(1)采用煤廢聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)這種設計型式,與新建一座同規(guī)模的傳統(tǒng)垃圾發(fā)電廠相比較,可節(jié)約35%以上的投
資。
(2)采用煤廢聯(lián)合發(fā)電技術,建設年焚燒50萬噸的輔助式垃圾焚燒鍋爐,與現(xiàn)行300MW的亞臨界燃煤機組聯(lián)合運行,整體經(jīng)濟性好,適宜在特大城市周邊或城市較集中區(qū)域推廣。其發(fā)電設備年均利用小時按5000小時計算,每年可替代原煤14萬噸,按湖北省2009年上半年的電煤到廠價格,每年可節(jié)省6千7百多萬元。
(3)輔助式垃圾焚燒爐與鍋爐聯(lián)合啟動運行,可節(jié)省機組啟動費用,而且機組在配合電網(wǎng)調峰運行時,增加垃圾焚燒量同時減少燃煤量,就可以使機組起到為電網(wǎng)調峰的作用,一般可調20~25%的負荷。增加垃圾焚燒量就能多為電網(wǎng)調峰,是這種垃圾熱能轉換發(fā)電系統(tǒng)的又一優(yōu)良特性。
(4)按分類后的生活垃圾或秸桿熱值不低于6100kj/kg計算,焚燒產(chǎn)生的熱煙氣流通過主鍋爐的火焰中心區(qū),參與熱交換,其發(fā)電效率與電廠機組實現(xiàn)同步達到39%,而目前浙江、廣東兩省新建成的垃圾發(fā)電廠,每噸垃圾平均發(fā)電211千瓦時左右,發(fā)電效率不足20%,雖然處理消納了垃圾卻浪費了垃圾中的寶貴熱能,而對于300MW亞臨界燃煤機組,每噸垃圾可發(fā)電662千瓦時以上。
(5)傳統(tǒng)燃煤發(fā)電機組經(jīng)改造后,可利用垃圾發(fā)電的政策優(yōu)勢大幅提高機組年利用小時數(shù),從而顯著增加發(fā)電企業(yè)的電量銷售收入。(6)按國家現(xiàn)行的能源政策和環(huán)保政策,對本技術的使用和焚燒垃圾發(fā)出的電量,國家財政投入和稅收減免及每千瓦時加價0.25元的電價政策如果能夠落實,那么這項先進技術必將在全國迅速推廣。
(7)根據(jù)國家發(fā)展計劃委員會計基礎[1999]44號文《國家計委、科技部關于進一步支持可再生能源發(fā)展有關問題的通知》第二條規(guī)定“可再生能源發(fā)電項目可由銀行優(yōu)先安排基本建設貸款。貸款以國家開發(fā)銀行為主,也鼓勵商業(yè)銀行積極參與。其中由國家審批建設規(guī)模達3000千瓦以上的大中型可再生能源發(fā)電項目,國家計委將協(xié)助業(yè)主落實銀行貸款。對銀行安排基本建設貸款的可再生能源發(fā)電項目給予2%財政貼息,中央項目由財政部貼息”。另外我國垃圾的處理是依靠地方財政的資助進行的,每處理一噸垃圾可獲政府補貼資金40元。
(8)中國政府各職能部門已開始加大“節(jié)能減排”執(zhí)行力度,各地125MW以下的小火電機組均將3年內關停,200MW及以下火電機組也將陸續(xù)退役,由于我國電網(wǎng)結構尚需要一批小火電機組作電源點支撐,關停工作推進緩慢,而大量小火電機組設備僅運行不到10年,強行退役也是對存量發(fā)電資產(chǎn)的浪費。在中、小城市區(qū)域,采用煤廢聯(lián)合發(fā)電技術,因地制宜地改造上述小火電機組,應該是一個很好的解決方式。綜上所述,一臺年處理50萬噸的垃圾焚燒爐與一臺300MW亞臨界燃煤機組聯(lián)合運行,如果政策補貼落實到位,初步估算,僅垃圾替代燃料節(jié)省費用和垃圾發(fā)電電價加價帶來的銷售收入增收兩項,每年創(chuàng)收近1億元人民幣。若采用一套年焚燒100萬噸垃圾的輔助垃圾焚燒爐系統(tǒng),與兩臺300MW亞臨界機組的鍋爐聯(lián)合運行,投資造價會大幅度下降,利潤也將大幅增加?梢娛褂帽炯夹g完全有經(jīng)濟回報能力和可持續(xù)發(fā)展的能力。
