垃圾焚燒發(fā)電技術及市場發(fā)展前景分析

垃圾焚燒發(fā)電技術及市場發(fā)展前景分析

一、概述

垃圾焚燒發(fā)電始于20世紀60年代,在歐美、日本等發(fā)達國家發(fā)展建設.中國第一座現(xiàn)代化垃圾焚燒發(fā)電廠于1986年在深圳建設的深圳清水河垃圾焚燒發(fā)電廠.隨著國務院印發(fā)的“十三五”全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設施建設規(guī)劃,先后有多家知名公司投身于垃圾焚燒發(fā)電的建設中.其中包括:光大集團、天津泰達集團、深證能源等上市公司,覆蓋全國省、市、縣,建成運營300座以上垃圾焚燒發(fā)電廠.

二、垃圾焚燒發(fā)電的技術

1、垃圾焚燒

常用的垃圾焚燒方式有固定床焚燒、移動床焚燒、流化床焚燒、氣化焚燒和旋轉(zhuǎn)窯焚燒等.目前最常用的是移動床焚燒爐,即爐排式焚燒爐.爐排爐屬于層狀燃燒方式,這種爐型適合垃圾組分穩(wěn)定,發(fā)熱量高,水分低的垃圾,一般要求入爐垃圾平均低位發(fā)熱量不小于5000kJ/kg.所以新入廠的垃圾要在垃圾倉中發(fā)酵大約7天左右.垃圾在路牌上燃燒是一個復合過程.在爐排上要求完成垃圾干燥—熱分解—著火—氣化—燃燒—燃燼這積分相互影響和關聯(lián)的過程.

主要代表的爐排技術是天津泰達、無錫光華和上海康恒的日本日立造船爐排爐技術.主要分為三段爐排,分別是干燥爐排、燃燒爐排、燃燼爐排.前后兩段風量小,中間風量大,從而使熱灼減率打到5%以下.設計初衷是實行燃燒全自動,即僅僅設定好蒸汽流量即可,其他的一二次風量、推料器、爐排速度、料層厚度、含氧控制全部自動調(diào)節(jié).但是由于中國目前垃圾組分不穩(wěn)定,垃圾分類還達不到全民化,實際運行中需要人工手動干預.

2、煙氣凈化技術

垃圾焚燒技術控制要點即所謂的“3T”,Temperature、Time、Turbulence.做好這三點才能控制好煙氣指標.垃圾焚燒的主要污染物有:二噁英、HCL、SO2、NOx、DUST.針對這些大氣污染物,垃圾焚燒廠實行的控制技術是“SNCＲ+半干法(干法)+活性炭噴射+布袋除塵器”.除二噁英:二噁英是一種毒性很大被引起普遍關注的有害成分.是多氯代二苯并二噁英PCDD和多氯代二苯并呋喃PCDF的統(tǒng)稱.是爐膛煙氣溫度高于850℃,煙氣停留時間不小于2S,并在尾部煙道噴入活性炭吸附,可以有效的控制二噁英.除HCL、SO2:半干法,配置17%左右的Ca(OH)2溶液,通過尾部煙道的旋轉(zhuǎn)霧化器,與煙氣充分混合,控制酸性氣體.除NOX:在850℃～1050℃條件下,將還原劑氨水噴入高溫煙氣中,把NOX還原成水和氮氣.在一定溫度范圍內(nèi)、有氧的情況下,還原劑氨水的還原性在所有其他的化學反應中占主導,表現(xiàn)出選擇性.

3、廢物廢水處理技術

煙氣中飛灰含有汞、鎘、鉛等重金屬,故被認定為危險廢棄物.因此飛灰進行固化處理并經(jīng)過浸出毒性試驗合格的,才能送往填埋處理.在飛灰固化過程中,用水泥、螯合劑、水和飛灰按照一定比例混合攪拌后,擠壓成型.滲瀝液是垃圾焚燒廠中產(chǎn)生的主要廢液,它是垃圾在垃圾倉中發(fā)酵腐爛后產(chǎn)生的,通常噴入垃圾焚燒爐中,用焚燒方法除去.

三、垃圾發(fā)電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及市場發(fā)展前景

當前：垃圾發(fā)電行業(yè)受益于“十三五規(guī)劃”迎訂單大爆發(fā),2019年創(chuàng)歷史新高.2017年-2019年（截至2019.11）市場釋放的訂單數(shù)分別為64個、87個和116個.2019年截至11月釋放產(chǎn)能13萬噸/日,總投資額670億元.按2年投產(chǎn)進度,預計2019-2021年全國新增產(chǎn)能約36萬噸/日,CAGR24%,總體實現(xiàn)十三五要求.中國歷年垃圾焚燒產(chǎn)能及增速（萬噸/日）

近期：中西部城市產(chǎn)能缺口仍巨大,2020年為考核年訂單力度不減.盡管2020年底有望在全國水平實現(xiàn)十三五,但從最新統(tǒng)計局口徑看,到2018年底仍有70%以上的省份未達到城市焚燒率50%以上的目標,西部如青海、陜西、新疆、山西,東北如遼寧、黑龍江,中部如江西、河南等省份的考核壓力巨大.“十三五”全國城鎮(zhèn)生活垃圾處理設施建設規(guī)劃總目標各省2018年城市垃圾焚燒率與“十三五”目標

中長期：垃圾焚燒為最適合中國的處置方式已成共識,各省均出臺中長期規(guī)劃力爭“零填埋”.

