從垃圾焚燒發電到靜脈產業園的案例研究

吳凱，翟艷麗，俞曉陽，王建敏

（光大環保能源（蘇州）有限公司，江蘇蘇州215000）

隨著蘇州經濟的快速發展，蘇州市各類工業固體廢物產生量也在逐年增加，給生態環境帶來的壓力日益增大。固體廢棄物若不經處理，長期堆存不僅占用大量的土地資源，而且會對大氣和水環境造成嚴重的污染和危害。

蘇州市政府為緩解環境壓力和實現垃圾資源化的利用，于2003年9月通過網上公開招標，與光大國際簽訂了中國首個千噸級生活垃圾焚燒發電項目的BOT協議。該項目通過建設以垃圾發電項目為核心的靜脈產業園，實現了產業園內項目間相互依存、相互耦合，從而提高了生活垃圾資源化的綜合利用量和效率，同時提升了區域環境質量。

1 項目簡介

1.1 項目背景

1993年之前，蘇州市生活垃圾采用傳統未經規劃定點的郊外分散裸堆的辦法處置。1993年7月建成投產的七子山生活垃圾填埋場位于距市中心13.5 km的七子山北麓3號、4號山坳，設計庫容470萬m3，有效容積420萬m3，按原設計日垃圾填埋量500 t，此后每年遞增5%，設計使用年限15年，計劃使用期限為2007年。

1998年后，隨著蘇州市經濟高速發展，城區規模不斷擴大，區域城市框架不斷完善，城市化率不斷提高，快速的城市化進程，不可避免地帶來了生活垃圾量的不斷增長，垃圾年均增長率約8%，具體見圖1，進入填埋場的垃圾量遠遠超過了原設計能力，按當時垃圾增長幅度預測，原設計庫容將于2005年填滿，解決垃圾圍城問題迫在眉睫，政府亟需考慮全新的解決方案。

《中華人民共和國可再生能源法》頒布，鼓勵發展生活垃圾焚燒處理，為垃圾焚燒發電項目電力并網和收購提供了保障；2006年國家環保總局發布了《靜脈產業類生態工業園區標準》，這為建設靜脈產業園區提供了明確的依據和指南。隨著民眾環保意識的不斷提升和資源的日益短缺，單一的垃圾焚燒發電已經無法滿足蘇州市的發展需求，因此蘇州市政府決定采用PPP模式來打造靜脈產業園，解決日益緊迫的垃圾圍城和環境污染問題[1]。

1.2 項目簡介

1.2.1 項目的PPP模式

2003年9月，光大國際與蘇州市市政公用局簽訂了《蘇州市垃圾處理服務特許權協議》，成立全資子公司光大環保能源（蘇州）有限公司負責籌建運營，蘇州市政府授權光大蘇州項目承擔蘇州市垃圾焚燒發電廠的投資、融資、建設和運營，在協議規定的特許期限（25年）內，許可其融資建設和經營垃圾發電廠，并準許其收取垃圾處理費用和按上網電量收取電費，25年特許期滿，光大國際將該發電廠資產無償移交給政府部門。該項目總投資為5億元人民幣，建設規模為3×350 t/d垃圾焚燒爐+2×9 MW汽輪發電機組，煙氣排放執行歐盟92標準，其中二惡英排放執行歐盟2000標準。

圖1 蘇州市區年度垃圾量增長圖（1994—2016年）

為提高生活垃圾資源化及其資源化過程中副產物的綜合利用量和效率，在建設垃圾焚燒發電項目的同時，光大國際開始構想“靜脈產業園”的理念。2005年9月，光大國際與蘇州市市政公用局簽訂了《蘇州市七子山垃圾填埋場沼氣發電項目特許經營協議》，成立全資子公司光大環保能源（蘇州）沼氣發電有限公司負責籌建運營沼氣的發電項目，項目總投資4500萬元，年發電量2500萬kW·h；2006年10月，光大國際與蘇州市環境保護局簽訂了《蘇州市固體廢物填埋場特許經營協議》，成立全資子公司光大環保（蘇州）固廢處置有限公司負責籌建運營固廢填埋項目，項目首期投資額7800萬元，規劃14.4萬m3，年處理能力4萬t，項目總投資2.53億元，最終規模達60萬m3。光大蘇州項目的PPP模式圖如圖2所示。