5、廢聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)國內推廣運用前景分析
5.1我國可燃生物質能資源量
近年來,隨著城市化進程的加快和人民生活的提高,我國城市生活垃圾平均每年以近9%的速度增長,人均年產(chǎn)量達到440公斤,北京等大城市的增幅更高達15%~20%,2004年,我國城市生活垃圾的產(chǎn)量約1.5億噸,到2006年達到近1.8億噸,僅湖北省城市垃圾的年清運量就達890萬噸,其中武漢市約為200萬噸。根據(jù)近10多年垃圾產(chǎn)生量增長情況進行的預測,到2010年我國城市生活垃圾產(chǎn)生量將達到2.64億噸,2030年為4.09億噸,2050年為5.28億噸。目前,我國累計堆存垃圾量近70億噸,占地5億多平方米,全國大中城市,約有2/3陷入垃圾包圍中,1/4左右已發(fā)展到無適合場所堆放垃圾。
我國目前的垃圾處理方式以填埋為主,填埋處理量占垃圾總處理量的90%以上,垃圾無害化處理率不足20%。2002年,國家環(huán)保局對全國除西藏、臺灣以外的30個省、市、自治區(qū)329個各類城市生活垃圾處理處置設施的抽樣結果表明:在288個垃圾填埋場中,完全符合《生活垃圾填埋場污染控制標準》中“生活垃圾填埋場工程設計環(huán)境保護要求”的只有16個。調查中對各填埋場的滲瀝液、地下水無組織排放的檢測結果表明:滲瀝液中的化學需氧量、大腸菌值、地下水的氨氮和無組織排放廢氣中的氨、硫化氫都普遍存在嚴重超標。
我國是人口第一大國,垃圾年產(chǎn)生量已達1.8億噸,在這些垃圾中有機物類垃圾約占70~80%,無機物類垃圾約占20-30%,其中可回收和再利用的垃圾約占15~40%。按武漢市測算的垃圾有機可燃物占75%計算,全國產(chǎn)生的有機可燃物垃圾多達1.3億噸。我國同時也是農(nóng)業(yè)大國,如果把廣大農(nóng)村豐富的秸稈、雜草、枯枝、樹葉等有機可燃廢棄物再利用起來,再加上城市生活垃圾、污水處理廠污水處理后的可燃沉積物等,全國廢棄生物質能的資源量相當可觀。隨著在能源消費中所占比重的上升,如何利用先進的熱能轉換發(fā)電技術,對生物質能進行科學、合理、充分的資源化利用,使其象煤、石油、天燃氣一樣成為我國的主要能源之一,在替代大量不可再生的化石燃料增加能源儲備的同時,推進我國環(huán)境保護和可再生能源的利用趕上世界發(fā)達國家水平,將對我國經(jīng)濟發(fā)展具有深遠的戰(zhàn)略意義。
5.2我國廢棄生物質能發(fā)電現(xiàn)狀及建議
在能源短缺的現(xiàn)代社會,一些歐美發(fā)達國家已將垃圾等廢棄生物質能量回收利用提到“廢物能源工廠( Waste-to-Energy-Facility)”的高度,日本城市垃圾發(fā)電量已占其全國總量的0.2%,垃圾發(fā)電裝機超過2000MW,平均每噸垃圾可發(fā)電350kwh。我國目前廢棄生物質能發(fā)電多采用傳統(tǒng)方案,存在不少問題:(1)余熱鍋爐熱效率不高;(2)發(fā)電效率低,每噸垃圾發(fā)電量低于256kwh;(3)發(fā)電功率低,投資回報低,商業(yè)化、規(guī);\行困難;(4)生物質能發(fā)電裝機比例很小,廢棄生物質能資源化利用程度遠遠不夠。
為解決這些普遍問題,應盡早引進、推廣煤廢聯(lián)合發(fā)電技術改造現(xiàn)有燃煤火電機組,規(guī)模化、高效率、資源化利用我國的廢棄生物質能源。資源化利用帶來的宏觀經(jīng)濟效益估算如下:
節(jié)約原煤,每年1.3億噸城市生活垃圾(其熱值為6.5兆焦耳/公斤)的熱焓等于3千9百萬噸原煤(其熱值為22兆焦耳/公斤)的熱焓,如果按每噸原煤500元計算,總價值195億元;
節(jié)省投資,如采用單爐年處理垃圾20萬噸的煤廢聯(lián)合發(fā)電技術建造650個發(fā)電系統(tǒng),以每個發(fā)電系統(tǒng)節(jié)約
2.7億人民幣計算,共可節(jié)約1750億人民幣的投資。