日本從1963年開始（填埋率60%以上）大力發(fā)展垃圾發(fā)電,經(jīng)15年焚燒率達72%,1975年推行垃圾分類,填埋方式基本淘汰.雖曾因鄰避效應受到阻礙,但技術、公眾認知的成熟和政府財政支持使得垃圾焚燒發(fā)電始終作為最主流方式,目前焚燒率保持80%.

中國在人口密度、土地、城市空間架構、生活習慣、飲食結構等方面均與日本相似,在垃圾分類推行的當下正從第二階段往第三階段過渡.隨著城鎮(zhèn)化進程加速和填埋資源限制,垃圾焚燒剛需屬性將不斷增強,焚燒率上升空間巨大.各省均要求2020年3月底出臺中長期規(guī)劃,多省力爭在2030年實現(xiàn)原生垃圾“零填埋”.我們判斷,垃圾發(fā)電在未來10年仍將快速發(fā)展,在2030年進入成熟階段.各省發(fā)布的垃圾焚燒發(fā)電中長期規(guī)劃各省發(fā)布的垃圾焚燒發(fā)電中長期規(guī)劃地區(qū)省份文件目標中西部河南河南省生活垃圾焚燒發(fā)電中長期專項規(guī)劃（2018-2030年）新建生活垃圾焚燒發(fā)電項目75個。2020年前開工53個，合計5.1萬噸/日；2021-2030年前開工22個，合計2.4萬噸/日貴州關于全面推進我省生活垃圾分類工作的通知（黔生態(tài)辦發(fā)〔2019〕1號）新建、擴建生活垃圾焚燒發(fā)電設施17座，規(guī)模1.29萬噸/日。到2020年，生活垃圾焚燒發(fā)電設施規(guī)模達到1.92萬噸/日，處理能力占全省城鎮(zhèn)生活垃圾處理能力的60%以上江西江西省城市功能與品質(zhì)提升三年行動方案到2021年城鎮(zhèn)垃圾焚燒比例達到70%以上湖北湖北省"十三五"城市市政基礎設施規(guī)劃到2020年，城市生活垃圾焚燒發(fā)電處理能力占無害化處理總能力的50%以上安徽安徽省生物質(zhì)發(fā)電"十三五"規(guī)劃（修訂本）核準在建項目數(shù)量近20個，將陸續(xù)于2020、2021年建成投運，屆時全省將有超過1200萬噸焚燒產(chǎn)能，占全省生活垃圾清運量的80%左右云南云南垃圾焚燒中長期專項規(guī)劃（2019-2030年）2020年前，建設生活垃圾焚燒發(fā)電廠15座，新增生活垃圾焚燒處理能力9650噸/日；2030年前，擬建生活垃圾焚燒發(fā)電廠30座，新增生活垃圾焚燒處理能力13500噸/日四川四川省生活垃圾焚燒發(fā)電中長期專項規(guī)劃2018-2020年新建生活垃圾焚燒發(fā)電項目22個、擴建8個，新增3.205萬噸/日；2021-2030年新建生活垃圾焚燒發(fā)電項目20個、擴建12個，新增2.06萬噸/日青海青海省生活垃圾焚燒發(fā)電規(guī)劃（2019-2025年）2個地級市和6個自治州規(guī)劃新建生活垃圾焚燒發(fā)電項目4個，設計規(guī)模共5200噸/日山西生活垃圾焚燒發(fā)電中長期專項規(guī)劃（2018-2030年）在編東北地區(qū)黑龍江黑龍江省城鄉(xiāng)固體廢物分類治理布局規(guī)劃（2019-2035年）2020年前，新建、擴建14座生活垃圾焚燒廠，新增1.345萬噸/日；2020-2025年，新建31座生活垃圾焚燒廠，新增1.31萬噸/日東部江蘇江蘇省生活垃圾焚燒發(fā)電中長期專項規(guī)劃（征求意見稿）擬建39個近期生活垃圾焚燒發(fā)電項目，處理能力總計37690噸/日；擬建27個遠期生活垃圾焚燒發(fā)電項目，處理能力總計34500噸/日河北河北省生活垃圾焚燒發(fā)電中長期專項規(guī)劃（2018-2030年）2020年前，建成65座生活垃圾焚燒廠，新增59500噸/日；2020-2025年，建成13座生活垃圾焚燒廠，新增11700噸/日福建福建省生活垃圾焚燒發(fā)電中長期專項規(guī)劃編制（2018-2030年）在編已出臺16省2020-2035年垃圾全省焚燒率目標

縣城焚燒率僅16%,垃圾處置城鄉(xiāng)一體化為重要趨勢,巨大市場已經(jīng)打開.

中國縣城垃圾無害化處理率已達70%以上,但仍以填埋為主,人居生活的改善與環(huán)境質(zhì)量需求之間的矛盾逐漸凸顯,催化了垃圾焚燒市場的加速釋放.2017年之前,縣級項目還較少,近三年已占市場化項目的40%以上,僅2019年總