刘璐 陈仲伟 张晓刚
双碳背景下,开展城市垃圾能源化利用对降低碳排放、助力能源安全、缓解环境污染、促进绿色发展具有重要意义。近年来,随着我国垃圾处理产业链的建立完善、政策的大力支持与鼓励,城市垃圾能源化利用取得了积极成效,但仍存在前端分类不理想、核心技术水平低、产业制度不健全、排放污染根治难等问题,建议进一步完善垃圾分类处理政策制度、加大技术研发布局与支持力度、优化垃圾处理产业制度与评价体系,加快垃圾资源化能源化利用。
一、我国城市垃圾能源化利用现状
(一)政策体系不断完善
《国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》明确,将加快城镇生活垃圾处理设施建设,推进生活垃圾焚烧发电作为建立健全绿色低碳循环发展经济体系的重要途径之一。“十四五”规划《纲要》、《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》对城市垃圾资源化利用进行了总体规划与部署。国家发展改革委、住房城乡建设部和生态环境部等发布的《关于印发〈城镇生活垃圾分类和处理设施补短板强弱项实施方案〉的通知》《关于进一步推进生活垃圾分类工作的若干意见》,对城市垃圾能源化利用的全链条建设作出了详细布局。此外,各地积极推进垃圾发电等行业建设,全国31个省(区、市)均制定出台了垃圾发电行业相关规划。
(二)产业快速发展
从垃圾清运量来看,据统计,我国2021年城市垃圾产量约为27097.2万吨,清运量达26707.5万吨,较2020年增加了3195.80万吨,同比增长13.59%,呈现逐年增长趋势。从垃圾焚烧量占比来看,2012年全国垃圾焚烧处理量仅占全国无害化处理量的24.7%,2021年我国新增垃圾焚烧处理厂超过500座,城镇生活垃圾焚烧处理率超50%,十年间增长2倍。从垃圾发电能力来看,2021年数据显示,多家上市公司已运营产能超过3万吨/天,垃圾入库量1000万吨以上,上网电量超过30亿度,吨上网电量超过3000度/吨,上网发电率超过80%。其中,部分骨干企业如光大环保垃圾焚烧发电能力已处于世界领先地位,已运营产能高达125850吨/天,垃圾入库量4053.4万吨,上网电量13263.57百万度。
(三)现有技术相对成熟稳定
我国城市垃圾能源化利用主要分为两大类,一是通过垃圾焚烧发电,二是通过热解、RDF化等方式形成燃料。其中,垃圾焚烧具有用地省、处理速度快、减量效果好、能源利用率高等优势,垃圾焚烧处理量占无害化处理总量比例超过50%,是我国城市垃圾的主要处理方式,但其处理成本较高,易造成二次污染,二噁英等有害气体以及飞灰等问题较突出。热解技术通过高温分解,可将垃圾转化为可燃气、油、固形炭等能源,能源回收性好,环境污染小,弥补了垃圾焚烧技术的不足,但该技术对垃圾成分、粒度、水份等的要求较高,目前仅能稳定处理小批量垃圾。RDF是一种固体燃料,具有热值高、燃烧稳定、易于运输、易于储存、二次污染低和二噁英类物质排放量低等特点,目前主要应用于小型公共场所、水泥工程、发电工程、碳回收等,但RDF生产线投资及制作成本高昂,仅适用于处理固体废物以及工业垃圾,应用范围相对较小。
二、我国城市垃圾能源化利用现存问题
(一)垃圾分类受约性较大
