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? ? 摘要：北京市人口眾多,垃圾產(chǎn)量急劇增多,在收運與處理過(guò)程中存在著(zhù)不足。因此,以北京市的垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)作為研究對象,從循環(huán)經(jīng)濟的角度出發(fā),對北京生活垃圾焚燒發(fā)電的收運和處理環(huán)節分別進(jìn)行討論。首先,對該市的垃圾收運模式進(jìn)行了分析,對比了不同收運模式的優(yōu)缺點(diǎn);其次,對垃圾焚燒發(fā)電的處理現狀進(jìn)行了分析,指出了焚燒發(fā)電過(guò)程中存在的問(wèn)題;最后,針對生活垃圾處理中存在的問(wèn)題,提出了合理的改進(jìn)建議。希望研究能夠提高垃圾發(fā)電項目的經(jīng)濟與環(huán)境效益,充分利用垃圾資源,逐步實(shí)現循環(huán)發(fā)展。
? ? 0 引言
? ? 隨著(zhù)社會(huì )進(jìn)步，我國城市化進(jìn)程加快。城市人口大幅度增加，垃圾產(chǎn)量急劇增多。僅2016我國生活垃圾清運量就高達20360萬(wàn)噸，并且全國垃圾年產(chǎn)量正在以每年8%-10%的速度快速增長(cháng)。在傳統處理方式中，這些垃圾只需經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的處理便被埋于地下。簡(jiǎn)單的填埋不僅占用了大量土地，還造成了嚴重的土地、水體以及大氣污染。據報道，在我國約有三分之二的城市處于垃圾包圍之中，四分之一的城市已無(wú)場(chǎng)地繼續填埋垃圾，“垃圾圍城”現象日趨嚴重。垃圾中含有大量的有機可燃物，所含熱值較高。據統計，2噸垃圾焚燒產(chǎn)生的熱量大約相當于1噸煤燃燒的熱量。如果能有效地利用垃圾發(fā)電，每年可為我國節約煤炭5000～6000萬(wàn)噸，其資源效益表現良好。垃圾發(fā)電既能解決了“垃圾圍城”的難題，又將垃圾轉變成了資源廢，充分的利用了垃圾的資源價(jià)值。因此，采用垃圾焚燒發(fā)電是綠色發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟的必然要求。早在20世紀70年代，一些發(fā)達國家就已經(jīng)開(kāi)始研究垃圾焚燒發(fā)電。我國垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)起步較晚，與發(fā)達國家相比，我國的垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)存在著(zhù)較大的進(jìn)步空間。
? ? 北京市人口眾多，是我國重要的垃圾生產(chǎn)城市，年垃圾產(chǎn)量增長(cháng)率約為8%。截至2016年，北京市共有高安屯垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)、魯家山垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)以及順義生活垃圾綜合處理廠(chǎng)，三座垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)投入運營(yíng)，日總處理能力約為4874噸。此外，北京市計劃新建8座垃圾焚燒廠(chǎng)，來(lái)應對日益增長(cháng)的垃圾產(chǎn)量。有數據顯示，北京市垃圾的收集、運輸、存儲環(huán)節產(chǎn)生的成本約占總成本的一半以上。生活垃圾處理全過(guò)程社會(huì )成本約為2253元/噸，其中收集、運輸和轉運的社會(huì )成本約為1164元/噸，焚燒處置以及進(jìn)入焚燒廠(chǎng)后的社會(huì )成本約為1089元/噸。因此，本文選取北京市作為研究對象，對生活垃圾的收集，運輸，處理模式進(jìn)行分析。針對目前北京市生活垃圾處理現狀，提出降低垃圾發(fā)電的運營(yíng)成本的建議，希望降低垃圾發(fā)電的整體的經(jīng)濟與環(huán)境成本，提高垃圾發(fā)電項目的社會(huì )價(jià)值。
