深圳市廚余垃圾分離對生活垃圾焚燒處理經濟效益的影響

彭曉為，李倬舸，鐘日鋼，譚玲君

（深圳市能源環保有限公司，廣東 深圳 518000）

深圳是生態環境部公布的11個“無廢城市”建設試點之一[1]。目前，深圳垃圾分類工作已取得顯著成效，全市生活垃圾分類回收量為8400 t/d，回收利用率達到40.5%，其中廚余垃圾回收量由2530噸/日增至5640 t/d，升幅達到123%。隨著垃圾分類工作的深入推進，廚余垃圾分離率的提高造成了末端生活垃圾焚燒處理量減少，給末端垃圾焚燒設施的經營造成一定影響。與此同時，廚余垃圾分離有效提高了垃圾焚燒熱值，有助于噸垃圾焚燒發電量增加。因此，在不對當前垃圾焚燒處理設施營業收入造成影響的前提下，廚余垃圾分離率應當達到多大比例需要進行深入論證。

1.廚余垃圾分離對垃圾焚燒量及噸發電量的影響

在廚余垃圾分離效果逐步擴大的情況下，會對垃圾焚燒產生兩方面直接影響：一是當期入爐焚燒量的減少；二是垃圾低位熱值的提升，噸發電量的提高[2]。

首先測算生活垃圾中廚余垃圾的減量率，擬定生活垃圾中廚余垃圾占比為40%，廚余垃圾厭氧發酵處理后剩余20%殘渣焚燒處理，則：

生活垃圾中廚余垃圾的減量率=40%×（1-20%）×廚余垃圾的分離率

同時擬定每年生活垃圾量隨GDP自然增長率為6.5%，由此可得：

垃圾焚燒處理量的減量率=1-（1-生活垃圾中廚余垃圾的減量率）×（1+6.5%）

由圖1可知，當廚余垃圾分離率達19%時，垃圾分類帶來的焚燒處理量的減少將被垃圾量的自然增長所抵消；當實現100%廚余垃圾分離率時，焚燒處理量的減量率為27.58%。

圖1 廚余垃圾分離率對垃圾焚燒處理量的影響

在垃圾焚燒噸發電量方面，生活垃圾中廚余垃圾的減量率每增加1%，垃圾焚燒噸發電量可提升0.95-1.27 kWh，取平均值1.11 kWh。發電上網電價為0.65元/kWh。當廚余垃圾分離率達50%時，垃圾焚燒噸發電量提升約17.76 kWh，噸垃圾上網發電收入提升9.81元；當廚余垃圾分離率達到100%時，垃圾焚燒噸發電量提升約35.52 kWh，噸垃圾上網發電收入提升19.62元。

表1 廚余垃圾分離對垃圾焚燒處理量及噸垃圾上網發電收入的影響

2 .廚余垃圾分離對垃圾焚燒電廠營業收入的影響

垃圾焚燒電廠的營業收入包括上網發電收入及垃圾處理費補貼收入。測算項目擬定原產能為1000 t/d，原噸垃圾上網電量約360 kWh。根據電價補貼政策，噸垃圾上網發電量在280 kWh以內時，上網電價為0.65元 /kWh；噸垃圾上網發電量超過280 kWh部分，上網電價為0.45元 /kWh。垃圾處理費取228元/噸。

廚余垃圾的分離率設為m，則生活垃圾中廚余垃圾的減量率為0.32 m，垃圾焚燒處理量的減量率為1-1.065×（1-0.32m），噸垃圾焚燒發電量的提升為35.52 m。

垃圾焚燒電廠原年度營業收入為：

廚余垃圾分離后垃圾焚燒電廠年度營業收入為：

進一步地，廚余垃圾分離后垃圾焚燒電廠營業收入變化率V：

從圖2可以看出，m=20%是廚余垃圾分離對垃圾焚燒發電廠營收影響的正負分界點。

圖2 不同廚余垃圾分離率對垃圾焚燒電廠營業收入的影響

m＜20%時，廚余垃圾分離帶來的垃圾焚燒熱值提升及垃圾焚燒量的自然增長對營收的正影響超過廚余垃圾入爐焚燒量減少對營收的負影響，整體營收呈現不超過7%的增長；

m＞20%時，廚余垃圾入爐焚燒量的減少對營收的負影響超過垃圾焚燒熱值提升及垃圾焚燒量的自然增長對營收的正面影響。其中m=50%時，垃圾焚燒處理量的減量率為10.54%，整體營收出現9%負增長；m=100%時，垃圾焚燒處理量的減量率為27.58%，整體營收出現25%負增長。

3.廚余垃圾厭氧發酵與混合焚燒對比

下面針對廚余垃圾厭氧發酵和混合焚燒的兩種方式，從投資運營和處理效果進行比較分析。

表2 廚余垃圾厭氧發酵和混合焚燒的綜合對比

當前廚余垃圾處理主要采用厭氧發酵技術，占比約80%。但是厭氧發酵工藝占地面積大、投資成本高、臭氣防治難[3]。針對深圳的現實條件，應根據深圳實際情況嘗試廚余垃圾厭氧發酵及三相分離協同焚燒等多種處理方式相結合，取得環境、社會、經濟綜合效益最大化。

4.垃圾焚燒處理應對垃圾分類的對策建議

針對廚余垃圾分離對生活垃圾焚燒處理所帶來的入爐垃圾量減少、垃圾熱值提升以及滲濾液產生量減少等影響，從已建焚燒處理設施和新建焚燒處理設施兩方面，提出相關對策建議。

已建焚燒處理設施：增加焚燒爐熱容量以適應垃圾熱值的提升，或將前后拱及側墻改為水冷壁；增加余熱鍋爐的受熱面，強化二三通道清灰能力；更換大功率汽輪機或采用外部供熱；調整燃燒配風系統，通過分級配風降低干燥段和燃燒段的空氣溫度；通過爐內噴滲濾液或噴水以降低爐溫。

新建焚燒處理設施：采用適應高熱值垃圾的焚燒技術；采用強制風冷或水冷爐排方式；重新核定滲濾液處理設施規模；充分考慮需要協同處理的其他種類固廢的特性和數量。

5.結語

為保障垃圾焚燒電廠營業收入不受垃圾分類影響，廚余垃圾分離率需不超過20%。同時，為了應對垃圾分類導致垃圾焚燒熱值提升，需要考慮增加焚燒爐的熱容量，增加余熱鍋爐受熱面，調整配風溫度，采用強制風冷或水冷爐排等措施。