在市場震蕩增量緊縮的大背景下，垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)整體承壓，困難重重之下，行業(yè)不得不面對現(xiàn)實，企業(yè)要生存，要做好經(jīng)營，只能靠管理創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新。

在“2024(第十八屆)固廢戰(zhàn)略論壇”上，上海康恒環(huán)境股份有限公司首席技術(shù)官焦學(xué)軍以《中國垃圾焚燒發(fā)電新技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展趨勢》為題進(jìn)行全面而深入的分享。他指出，盡管當(dāng)前垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)在經(jīng)營上承受著較大壓力，但技術(shù)革新與管理優(yōu)化的步伐不能停歇。我們要充分發(fā)揮行業(yè)智慧和能動性，積極探索更為高效、環(huán)保且經(jīng)濟(jì)的新技術(shù)應(yīng)用場景，不斷推動產(chǎn)業(yè)升級與可持續(xù)發(fā)展。

焦學(xué)軍

01我國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀

回顧中國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀，可以看到行業(yè)面臨的諸多挑戰(zhàn)：

一是發(fā)展不平衡，在城市化水平高，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，人口多的區(qū)域，垃圾焚燒項目產(chǎn)能過剩，垃圾量不足；而在人口較少、經(jīng)濟(jì)相對落后的地區(qū)和村鎮(zhèn)，垃圾處理設(shè)施嚴(yán)重不足、技術(shù)落后。

二是應(yīng)收賬款累積越來越多，導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)營緊張，部分企業(yè)面臨極其嚴(yán)峻的“困境”。

三是地方標(biāo)準(zhǔn)提標(biāo)，繼河北、江蘇之后，浙江省近日發(fā)布“最嚴(yán)地標(biāo)”，對企業(yè)運營提出了更高要求。

四是因行政命令而減產(chǎn)、停產(chǎn)現(xiàn)象時有發(fā)生。

困難重重之下，行業(yè)不得不面對現(xiàn)實，企業(yè)要生存，要做好經(jīng)營，只能靠管理創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新。

從生活垃圾焚燒發(fā)電廠自動監(jiān)測數(shù)據(jù)公開平臺公布的中國垃圾焚燒發(fā)電項目分布圖來看，全國的垃圾焚燒項目分布和胡煥庸線十分吻合。截至2024年7月1日，在運行項目：大陸1156座，處理規(guī)模115萬噸/日；臺灣24座，處理規(guī)模2.5萬噸/日；澳門有兩座，處理規(guī)模1700噸/日。每個省和直轄市的垃圾焚燒發(fā)電規(guī)模和其經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況基本匹配。

聯(lián)網(wǎng)運行項目數(shù)量和總規(guī)模，從2021年6月到2024年7月，增長速度驚人，即便是在2024年，增長速度依然很快。從現(xiàn)有信息來看，2024年下半年投產(chǎn)項目變少，2025年會更少。

近年來，地方生活垃圾焚燒煙氣污染控制標(biāo)準(zhǔn)也在大幅提升。各地生態(tài)環(huán)境部門在國標(biāo)之上，致力提高垃圾焚燒環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，先后發(fā)布更為嚴(yán)格的地方標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)超過歐、美、日目前所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。就在12月11日，浙江省生態(tài)環(huán)境廳、省發(fā)改委、省住建廳三部門聯(lián)合印發(fā)了《浙江省生活垃圾焚燒廠超低排放改造實施方案》，成為目前全國地方標(biāo)準(zhǔn)里最嚴(yán)的一個。其中氮氧化物的排放指標(biāo)涉及80和50兩個具體數(shù)值，分別對應(yīng)小時均值和日均值，該項指標(biāo)又比江蘇地標(biāo)氮氧化物小時均值80毫克/立方米的規(guī)定再度加嚴(yán)，而要保證氮氧化物排放達(dá)到100、80和50（毫克/立方米）的達(dá)標(biāo)難度和經(jīng)營成本給企業(yè)提出了較大挑戰(zhàn)。

02垃圾能源高效利用技術(shù)