? ? 1 國內外研究現狀
? ? 生活垃圾焚燒發(fā)電是垃圾處理的終端環(huán)節，該方法適用于熱值較高的生活垃圾。垃圾焚燒發(fā)電，多采用高溫焚燒，通過(guò)焚燒將熱能轉化為高溫蒸汽，推動(dòng)汽輪機轉動(dòng)，使發(fā)電機產(chǎn)生電能。馬曉茜從發(fā)電的基本原理、工藝流程、發(fā)電能力和技術(shù)經(jīng)濟性等多個(gè)方面，對垃圾發(fā)電模式進(jìn)行了探討。他認為在垃圾熱值足夠高的條件下，宜優(yōu)先采用焚燒發(fā)電。據統計，全球已有垃圾處理工廠(chǎng)近千家，美國某垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)的發(fā)電能力高達100兆瓦，每天能夠處理垃圾60萬(wàn)噸。預計未來(lái)幾年內，垃圾綜合處理廠(chǎng)將持續增加。由此可見(jiàn)，生活垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展前景良好。
? ? 在我國，為促進(jìn)垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)的持續發(fā)展，政府制定了大量的扶持政策。李洋對我國垃圾發(fā)電價(jià)格政策進(jìn)行了梳理，并指出了現有政策存在的問(wèn)題。垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)作為新興的能源產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展市場(chǎng)巨大，該產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展能夠拉動(dòng)其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì )通過(guò)分析我國垃圾發(fā)電的發(fā)展現狀，提出了針對我國垃圾發(fā)電的產(chǎn)業(yè)機制、投資機制、行業(yè)機制以及價(jià)格機制的發(fā)展建議。Yun Li等對中國垃圾焚燒產(chǎn)業(yè)鏈上下游發(fā)展狀況進(jìn)行了梳理，回顧了政府對垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的政策，并在此基礎上提出未來(lái)垃圾發(fā)電企業(yè)應當更加注重發(fā)電技術(shù)的環(huán)?；?。王芮立對當前國內生活垃圾分類(lèi)管理政策做了梳理，并對代表性城市的生活垃圾處理政策進(jìn)行了研究。
? ? 目前，關(guān)于垃圾處理現狀的研究，大多以城市生活垃圾的收集運輸為主，較少有研究針對城市生活垃圾發(fā)電展開(kāi)。在現有研究中，學(xué)者們多以經(jīng)濟目標為約束，對城市垃圾收運體系進(jìn)行優(yōu)化。ConstantinosChatzouridis等從垃圾收運系統的總成本最小化出發(fā)，綜合采用GIS與數學(xué)方法，對垃圾收運的車(chē)輛、路線(xiàn)進(jìn)行了優(yōu)化。劉潔等在充分考慮實(shí)際交通及轉向約束情況下，在GIS環(huán)境下，采用聚類(lèi)蟻群算法對成都市雙楠地區生活垃圾收運路線(xiàn)進(jìn)行了優(yōu)化求解。也有學(xué)者針對北京市垃圾收運現狀進(jìn)行了研究。李穎等人對北京城八區生活垃圾收集、分類(lèi)收集、轉運、生活垃圾處理設施和垃圾物流現狀進(jìn)行了分析，指出了北京市城市生活垃圾收運系統在運輸、分類(lèi)中存在的主要問(wèn)題并對針對收運設施的規劃提出了相應的改進(jìn)建議。
