾焚烧的副产物得到有效利用，垃圾焚烧厂、医疗废物处理厂、餐厨垃圾处理厂的废物得到有效处置，同时各方的权责也更加明确，减少了企业之间的纷争。

3.1.3 问题（3）：环保要求越来越严的问题

解决策略：提升技术创新，解决关键技术问题。

3.1.3.1 加强技术创新，烟气处理工艺提升

苏州生活垃圾焚烧发电一期项目投运初期，烟气净化系统采用“半干法+活性炭喷射+布袋除尘器”工艺，烟气排放指标在达到国家标准的基础上达到欧盟92标准，二恶英指标达到欧盟2000标准。2010年，苏州生活垃圾焚烧一期项目和二期扩建项目作为光大国际的试点项目，对烟气处理工艺进行了一系列的提标改造。包括增加SNCR脱硝系统、增加干法脱酸系统、将除尘器布袋更换为纯PTFE材质、增加石灰浆和活性炭备用系统。通过这些改造，烟气中NOx、颗粒物、HCl等酸性气体的排放浓度大幅降低，使烟气污染物排放指标优于欧盟2010标准。

3.1.3.2 进行技术改造，渗滤液处理工艺提升

2012年，垃圾焚烧发电项目对配套的渗滤液处理站进行了提标改造，增加了深度处理系统，渗滤液出水由原先的三级纳管排放变更为厂内回用，实现了渗滤液“全回用、零排放”的目标。

3.1.4 问题（4）：进口设备不适应国内垃圾的特性的问题

解决策略：提高自主研发能力，解决设备适应性问题。

光大苏州项目将引进进口设备与自主研发相结合，并积极进行技术自主研发，最终实现设备国产化。苏州生活垃圾焚烧发电一期项目采用从欧洲进口的机械炉排炉，烟气净化系统、中央控制系统等主要设备同样依赖进口。苏州生活垃圾焚烧发电二期项目焚烧炉依然采用进口设备，烟气净化设备则通过中外合作形式，引进后进行消化吸收，部分设备如布袋除尘器已实现国产化。苏州生活垃圾焚烧发电三期项目焚烧炉、烟气净化系统等主要设备全部由光大国际自主研发。通过自主研发，实现了焚烧炉、烟气净化、渗滤液处理、自动控制等系统的国产化，适应了高水分、高灰分、低热值的垃圾特点，同时为发展中国家垃圾焚烧的应用创造了条件。

3.2 方案实施效果

3.2.1 产业园建设效果

3.2.1.1 产业园现状

2007年7月4日，光大国际向苏州市政府首次正式提出共同打造“静脉产业园”的规划，此后由其他投资主体投资的各类项目相继落户该区域，由此形成了以生活垃圾焚烧项目为核心的静脉产业园。

以垃圾焚烧发电项目为核心，垃圾焚烧厂生产过程产生的炉渣进入炉渣厂进行制砖，进一步实现了生活垃圾的减量化、资源化目标；垃圾焚烧厂飞灰经稳定化处理后进入生活垃圾填埋场进行填埋；垃圾焚烧厂生产过程产生的危险废物进入危废焚烧厂或危废填埋场处理；餐厨垃圾的筛上物和经高温灭菌后的医疗垃圾进入垃圾焚烧厂协同处置；餐厨厂的渗滤液也与生活垃圾的渗滤液共同处置。垃圾焚烧厂通过向餐厨厂、医疗废物处理厂等周边企业供应蒸汽，不但提高了能源利用效率，也增加了企业收益；餐厨厂、医疗废物处理厂在使用焚烧厂的蒸汽后停用了原有的燃煤锅炉，降低了运营成本，也减少了污染物的排放；炉渣厂、填埋场的电力供应也依赖于焚烧厂。园区内项目之间的相互依存、相互耦合，提高了资源利用率，实现了园区经济收益的整体最大化，污染物排放的总量最小化。产业园各项目耦合关系见图6。

3.2.1.2 产业园绩效

目前产业园规划面积达3 km2，总投资40亿元人民币。截至2016年底，产业园已处理生活垃圾1038万t；上网电量27.97亿kW·h，相当于节约标煤136.74万t，减少二氧化碳排放393.21 t。产业园内的企业共为当地提供了近千个就业岗位，仅垃圾焚烧发电项目就提供了400多个就业岗位。

3.2.2 产业园内企业通过契约机制实现共赢

产业园内企业通过建立契约机制进行资源共享、利益共享，实现了园区经济收益的整体最大化，污染物排放的总量最小化，也实现了企业的双赢。截至2016年底，沼气发电项目已累计收集垃圾填埋场和渗滤液处理站沼气1.1亿m3；炉渣处理厂已累计综合利用垃圾焚烧炉渣约170万t，制成多种型号的混凝土砌块约8亿块；垃圾焚烧厂已累计向医疗垃圾处理厂、危险废物综合利用单位供应蒸汽1万t，创造经济效益200多万元。

3.2.3 垃圾焚烧发电项目烟气处理工艺及渗滤液处理提标改造效果

图6 产业园各项目耦合关系

苏州垃圾焚烧发电项目实现了烟气排放优于欧盟2010标准，垃圾渗滤液处理项目提标改造后实现了渗滤液的“全回用、零排放”，消除了污水对周边生态环境的影响，截至2016年底，已累计节约自然水资源约158 万 t。

3.2.4 设备自主研发的效果

自主研发的焚烧炉价格比进口设备低60%，热灼减率低于2%，吨垃圾发电量提高20 kW·h以上。2016年光大国际对外销售自主研发设备总额达12亿元人民币。

4 结论

光大国际为提高生活垃圾资源化及其资源化过程中副产物的综合利用量和效率，在建设垃圾焚烧发电项目的同时，推动“静脉产业园”建设，通过对产业园的规划，同园区内合作者建立契约机制，不断提标改造与自主研发，实现产业园内项目间相互依存、相互耦合，从而达到了规模效益以及对资源的最大利用和污染的最小排放，提升了区域环境质量。本案例对国内其他城市利用静脉产业园来综合处理城市固废提供重要的借鉴意义。

[1] 常杪,郭培坤，邵启超.中国静脉产业园区发展模式与案例研究[J].四川环境，2013，32(5):118-124.