技術(shù)永遠(yuǎn)是垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)一如既往的追求，我國垃圾焚燒發(fā)電在能源效率提高方面有很大潛力，而且行業(yè)內(nèi)已經(jīng)付諸行動。

如果垃圾焚燒發(fā)電項目只發(fā)電不供熱，能源效率提升有限，碳減排效益有限。

焦學(xué)軍現(xiàn)場展示了一份數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)收集了我國32個純發(fā)電的生活垃圾焚燒發(fā)電廠能源利用效率全廠性能測試結(jié)果。數(shù)據(jù)顯示，這些廠的平均熱效率為25.31%，總體范圍在19.42%~31.60%。盡管32個項目只是我國垃圾焚燒發(fā)電項目的一小部分，但也能大致反映行業(yè)能源利用效率情況：全廠熱效率最高31.60%，這個數(shù)字是全國頂尖水平，即使放在歐洲也屬于高效；25%~26%是國內(nèi)1000多座垃圾焚燒發(fā)電廠的平均熱效率水平；28%~29%屬于優(yōu)秀水平；大于30%的則寥寥無幾。

焦學(xué)軍向參會嘉賓展示了康恒高效發(fā)電技術(shù)、煙氣污染物協(xié)同去除控制技術(shù)、“雙碳”領(lǐng)域技術(shù)、智慧化焚燒等自主研發(fā)技術(shù)的前沿進(jìn)展：

1.高效發(fā)電——爐外除濕耦合蒸汽再熱技術(shù)

盡管行業(yè)領(lǐng)先的光大環(huán)境采用的是火電系統(tǒng)常見的爐內(nèi)再熱技術(shù)，康恒環(huán)境在調(diào)研了歐洲高效發(fā)電焚燒廠、核能發(fā)電技術(shù)后，選擇了爐外再熱技術(shù)路線。在業(yè)內(nèi)，康恒環(huán)境及其合作單位、廣環(huán)投都采用了爐外再熱技術(shù)。目前康恒環(huán)境和東方汽輪機(jī)廠、上海汽輪機(jī)廠合作，已有六個項目實施了MSR技術(shù)，即爐外再熱，避免了爐內(nèi)再熱高溫腐蝕，大幅提升全廠發(fā)電效率。

三河項目是這項技術(shù)的示范應(yīng)用項目，三河項目完成了國產(chǎn)首臺千噸超大型垃圾焚燒爐排爐投運；采用高參數(shù)鍋爐防腐技術(shù)，主蒸汽參數(shù)達(dá)到13.5兆帕/450攝氏度，鍋爐長期安全穩(wěn)定運行；全球首次使用爐外蒸汽除濕耦合蒸汽再熱技術(shù)，全廠發(fā)電效率達(dá)31%以上。

2.垃圾焚燒發(fā)電項目向外供汽

垃圾焚燒發(fā)電項目在同等條件下，若有園區(qū)使用蒸汽，除自用電發(fā)電外，將剩余蒸汽對外供應(yīng)是更高效的資源利用途徑。中科環(huán)保旗下寧波慈溪項目一年供108萬噸蒸汽著實讓人羨慕。相比之下只發(fā)電是效益較低的模式，而電和熱都供出去，可以帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益和碳減排效果。

康恒環(huán)境西安高陵項目今年成功向市民供暖，獲得市領(lǐng)導(dǎo)的高度評價，且未來西安的五個垃圾發(fā)電項目都要實現(xiàn)余熱利用供暖。康恒旗下柳州項目、朝陽項目通過“熱源+管網(wǎng)”，也已實現(xiàn)對當(dāng)?shù)仄髽I(yè)園區(qū)的工業(yè)供汽。

3.凝汽式高背壓汽機(jī)供暖技術(shù)

該技術(shù)設(shè)備成為固廢處置行業(yè)首臺套，運行期背壓45~55千帕可調(diào)，非供暖季背壓8~12千帕，可實現(xiàn)高背壓供暖工況和抽凝運行工況無縫切換。焦學(xué)軍指出，供暖采用高背壓機(jī)組，不供暖的時候也可以純發(fā)電，但純發(fā)電效率會降低5%左右，一個廠最好有純凝和高背壓兩個機(jī)組，能更好地發(fā)揮效率。