? ? 2 北京市生活垃圾收集-運輸-處理現狀分析
? ? 2.1 生活垃圾收運現狀
? ? 生活垃圾包含的成分復雜，一般可以分為可回收垃圾、廚房垃圾、有害垃圾和其它垃圾四大類(lèi)?？苫厥绽饕埾?、金屬、玻璃等物質(zhì)，通過(guò)綜合處理這些物質(zhì)可以進(jìn)行回收利用。廚余垃圾中含有大量的有機物質(zhì)，主要包括剩菜剩飯、骨頭、菜根菜葉等廢物。與焚燒相比，廚余垃圾適合采用生物技術(shù)進(jìn)行堆肥處理。廢舊電池、燈管等物質(zhì)是有害垃圾的主要組成成分，這類(lèi)垃圾不能進(jìn)行焚燒處理，需要進(jìn)行特殊的安全處理。其他垃圾包括磚瓦陶瓷、衛生間廢紙等難以回收的廢棄物，多采用衛生填埋的手段進(jìn)行處理。生活垃圾中包含物質(zhì)多，在燃燒之前，需進(jìn)行一定的分選處理。結合北京市生活垃圾的分類(lèi)水平，目前北京生活垃圾收運模式可主要分為通過(guò)清潔站分類(lèi)收運和垃圾車(chē)分類(lèi)組合收運2種形式。
? ? 2.1.1 清潔站垃圾分類(lèi)收運處理
? ? 在清潔站垃圾分類(lèi)收運處理系統中，除可回收垃圾運往再生資源回收點(diǎn)，進(jìn)入資源再生回收系統之外，廚余垃圾以及其他垃圾均運往密閉清潔站，在清潔站中完成垃圾的分類(lèi)工作，實(shí)現垃圾收運與處理的銜接。該收運模式的流程，具體如圖1所示。
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? ? 目前，受居民垃圾分類(lèi)情況的影響，在北京市生活垃圾多采用該種收運模式進(jìn)行處理。根據清運站處理垃圾類(lèi)型的不同，還可以將這類(lèi)處理模式細分為單個(gè)或多個(gè)清運站處理的情況。該收運模式通過(guò)清運站對生活垃圾的進(jìn)行了再次分類(lèi)，彌補了當前我國居民垃圾分類(lèi)意識薄弱，生活垃圾分類(lèi)情況較差的缺陷。垃圾清運站對生活垃圾進(jìn)行了再次分類(lèi)和篩選，回收了餐廚垃圾和其他垃圾中混入的可回收資源，處理了有毒有害物質(zhì)。清運站的處理提高了垃圾的資源化率，剔除了垃圾中的有害物質(zhì)，降低了生活垃圾在焚燒的有毒物質(zhì)排放量，提高了生活垃圾堆肥的產(chǎn)肥率。但是，該種收運模式增加了垃圾收運的環(huán)節，增加了垃圾在運輸過(guò)程中的裝卸、搬運作業(yè)，提高了垃圾收運的成本。垃圾清運站占有了一定面積的土地、清運站的建設也需要投入一定的人力和物質(zhì)資源。并且受到鄰避效應的影響，居民對清運站的建設往往存在敵對情緒，進(jìn)而影響清運站的選址和垃圾處理設施的布局。
? ? 2.1.2 垃圾車(chē)分類(lèi)組合收運處理
? ? 在北京市同時(shí)還存在垃圾車(chē)分類(lèi)組合收運的生活垃圾收運模式，但是由于受到垃圾分類(lèi)水平的限制，該收運方式的使用范圍有限。在該收運模式中廚余垃圾和其他垃圾按照其屬性采用不同的車(chē)輛進(jìn)行收集，并直接運往垃圾處理廠(chǎng)。與清運站垃圾收運模式相比，這種垃圾收運方式減少了垃圾收運的環(huán)節，節省了收運過(guò)程的成本。垃圾車(chē)分類(lèi)組合收運模式如圖2所示。
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? ? 垃圾車(chē)分類(lèi)組合收運模式將各類(lèi)垃圾直接運往垃圾處理廠(chǎng)，減少了收運的環(huán)節。但是，該類(lèi)收運方式對垃圾的分類(lèi)水平要求較高，適合垃圾分類(lèi)水平較高的地區。隨著(zhù)我國垃圾處理行業(yè)的發(fā)展，居民分類(lèi)意識的提高，該收運方式的使用率將會(huì )逐漸提高。
? ? 2.2 生活垃圾焚燒處理現狀
