城市生活垃圾生物處理加焚燒發(fā)電成本分析與控制

杭州市環(huán)境集團有限公司

引言

過去，城市生活垃圾的處理方式主要為填埋和焚燒兩種，隨著城市生活垃圾年發(fā)生量不斷攀升，垃圾焚燒及其產(chǎn)生的廢棄物對城市資源環(huán)境及生態(tài)平衡造成嚴峻的威脅，越來越多的城市開始關(guān)注更加環(huán)保、經(jīng)濟、生態(tài)化的垃圾處理方式。本著垃圾處理效益與環(huán)保兼顧原則，城市生活垃圾生物處理加焚燒發(fā)電的方式能夠?qū)崿F(xiàn)“變廢為寶”，項目投資成本及運營成本具有可行性，通過項目運轉(zhuǎn)生成具有經(jīng)濟價值的產(chǎn)品重新投放到生產(chǎn)生活當(dāng)中并產(chǎn)生經(jīng)濟價值。綜上所述，許多地方政府大力倡導(dǎo)這種綜合垃圾處理方式，以控制城市環(huán)境資源、生態(tài)資源的流失速度。

一、城市生活垃圾處理方式及效益分析

（一）處理方式

1.焚燒法

垃圾焚燒是指將垃圾燃燒過程中釋放的熱能轉(zhuǎn)化為動能并最終轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)過程，根據(jù)測算數(shù)據(jù)顯示，1噸垃圾焚燒可產(chǎn)生約0.5噸煤炭燃燒所釋放出的熱能，通過發(fā)電技術(shù)轉(zhuǎn)化為再生資源，對環(huán)境、生產(chǎn)、生活都具有較高的社會經(jīng)濟價值。總體來看，垃圾焚燒法共包括垃圾焚燒、熱能轉(zhuǎn)電、三廢處理這三個部分。垃圾焚燒發(fā)電過程中會產(chǎn)生廢水、廢氣、廢灰，需要對焚燒后產(chǎn)生的垃圾進行再處理。

垃圾焚燒后經(jīng)過處理將垃圾焚燒殘留物從爐底推出并轉(zhuǎn)運至爐渣處理廠進行處理；垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的高溫?zé)釟馔ㄟ^蒸汽發(fā)電原理送入發(fā)電機中發(fā)電，產(chǎn)生的電除供垃圾處理廠自用外，其余電能通過變壓器轉(zhuǎn)至國家電網(wǎng)進行統(tǒng)一售賣。垃圾焚燒中產(chǎn)生的廢氣需要經(jīng)過脫硝、凈化等一系列處理再排出，垃圾焚燒生產(chǎn)的煙氣具有高污染性且一旦未處理進入大氣對環(huán)境破壞不可逆，垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)是垃圾處理廠必須按照國家規(guī)定采購與投入的設(shè)備，確保煙氣凈化達到規(guī)定指標。同理，廢水也需經(jīng)過多次滲濾處理，達到生活污水排放標準后排出。而廢灰需經(jīng)過穩(wěn)定化處理后，用水泥固化的方式加以處理處置。

2.填埋法

垃圾填埋法是一種較為簡單的垃圾處理方式，相較焚燒法、生物處理法前期投入成本低，在實際垃圾填埋處理過程中成本主要來自生活垃圾滲瀝液處理成本以及人工成本。隨著我國土地資源的日益緊張，垃圾填埋法的應(yīng)用空間逐漸減少，且隨著生物處理技術(shù)應(yīng)用成熟化、環(huán)保化，填埋法的作業(yè)處理方式正在逐步退出歷史舞臺。

3.生物處理法

垃圾生物處理法是指通過菌劑生物技術(shù)原理將生活垃圾中可降解物質(zhì)轉(zhuǎn)為為穩(wěn)定的產(chǎn)物，并通過生物工藝流程處理最終產(chǎn)出化肥這一經(jīng)濟產(chǎn)物的過程。常用的處理技術(shù)包括好氧處理和厭氧處理。好氧處理是通過堆肥等方式最終將垃圾轉(zhuǎn)化為有機肥料，而厭氧處理是通過厭氧技術(shù)處理生產(chǎn)成沼氣等再生能源。生物處理法的作用成本主要來自初始設(shè)備投入、菌劑、相應(yīng)輔料耗材、能耗以及人工成本。