我国尚未实现垃圾分类全民化,垃圾分类效果不理想,增加了垃圾能源化利用难度与二次污染的可能性,同时还造成了资源的浪费。究其原因,一是家庭垃圾分类落实不到位,居民垃圾分类意识薄弱,自觉性不够强,且垃圾分类知识匮乏,顶多将厨余垃圾单独存放。二是垃圾分类后续处理不规范,垃圾收集的第一责任主体由于成本原因积极性不高,清运效果参差不齐,混运混装时有发生。三是垃圾分类监管制度不完善,监管力度较低,监管责任落实不到位。四是部分县级地区财政能力有限,垃圾前端分类难推进,后期垃圾处理设施建设不足,难以实现垃圾能源化利用。
(二)垃圾处理核心技术有待突破
我国垃圾处理技术与垃圾焚烧发电装备的国产化水平不断提高,但部分技术装备、高性能零部件仍高度依赖进口,監测仪器装备、自动化控制等方面的技术水平还有待提高,自动化、智能化水平依然较低。此外,垃圾分类收集和处理体系的建设需进一步加强,垃圾能源化利用新技术的研发应用和工艺技术的系统性整合不足,工程实施经验也比较欠缺。
(三)垃圾能源化利用产业市场化机制不健全
当前垃圾焚烧设备投资成本高,垃圾焚烧发电项目效率较低,经济效益不理想,投资回收期较长,且伴随着电价补贴退坡的影响,企业积极性不高,垃圾能源化利用产业发展主要靠政府推动,市场作用发挥不强,长期依赖补贴“拐杖”,影响行业健康稳定发展。
(四)排放物的污染问题依然存在
尽管我国对炉温的控制愈发精准,垃圾焚烧过程中产生的二噁英、二氧化硫、氯化氢等有害气体得到了控制,但并未根除,而垃圾热解技术虽然能够防止二噁英的产生,但该项技术尚不成熟稳定,且受垃圾成分复杂性的影响,难以大规模应用。垃圾分类收集、堆放、转运过程中的渗滤液滴漏尚未得到妥善治理。对飞灰处理的重视程度不足,飞灰处置能力发展滞后,燃烧过程中的有害物质易在低温段附着于飞灰上,对环境产生严重的危害。
三、政策建议
(一)完善垃圾分类处理政策制度
一是健全垃圾分类管理相关的政策制度,形成系统化的法律法规,为执法提供强有力的制度支撑。二是加强执法力度,实行垃圾强制分类,从源头抓起,提高垃圾分类率,降低后期垃圾处理难度,提高垃圾能源化利用效率。三是积极制定垃圾分类长效激励机制,构建垃圾分类示范区,发挥引领带头作用。四是加大对县级政府的财政帮扶,增加垃圾分类收集、转运、处理全链条的定向资金投入,加强配套基础设施建设,实现从源头到终端的全流程处理模式,提高垃圾流程化处理能力,实现垃圾能源化利用。
(二)加大技术研发布局与支持力度
一是做好垃圾能源化利用技术研发的规划设计与整合,形成完备的垃圾分类收集、转运、利用处理体系,降低进口装备的依赖性,提升高智能的自动化技术水平,提高垃圾能源化利用水平。二是鼓励以解决排放物污染问题为导向的核心技术研发,提高垃圾处理更环保的热解技术的成熟稳定性,拓展RDF技术应用场景,提升重金属与飞灰分离技术以降低飞灰污染等。三是增加科研激励,充分调动科研院校、研究机构以及企业的科研力量,合力攻克垃圾能源化利用新模式新技术等的核心技术难关。
(三)优化垃圾能源化利用产业机制与评价体系
一是构建成熟的市场协调机制。从垃圾收运、垃圾焚烧、发电补贴、项目建设等多个环节入手,刺激企业和社会资源入场,促进垃圾能源化利用产业的健康发展。细化垃圾处理收费项目和标准,探索更加合理的收费方式,缓解垃圾焚烧发电产业面临的电价补贴退坡副作用。二是分类建厂,精准处理。提高垃圾处理技术与区域的适配性,合理布局垃圾处理厂的建设,积极在用地紧张或中小城市应用垃圾热解等技术。三是优化垃圾处理标准评价体系,使污染物排放标准与当地垃圾类型、特点、环境承载力相匹配。
(作者单位:国家节能中心)