? ? 在發(fā)達國家，兩噸垃圾燃燒產(chǎn)生熱量與一噸煤相同。然而，由于我國垃圾含水率較高，其燃燒產(chǎn)生的熱量較低。有數據顯示，在我國每噸垃圾燃燒產(chǎn)生的熱值僅相當于發(fā)達國家每噸垃圾燃燒產(chǎn)生熱值的1/5～1/6。并且與發(fā)達國家相比，我國生活垃圾中含有的雜質(zhì)較多。這些雜質(zhì)中多為不可燃物質(zhì)，大大增加了垃圾焚燒的難度。由于雜質(zhì)的成分復雜，在焚燒過(guò)程中往往會(huì )產(chǎn)生二惡英、重金屬等各種有害物質(zhì)。這些有毒有害物質(zhì)被排放到大氣中，嚴重破壞了大氣環(huán)境，影響著(zhù)居民的身體健康，其造成的社會(huì )成本高昂。目前，雖然有部分焚燒發(fā)電廠(chǎng)購置了污染物凈化設備，但是由于設備購置成本和運行成本高，空氣凈化效果并不明顯?？傊?，我國垃圾發(fā)電廠(chǎng)焚燒發(fā)電的成本較大，收益較低，且大部分收益來(lái)源于國家對垃圾發(fā)電的上網(wǎng)補貼。
? ? 3 發(fā)展建議
? ? 通過(guò)對北京市生活垃圾焚燒發(fā)電收集、運輸、處理情況的分析，發(fā)現北京市居民生活垃圾分類(lèi)意識不高，垃圾分類(lèi)水平較低，垃圾發(fā)電項目的成本較高。并且與發(fā)達國家相比，垃圾的含水率較高，焚燒發(fā)電的熱值較低。為促進(jìn)北京市的垃圾發(fā)電行業(yè)的發(fā)展，從源頭上降低垃圾處理的成本，本文提出了以下建議。
? ? 3.1 完善垃圾分類(lèi)
? ? 通過(guò)上述分析，發(fā)現垃圾含水量較高，其燃燒產(chǎn)生的熱量較低的主要原因是我國由垃圾分類(lèi)水平不高。因此，為提高垃圾燃燒熱值，降低有害物質(zhì)排放，應加強對垃圾的分類(lèi)管理。由于目前居民垃圾分類(lèi)意識薄弱，垃圾的源頭分類(lèi)效果較差，因此應在垃圾的收運體系中再次對垃圾進(jìn)行分類(lèi)，加工處理。這既能夠提高垃圾的燃燒熱值，又能夠減少有害物質(zhì)進(jìn)入燃燒系統，降低垃圾發(fā)電的排放量。垃圾的再次分類(lèi)對資源進(jìn)行了再次篩選，提高了可再生資源的利用效率，減少了資源的浪費。
? ? 3.2 提高居民垃圾分類(lèi)意識
? ? 目前，垃圾分類(lèi)水平的主要原因是源頭分類(lèi)情況差，居民的垃圾分類(lèi)意識不高。在源頭提高居民的垃圾分類(lèi)水平既能夠減少垃圾收運的作業(yè)環(huán)節，降低垃圾收運成本，又能提高可再生資源的利用率。因此，提高居民的垃圾分類(lèi)水平是解決垃圾處理中存在問(wèn)題的最有效最根本的方法。為提高居民的分類(lèi)意識，首先，政府應該大力宣傳垃圾分類(lèi)的好處，使居民意識到垃圾分類(lèi)給自己的生活帶來(lái)的益處和垃圾不分類(lèi)對居民生活的危害。其次，要使居民掌握垃圾分類(lèi)的知識，清楚的知道各類(lèi)垃圾所屬的種類(lèi)，明白如何對垃圾進(jìn)行分類(lèi)，降低垃圾分類(lèi)錯誤的可能。最后，還應該建立起配套的垃圾收集措施，使分類(lèi)好的垃圾能夠安放到對應的設施中，并保證在運輸過(guò)程中，收運人員不因一時(shí)方便，而將垃圾混合收運。
? ? 總的來(lái)說(shuō)，垃圾焚燒的無(wú)害化處理更為徹底，經(jīng)過(guò)高溫焚燒，垃圾中的有毒有害成分大部分被分解，細菌、病毒以及各種惡臭氣體得到了分解。經(jīng)過(guò)燃燒垃圾減量化效果明顯，加快了垃圾的處理速度，縮短了垃圾的處理周期，節約了填埋用土地，實(shí)現了垃圾的資源化利用，降低了垃圾處理對環(huán)境造成的影響。但是，我國垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展較晚與發(fā)達國家存在一定的差距。雖然我國垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)在快速發(fā)展，但是仍然存在著(zhù)較大的進(jìn)步空間。