圖2 產業園核心項目PPP模式圖

1.2.2 項目的建設過程

2003年9月，光大國際與蘇州市政府簽訂《垃圾處理特許經營權協議》，由此拉開了蘇州市與社會資本在固廢處理行業的合作序幕。

2004年10月，蘇州生活垃圾焚燒發電一期工程開工建設，由此，蘇州市生活垃圾處置格局由傳統的、單一的填埋處置形式，轉變為“填埋為主、焚燒為輔”的形式。

2005年10月，沼氣發電項目開工建設，項目通過收集生活垃圾填埋場產生的沼氣，作為二次能源用于發電，并對高溫、煙氣余熱進行綜合利用，項目于2006年8月建成并投入使用。

2005年12月，工業危險廢物安全填埋場開工建設，首期工程于2007年7月建成并投入使用。

2006年，生活垃圾填埋場啟動擴建工程，項目總投資約3.39億元，新增填埋庫容約400萬m3。生活垃圾填埋場配套的滲瀝液處理站采用A/O/O＋超濾處理工藝，出水達到《生活垃圾填埋污染控制標準》（GB16889—2008）中生活垃圾滲瀝液排放限值三級標準，再排入蘇州高新污水處理有限公司，進一步處理后達標排放。

2008年2月，蘇州生活垃圾焚燒發電二期工程開工建設，項目總投資為4.5億元人民幣，建設規模為2×500 t/d垃圾焚燒爐+1×20 MW汽輪發電機組，該擴建工程于2009年5月轉入商業運行。項目投運后，蘇州市生活垃圾處理方式轉變為“焚燒為主、填埋為輔”。

2008年，醫療廢物處置項目開工建設，設計年處置醫療廢物5400 t，項目于2012年投運。項目先采用國際先進的高溫蒸汽滅菌生產工藝對醫療廢物進行處理處置，滅菌后的醫療垃圾進入生活垃圾焚燒廠焚燒處理。

2008年，危險廢物焚燒項目開工建設，項目采用熱堿爐加燃燒爐組合工藝設備，年處置各類危險廢物3000 t。

2009年，與生活垃圾焚燒發電項目配套的爐渣綜合利用項目開工建設，年產10萬m3多孔磚及實心磚，產品已廣泛應用于各級市政工程。

2009年，與生活垃圾焚燒發電項目配套的滲濾液處理項目開工建設，設計日處理規模為1000 t/d，項目于2010年投入運行。

2009年，餐廚垃圾資源化利用項目開工建設，設計年處理餐廚垃圾量為12萬t，年產6000 t生物柴油，400萬m3沼氣，項目于2010年建成投產。

2010年，危險廢棄物綜合利用項目開工建設，主要從事各類工業廢棄物的回收及再利用。項目總投資1億元，占地26600 m2，綜合利用處置各類工業廢油、廢水1.5萬t/d，項目于2011建成投產。

2011年9月，蘇州生活垃圾焚燒發電三期工程開工建設，項目總投資為7.5億元人民，建設規模為3×500 t/d垃圾焚燒爐+2×15 MW汽輪發電機組，其主體設備垃圾焚燒爐、控制系統均是由光大自主研發并生產的，項目于2013年1月投入商業運行。項目建成后，在一段時期內生活垃圾處理做到“全焚燒、零填埋”，進一步提高了蘇州市生活垃圾的能源化利用率。

2012年12月，與生活垃圾焚燒發電項目配套滲濾液處理二期項目開工建設，設計日處理規模700 t/d，項目于2013年9月投運。滲濾液處理總規模目前已達1700 t/d，項目采用“預處理+膜處理”系統生產工藝，處理后的出水全部回用于焚燒廠各用水點，實現了“全回用，零排放”的目標。