（二）效益分析

1.銷售收入

通過垃圾焚燒、生物處理技術(shù)都可以實現(xiàn)垃圾能源的轉(zhuǎn)化再利用，其產(chǎn)生的再生資源，包括電、沼氣等為垃圾處理廠帶來經(jīng)濟收益。垃圾焚燒后產(chǎn)生的售電收入與垃圾焚燒廠自用電量、焚燒垃圾規(guī)模相關(guān)聯(lián)，處理廠需要根據(jù)國家及地方垃圾焚燒發(fā)電的電價政策進行合理統(tǒng)一定價。

2.垃圾補貼收入

從節(jié)能減排角度來講，垃圾生物處理和焚燒處理技術(shù)的應(yīng)用幫助城市減少環(huán)境污染源并提供更多可用資源，達到節(jié)能減排的目的，政府可對垃圾處理廠給予必要的垃圾補貼費用。具體依據(jù)各地政府補貼標準的不同，垃圾處理廠相應(yīng)的補貼收入也不同。

二、城市生活垃圾生物處理及焚燒發(fā)電成本分析

城市生活垃圾通過生物處理加焚燒發(fā)電的方式處理，必須在垃圾回收流程的前端進行垃圾分類。其原因是生物處理技術(shù)僅適用于有機垃圾處理即生物質(zhì)廢棄物，例如，廚余垃圾、動植物殘體等，其他垃圾不適用生物處理技術(shù)。基于此，城市生活垃圾生物處理及焚燒發(fā)電的處理成本主要包括以下幾個方面。

（一）垃圾分類處理成本分析

自國家推廣生活垃圾分類以來，各地城市在生活垃圾回收前端配置現(xiàn)場督導(dǎo)員指導(dǎo)生活垃圾投放，并逐步推廣垃圾回收積分政策等活動，鼓勵、引導(dǎo)居民群眾積極參與到生活垃圾分類中。根據(jù)2019年h城市前端的垃圾分類處理成本結(jié)果來看，實際生活垃圾分類成本合計約為390元/噸。

（二）垃圾運輸成本分析

城市生活垃圾需經(jīng)過回收、清運、轉(zhuǎn)運三個運輸過程。受城市生活圈居住密度、人口規(guī)模及城市面積等因素影響，各區(qū)域垃圾運輸距離、運輸流程、垃圾回收車輛配置不同，其硬件設(shè)備投入成本也不盡相同。通常來說，前端垃圾收集回收是通過垃圾車進行集中運輸至垃圾中轉(zhuǎn)場所，最終通過其他運輸方式轉(zhuǎn)運至垃圾焚燒廠。垃圾運輸這一過程的成本主要包括車輛折舊、車輛維修、燃油費、人工成本構(gòu)成。以h城市為例，2021年垃圾運輸環(huán)節(jié)綜合成本預(yù)計為375元/噸左右。

（三）干垃圾焚燒處理成本分析

（1）燃料費。啟動垃圾焚燒發(fā)電爐所需的各類燃料成本，如煤炭等，垃圾焚燒過程中所需要的循環(huán)用水以及辦公場所水電能耗成本。

（2）日常耗材采購費。焚燒發(fā)電的原材料為經(jīng)過垃圾分類后干垃圾，其垃圾分類成本在前項中已經(jīng)計算，在此不計算原材料采購成本。但就焚燒發(fā)電的設(shè)施設(shè)備采購與維護維修成本，日常更新、更換的備品備件成本，以及煙氣處理中涉及的生物制品耗材，用于處理廢水、廢灰的化學(xué)材料成本等。例如，廢氣處理中涉及袋式除塵器，廢灰處理中所需的水泥、穩(wěn)定劑等化學(xué)制劑，這些日常所需消耗材料成本都需計入采購成本。

（3）維修維護成本。垃圾焚燒發(fā)電設(shè)施設(shè)備的定期外部維護成本，類似年度檢修施工成本、人工費用，隨著發(fā)電設(shè)備投入年限的增加，其維修維護成本也將逐年上升。

除上述焚燒發(fā)電工藝流程中所涉及的日常作業(yè)成本外，干垃圾焚燒發(fā)電可能還涉及固定資產(chǎn)的折舊攤銷以及財務(wù)費用等問題。h城市2020年垃圾焚燒的成本約為300元/噸。

（四）濕垃圾生物處理成本分析

通過對分類后的濕垃圾進行生物處理，按照每噸濕垃圾可產(chǎn)生65方沼氣來測算，每7.5公斤濕垃圾可轉(zhuǎn)化為1度電。根據(jù)各地執(zhí)行的垃圾焚燒發(fā)電補貼電價估算，每噸濕垃圾可產(chǎn)生的發(fā)電收入約在65～85元/噸。同時，參考h城市2019年濕垃圾處理成本為400元/噸，可見，當(dāng)前垃圾分類試行階段垃圾生物處理加焚燒發(fā)電整體過程處理成本仍然較高。