創(chuàng)造發(fā)電產(chǎn)值,按每年1.3億噸城市生活垃圾可取代3千9百萬噸標原煤計算,可發(fā)電975億千瓦時,按我國垃圾發(fā)電平均上網(wǎng)電價0.60元/kwh計算,可創(chuàng)造585億元人民幣的發(fā)電產(chǎn)值。
5.3在我國的推廣區(qū)域及推廣策略
優(yōu)先考慮推廣煤廢聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的地域:在人口稠密、城市集中的經(jīng)濟發(fā)達省份、區(qū)域,如:京津塘、長三角、珠三角區(qū)域;在煤炭資源嚴重匱乏省份,如:湖北、湖南等省的中心城市。上述地域的電價承受能力較高,推廣煤廢聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的綜合效益極其可觀,應優(yōu)先試點,以汞范效應帶動其他區(qū)域跟進。
5.4在我國推廣煤廢聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)需要重視的問題
(1)垃圾的集散、前期處理和運輸
在一個具體項目設計之前,都必須先對當?shù)氐睦,垃圾集散、運輸、儲貯等進行周密的調查研究,當然還有有否使用工業(yè)垃圾、廢棄物可能性等其他問題亦需事先澄清。
國外現(xiàn)行的處理流程是:待處理的垃圾是由一個或多個垃圾集散中心提供,由垃圾集散中心以鐵路、陸路或水陸運輸方式,采用集裝箱或者擠壓打包后再直接運到發(fā)電廠。
一般來講,不能腐化處理的生活垃圾不可能由居民區(qū)直接運到發(fā)電廠。實際采取垃圾車定期將可燃垃圾運送到固定的集散中心,在那兒進行擠壓打包等處理,為下一步的運輸作好準備。
垃圾運往發(fā)電廠, 一般通過公路或鐵路運輸。如果使用20噸大卡車,運輸卡車應為全封閉式;如選用集裝箱運輸,則至少發(fā)電廠應具備吊車設備,另需配備擠出裝置,以保證集裝箱卸料以及貯料倉送料的順利進行,如來料為擠壓打捆的垃圾包,則應配置開包的剪割裝置。擠壓式集裝箱是經(jīng)過長途運輸以及鐵路一公路聯(lián)運驗證而公認的有效工具(見附圖四),集裝箱內擠壓后的垃圾密度可達600公斤/立方米。經(jīng)篩選的垃圾擠壓打包的特定重量規(guī)格約為900公斤/立方米,這就為密封式儲貯創(chuàng)造了條件。
(2)亟待配套完善的方面
煤廢聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的推廣應用涉及環(huán)保、環(huán)衛(wèi)、交通、電力、機械制造、稅收、立法及輿論宣傳多方面領域,必須由政府出面,統(tǒng)籌兼顧、協(xié)調運作,全面推行城市垃圾預篩選及分揀,配套完善垃圾秸稈儲運體系,完善設備制造成套體系,落實、完善相關鼓勵性政策和法規(guī),加大宣傳提高我國居民對垃圾可循環(huán)利用的認知水平等。結束語:通過以上研究,本文認為廢棄生物質一燃煤聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)非常適合我國國情,是目前綜合效能很高的利用、處理垃圾等廢棄生物質的方案,它的推廣使用將開辟出一條科學、高效利用可再生物質燃料代替化石燃料的新路,將大大提高我國廢棄生物質能源資源化利用的程度,對調整我國能源結構,增加能源儲備,節(jié)約土地,減少二氧化碳和避免其它有害氣體排放,保護、改善環(huán)境,實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟,具有重要的戰(zhàn)略意義。我們應根據(jù)不同城市地域和電廠的特點,研究更多、更適合的具體工程設計方案,促使這項“低投入、高產(chǎn)出,環(huán)保、節(jié)能、高效”的先進技術早日在國內成功運用和推廣,為社會發(fā)展進步作出應有的貢獻。