2 項目問題分析

2013年10月，以生活垃圾焚燒發電項目為核心的產業園被江蘇省環保廳正式授予“江蘇吳中靜脈產業園”稱號，成為江蘇省首個經江蘇省環保廳考核驗收小組驗收通過的靜脈產業園區，但在產業園10多年的發展歷程中，也經歷了效益、機制、環境、設備等一系列問題。

2.1 光大蘇州項目優勢、劣勢、機會與威脅

光大蘇州項目的具體優勢（Strengths）、劣勢（Weaknesses）、機會（Opportunities）和威脅（Threats）如圖3所示。

圖3 光大蘇州項目SWOT總結圖

2.1.1 優勢（S）

實力雄厚：光大國際擁有“中央企業、外資企業、上市公司、實業公司”的四重身份，光大蘇州項目依托母公司光大集團的強力后盾，具有雄厚的企業資本。

經營核心項目而具有話語權：光大國際負責園區內“生活垃圾焚燒發電項目”、“沼氣發電項目”和“固體廢物填埋場”3個項目的建設與運營，而“生活垃圾焚燒發電項目”是產業園的核心項目，這使得光大在園區內有一定的話語權。

有長期處理國內垃圾的經驗：自2006年公司首個垃圾發電項目投運以來，光大國際垃圾發電項目垃圾處理量達2500萬t，提供綠色電力85億kW·h，在國內垃圾處理行業處于領頭羊的地位。

擁有豐富靈活的人才儲備：光大蘇州項目在人力資源管理上制度靈活，將優秀的人才派往不同的項目組，形成人才的流動輸出。這樣的人力資源管理機制有利于傳播優秀的項目管理經驗，有利于新項目利用光大國際內部的管理經驗來解決與預防實際可能遇到的問題。

2.1.2 劣勢（W）

對靜態產業園建設沒有經驗：蘇州靜脈產業園是光大參與建設運營的第一個產業園，在此之前沒有成熟的建設靜脈產業園的經驗。

作為企業對園內其他項目沒有強制約束力：由于產業園內還有其他投資主體建設運營的項目，而光大國際作為企業，對于非光大國際的項目沒有強制約束力。

尚無設備自主研發成功的經驗：在2011年以前，光大國際的設備和技術大都依賴于進口，缺乏自主研發成功的經驗。

2.1.3 機會（O）

國家政策優惠：根據2002年《關于實行城市生產垃圾處理收費制度促進垃圾處理產業化的通知》及垃圾發電目前享受國家電力的優惠政策，我國城市生活垃圾發電項目享有的“特權”政策：一是發電量全部收購；二是免征增值稅，減免所得稅；三是政府以垃圾處理費的方式補償企業。光大蘇州項目享受國家對垃圾焚燒發電行業實行企業所得稅三免三減半、增值稅即征即退等優惠政策。

蘇州市垃圾處理需求較大：蘇州市近年來發展迅速，城鎮化進程不斷加快，垃圾產生量日漸增多，現有垃圾處理能力不能滿足蘇州市生活垃圾處理的需求。

民眾的環保意識日益增強：隨著蘇州經濟的高速發展，人們的生活水平不斷提高，民眾越來越關注環境，對垃圾處理的無害化要求不斷提高，這促進了蘇州靜脈產業園的建設。

2.1.4 威脅（T）

有可能帶來鄰避效應：蘇州靜脈產業園靠近蘇州市區，周圍存在大量村莊，如果處置不當，可能會引發鄰避效應。

如何平衡各方利益：產業園內所有的項目之間要相互協調，實現資源的耦合，如何在這個過程中平衡各方的利益尤為重要。

垃圾成分復雜：蘇州市的生活垃圾采用混合收集的方式，因此垃圾的成分比較復雜。

2.2 光大蘇州項目建設及運營中存在的突出問題

在光大蘇州項目建設及運營過程中遇到的主要問題包括：（1）單一項目取得的效益不能最大化；（2）產業園區管理混亂；（3）環保要求越來越嚴；（4）進口設備不適應國內垃圾的特性。