三、城市生活垃圾生物處理加焚燒發(fā)電成本控制策略

（一）投資成本控制

1.項目選址及預(yù)期收益分析

城市生活垃圾處理場地選址直接關(guān)系到垃圾處理成本及收益，在項目投入建設(shè)運營前，要充分調(diào)研地域情況并做好投資測算。一方面，項目選址要考慮城市整體用地規(guī)劃建設(shè)要求，另一方面，要在可選擇的范圍內(nèi)綜合考慮垃圾清運、中轉(zhuǎn)、堆存成本，土地周邊配套情況、焚燒發(fā)電入網(wǎng)的施工難度，所覆蓋的城市生活垃圾產(chǎn)生量等因素，最終確定垃圾處理項目選址。根據(jù)所在城市生活垃圾處理補貼費及自發(fā)電入網(wǎng)電費收入，初步對項目投資建設(shè)運營后的預(yù)期收益進行測算并對整體項目投資收益進行評估。

2.項目融資成本控制及建設(shè)成本控制

垃圾生物處理加焚燒發(fā)電項目整體投入成本規(guī)模較大，企業(yè)對于項目融資模式及渠道要做好統(tǒng)籌，對于項目投資貸款額度、還款計劃、利息額等在投資前做好測算，有計劃、有目的地選擇貸款銀行及額度、周期，控制項目整體融資成本。對于建設(shè)期內(nèi)不必要、不確定性的情況發(fā)生，結(jié)合實際情況設(shè)計多種解決方案并優(yōu)化選擇，控制項目建筑安裝費用。

3.設(shè)備、車輛配置選用

項目設(shè)備選擇上要把握符合環(huán)保要求、低污染、低能耗優(yōu)先，兼顧設(shè)備投入成本、維護維修成本、使用年限等選擇設(shè)施設(shè)備投入。在垃圾車輛選擇上可以擬定試行方案，根據(jù)預(yù)期的生活垃圾總量、種類等因素匹配垃圾車輛類型，并按照實際情況對方案加以調(diào)整，實現(xiàn)對設(shè)備車輛的最優(yōu)配置。

（二）規(guī)模成本控制

1.垃圾處理補貼收入及電價標準分析

垃圾焚燒發(fā)電設(shè)備投入運營后，其焚燒垃圾總量越高，產(chǎn)生的熱能值越高，發(fā)電量也就越多，整體售電銷售收入越高。但部分城市生活垃圾焚燒發(fā)電垃圾補貼費隨著售電收入的階梯式上升，垃圾補貼收入逐步減少。這種情況下垃圾處理企業(yè)要綜合測算下綜合收益最高的臨界點值，權(quán)衡考慮每噸垃圾焚燒發(fā)電成本、售電收入、補貼收入以及生物處理成本、有機肥市場銷售收入等因素，對相對可控成本費用的發(fā)生做好預(yù)期管控。

2.進一步通過垃圾分類提升生物處理占比

垃圾焚燒發(fā)電所需資產(chǎn)投入較重，且對于城市生活環(huán)境仍存在一定的危害和影響。隨著人民生活水平的提升，對有機種植、綠色飲食等健康生活理念更加注重，垃圾處理企業(yè)可以進一步推動城市生活垃圾前端分類服務(wù)，提升垃圾分類生物處理占比，通過生物處理垃圾總體的提升，進一步分攤生物處理硬件設(shè)備成本的分攤，提高有機肥產(chǎn)量及銷售收入，實現(xiàn)生物處理技術(shù)的規(guī)模經(jīng)濟效益。

結(jié)語

城市生活垃圾處理是具有社會公益屬性的經(jīng)營項目，通過前文對生活垃圾處理方式、成本結(jié)構(gòu)剖析，垃圾生物處理加焚燒發(fā)電項目仍屬于重資產(chǎn)行業(yè)且收益項目有限。垃圾生物處理加焚燒發(fā)電企業(yè)在成本分析和控制上仍需要多下功夫，結(jié)合自身情況健全成本管控，依據(jù)成本核算對象細化成本構(gòu)成，基于價值鏈創(chuàng)造過程加強對企業(yè)整體運營成本管控，進一步優(yōu)化和完善垃圾處理流程，推動垃圾處理事業(yè)社會價值與經(jīng)濟效益共贏局面。