問題（1）：單一項目取得的效益不能最大化。

建產業園前，單一的垃圾發電項目只能焚燒生活垃圾發電，其副產物比如廢渣和余熱不能實現產業鏈的循環利用，造成資源的浪費，不能實現效益的最大化。

問題（2）：產業園區管理混亂。

蘇州靜脈產業園的規劃是在光大國際的建議下進行的，但是政府沒有設立統一的管理機構，這就造成產業園內的管理較為混亂，不同企業的項目間的合作關系難以協調。

問題（3）：環保要求越來越嚴。

蘇州經濟高速發展，人們的生活水平不斷提高，這使得人們對于環保要求越來越嚴，歐盟2010標準越來越被廣泛應用。

問題（4）：進口設備不適應國內垃圾的特性。

蘇州市的垃圾成分比較復雜，混合收集，進口設備和技術不適應國內垃圾的特性，無法發揮垃圾資源的最大利用。

2.3 存在問題的原因

光大蘇州項目4個問題的具體形成原因如圖4所示。

圖4 光大蘇州項目問題魚骨分析圖

“單一項目取得的效益不能最大化”的原因主要有兩點：一是缺乏對廢物的協同處置能力，對于單一項目的副產物無法有效利用，不但會造成資源的浪費，而且還會造成對環境的污染；二是單一項目規模小，在跟企業和政府談判時缺乏有效的話語權，無法充分發揮競爭優勢。

“產業園區管理混亂”的原因主要有3點：一是產業園內沒有統一的管理機構，以對產業園進行全方位的監督管理，這就使得企業之間各自為政；二是由于垃圾發電行業存在一定的特殊性，涉及到地方政府管理的部門較多（如市級、區級、鎮級的城管、環保、電力、安監、稅務、消防、發改、經信、水利等），在主管部門上，垃圾發電項目的主管部門均為當地的城市管理機構，具體為當地的市容市政管理局、建設局、環保局等，存在職責交叉，多頭管理現象；三是由于中國垃圾發電行業還處于發展初期階段，國家對垃圾發電行業的法律法規制定和機構設置還處于建立健全的過程中。

“環保要求越來越嚴”的原因主要有3點：一是蘇州經濟高速發展，對于資源的需求越來越多，不斷增大資源環境負荷；二是經濟和人口的增長帶來了污染物總量的不斷增加；三是近年來霧霾天氣頻率增加，加重了人們對于環境保護的要求。

“進口設備不適應國內垃圾的特性”的原因主要有2點：一是國外人的生活方式和國內有很大差異；二是蘇州市生活垃圾采用混合收集的方式，從而造成垃圾的成分比較復雜，廚余成分含量高（50%～60%）、水分含量高（50%～60%），從而使得進口設備并不能很好處理國內垃圾。

2.4 應對戰略

面對問題（1）（3）（4），企業具有較強的實力進行應對，并且這些問題如果處理好了會給企業帶來更大的效益，屬于SO區間；面對問題（2），企業不具有應對的直接措施，而問題的解決也不會帶來明顯效益，但是問題的漠視會帶來企業效益的嚴重受損，屬于WT區間；應對策略分析具體見圖5。

圖5 光大蘇州項目SWOT戰略分析圖

SO問題的應對戰略是“積極應對，轉危為優”，即企業通過運用自身的資源，實現問題的解決，并且使之成為自己的資源和競爭優勢。

WT問題的應對戰略是“避免硬對，靈活轉移”，即企業避免和這些問題直接接觸甚至硬碰硬地解決，而是應該迂回面對，通過其他途徑來轉移問題和消除問題對自身的影響。

3 解決方案及效果

3.1 問題的解決方案

3.1.1 問題（1）：單一項目取得的效益不能最大化的問題

解決策略（1）：推進產業園建設，提高資源循環利用率。

為實現蘇州市城市生活垃圾、工業垃圾等城市固體廢棄物的無害化處理和資源化利用，打造全國首家綜合處理城市固體廢棄物的環保產業示范基地。2005年光大國際在蘇州垃圾焚燒項目建設的同時開始了“靜脈產業園”的規劃，以生活垃圾減量化、資源化和無害化為原則，以提高生活垃圾資源化及其資源化過程中副產物的綜合利用量和效率為目標，通過延伸生活垃圾焚燒發電副產品和廢物資源化利用的產業鏈、提高余熱利用等途徑，構建以生活垃圾焚燒發電為核心的靜脈產業園。

解決策略（2）：強化核心項目建設，帶動產業園發展。

從2005年開始，光大國際以垃圾焚燒發電項目為核心，開始了靜脈產業園的規劃與布局。2005年10月31日，沼氣發電項目開工建設，項目通過收集生活垃圾填埋場產生的沼氣，作為二次能源用于發電，并對高溫、煙氣余熱進行綜合利用。2005年12月30日，工業危險廢物安全填埋場開工建設，項目首期投資額7800萬元，規劃14.4萬m3，年處理能力4萬t，由此，以生活垃圾焚燒發電為核心的靜脈產業園已初具雛形。同時光大國際提出“靜脈產業園”的建設要嚴格遵循循環經濟理論，按照政府出政策，企業出資金；政府管規劃，企業搞建設；自負盈虧的運作模式，從而多層次、有重點、集約化地推動蘇州市固體廢物資源化處置進程。光大國際積極接洽社會各類投資主體，吸引其他項目入駐園區，如：爐渣制磚、餐廚處置、醫療廢物處置、危險廢棄物焚燒及危險廢棄物綜合利用等項目，組成了一個門類俱全、技術先進、環境友好的靜脈產業園。

3.1.2 問題（2）：產業園區管理混亂的問題

解決策略：加強契約管理，建立有效協調機制。

通過與產業園內其他企業之間建立契約機制，從而實現了企業間的協調和資源共享。光大國際以垃圾焚燒發電項目為核心，通過與爐渣廠、醫療廢物處理廠、餐廚垃圾處理廠、生活垃圾填埋廠、危險廢物填埋場、危險廢物焚燒廠等項目簽訂合作協議，使垃圾焚燒的副產物得到有效利用，垃圾焚燒廠、醫療廢物處理廠、餐廚垃圾處理廠的廢物得到有效處置，同時各方的權責也更加明確，減少了企業之間的紛爭。

3.1.3 問題（3）：環保要求越來越嚴的問題

解決策略：提升技術創新，解決關鍵技術問題。

3.1.3.1 加強技術創新，煙氣處理工藝提升

蘇州生活垃圾焚燒發電一期項目投運初期，煙氣凈化系統采用“半干法+活性炭噴射+布袋除塵器”工藝，煙氣排放指標在達到國家標準的基礎上達到歐盟92標準，二惡英指標達到歐盟2000標準。2010年，蘇州生活垃圾焚燒一期項目和二期擴建項目作為光大國際的試點項目，對煙氣處理工藝進行了一系列的提標改造。包括增加SNCR脫硝系統、增加干法脫酸系統、將除塵器布袋更換為純PTFE材質、增加石灰漿和活性炭備用系統。通過這些改造，煙氣中NOx、顆粒物、HCl等酸性氣體的排放濃度大幅降低，使煙氣污染物排放指標優于歐盟2010標準。

3.1.3.2 進行技術改造，滲濾液處理工藝提升

2012年，垃圾焚燒發電項目對配套的滲濾液處理站進行了提標改造，增加了深度處理系統，滲濾液出水由原先的三級納管排放變更為廠內回用，實現了滲濾液“全回用、零排放”的目標。

3.1.4 問題（4）：進口設備不適應國內垃圾的特性的問題

解決策略：提高自主研發能力，解決設備適應性問題。

光大蘇州項目將引進進口設備與自主研發相結合，并積極進行技術自主研發，最終實現設備國產化。蘇州生活垃圾焚燒發電一期項目采用從歐洲進口的機械爐排爐，煙氣凈化系統、中央控制系統等主要設備同樣依賴進口。蘇州生活垃圾焚燒發電二期項目焚燒爐依然采用進口設備，煙氣凈化設備則通過中外合作形式，引進后進行消化吸收，部分設備如布袋除塵器已實現國產化。蘇州生活垃圾焚燒發電三期項目焚燒爐、煙氣凈化系統等主要設備全部由光大國際自主研發。通過自主研發，實現了焚燒爐、煙氣凈化、滲濾液處理、自動控制等系統的國產化，適應了高水分、高灰分、低熱值的垃圾特點，同時為發展中國家垃圾焚燒的應用創造了條件。

3.2 方案實施效果

3.2.1 產業園建設效果

3.2.1.1 產業園現狀

2007年7月4日，光大國際向蘇州市政府首次正式提出共同打造“靜脈產業園”的規劃，此后由其他投資主體投資的各類項目相繼落戶該區域，由此形成了以生活垃圾焚燒項目為核心的靜脈產業園。

以垃圾焚燒發電項目為核心，垃圾焚燒廠生產過程產生的爐渣進入爐渣廠進行制磚，進一步實現了生活垃圾的減量化、資源化目標；垃圾焚燒廠飛灰經穩定化處理后進入生活垃圾填埋場進行填埋；垃圾焚燒廠生產過程產生的危險廢物進入危廢焚燒廠或危廢填埋場處理；餐廚垃圾的篩上物和經高溫滅菌后的醫療垃圾進入垃圾焚燒廠協同處置；餐廚廠的滲濾液也與生活垃圾的滲濾液共同處置。垃圾焚燒廠通過向餐廚廠、醫療廢物處理廠等周邊企業供應蒸汽，不但提高了能源利用效率，也增加了企業收益；餐廚廠、醫療廢物處理廠在使用焚燒廠的蒸汽后停用了原有的燃煤鍋爐，降低了運營成本，也減少了污染物的排放；爐渣廠、填埋場的電力供應也依賴于焚燒廠。園區內項目之間的相互依存、相互耦合，提高了資源利用率，實現了園區經濟收益的整體最大化，污染物排放的總量最小化。產業園各項目耦合關系見圖6。

3.2.1.2 產業園績效

目前產業園規劃面積達3 km2，總投資40億元人民幣。截至2016年底，產業園已處理生活垃圾1038萬t；上網電量27.97億kW·h，相當于節約標煤136.74萬t，減少二氧化碳排放393.21 t。產業園內的企業共為當地提供了近千個就業崗位，僅垃圾焚燒發電項目就提供了400多個就業崗位。

3.2.2 產業園內企業通過契約機制實現共贏

產業園內企業通過建立契約機制進行資源共享、利益共享，實現了園區經濟收益的整體最大化，污染物排放的總量最小化，也實現了企業的雙贏。截至2016年底，沼氣發電項目已累計收集垃圾填埋場和滲濾液處理站沼氣1.1億m3；爐渣處理廠已累計綜合利用垃圾焚燒爐渣約170萬t，制成多種型號的混凝土砌塊約8億塊；垃圾焚燒廠已累計向醫療垃圾處理廠、危險廢物綜合利用單位供應蒸汽1萬t，創造經濟效益200多萬元。

3.2.3 垃圾焚燒發電項目煙氣處理工藝及滲濾液處理提標改造效果

圖6 產業園各項目耦合關系

蘇州垃圾焚燒發電項目實現了煙氣排放優于歐盟2010標準，垃圾滲濾液處理項目提標改造后實現了滲濾液的“全回用、零排放”，消除了污水對周邊生態環境的影響，截至2016年底，已累計節約自然水資源約158 萬 t。

3.2.4 設備自主研發的效果

自主研發的焚燒爐價格比進口設備低60%，熱灼減率低于2%，噸垃圾發電量提高20 kW·h以上。2016年光大國際對外銷售自主研發設備總額達12億元人民幣。

4 結論

光大國際為提高生活垃圾資源化及其資源化過程中副產物的綜合利用量和效率，在建設垃圾焚燒發電項目的同時，推動“靜脈產業園”建設，通過對產業園的規劃，同園區內合作者建立契約機制，不斷提標改造與自主研發，實現產業園內項目間相互依存、相互耦合，從而達到了規模效益以及對資源的最大利用和污染的最小排放，提升了區域環境質量。本案例對國內其他城市利用靜脈產業園來綜合處理城市固廢提供重要的借鑒意義。

[1] 常杪,郭培坤，邵啟超.中國靜脈產業園區發展模式與案例研究[J].四川環境，2013，32(5):118-124.