康恒環(huán)境黃島項目采用汽輪機(jī)高背壓供暖技術(shù)，在去年供暖季將一臺機(jī)組改成高背壓，另一臺純凝，全廠熱效率從 26% 提高到 41.9%，節(jié)能降碳效益顯著，受到廣泛關(guān)注。R1是衡量生活垃圾焚燒發(fā)電廠從垃圾中回收能源程度的績效指標(biāo)，0.65 是一個界限，R1≥0.65，垃圾焚燒發(fā)電廠為資源化利用設(shè)施，R1<0.65，垃圾焚燒發(fā)電廠為垃圾處理設(shè)施。從改造后的 R1指標(biāo)來看，相比改造之前，供暖供熱后效率參數(shù)大幅提高。

4.垃圾焚燒煙氣深度余熱利用技術(shù)與應(yīng)用

垃圾焚燒發(fā)電廠排煙損失在總熱損中占比較大，可占燃料燃燒總發(fā)熱量15~25%，直接排放造成熱量大量浪費，同時對環(huán)境形成熱污染。

行業(yè)內(nèi)已經(jīng)開始深度利用煙氣余熱，康恒環(huán)境旗下某項目采用煙氣深度余熱利用技術(shù)全年可回收煙氣余熱11.2萬吉焦，回收余熱用于對外供熱，既滿足用戶供熱需求，也提高綜合能源利用率及經(jīng)營效益。光大環(huán)境在濟(jì)南的項目也已啟用。

5.廠內(nèi)各種余熱的回收、利用——例如，除氧器乏汽回收技術(shù)方案

回收乏汽熱量、回用乏汽凝水的方法及技術(shù)可以把余熱“吃干榨凈”。很多廠余熱熱量較小，也要嘗試?yán)闷饋恚热缈岛悱h(huán)境在沈陽的項目，利用余熱在冬天加熱垃圾池的溫度。在項目運營中，要根據(jù)每個廠自身特點，尋求余熱利用的最佳方案。

03垃圾焚燒碳污協(xié)同智能控制技術(shù)

1.煙氣回流低氮燃燒技術(shù)工藝

我國的煙氣回流技術(shù)經(jīng)過多年探索發(fā)展得越來越好，尤其在細(xì)節(jié)方面近兩年表現(xiàn)突出。煙氣回流耦合SNCR的脫氮組合工藝可實現(xiàn)鍋爐出口NOx的大幅降低，以康恒在江蘇金壇項目為例，在沒有采用 SCR 的情況下，通過 SNCR、低含氧量控制以及對煙氣回流細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，使氮氧化物長期穩(wěn)定在 60毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米左右，節(jié)省了不少成本。康恒在750噸/日及以上大型爐排及煙氣回流技術(shù)應(yīng)用廣泛，在大爐子煙氣回流方面有諸多項目經(jīng)驗，愿與業(yè)界交流分享。

2.垃圾焚燒爐內(nèi)高效脫硝技術(shù)與應(yīng)用

近年來，干法脫硝工藝（PNCR）的應(yīng)用情況良好，但使用PNCR時需特別留意避免氨逃逸超標(biāo)問題。康恒環(huán)境研發(fā)了PNCR藥劑，應(yīng)用項目采用SNCR+PNCR的組合工藝，鍋爐出口脫硝效果穩(wěn)定，可實現(xiàn)小時均值NOx≤100毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米，氨逃逸≤8毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米的目標(biāo)。

3.煙氣一體化處理技術(shù)

煙氣一體化或?qū)⑹俏覈酥寥蚶贌l(fā)電行業(yè)的一個重要發(fā)展方向。自 2014 、2015 年起，我國很多垃圾焚燒廠將能用的煙氣全部串聯(lián)起來，但這樣的做法存在能耗過高的問題。通過技術(shù)創(chuàng)新來縮短流程，降低成本實現(xiàn)同樣的處理效果，這是接下來需要追求的目標(biāo)。

4.循環(huán)干法處理技術(shù)

康恒正在推廣循環(huán)干法工藝，愿意與同行分享相關(guān)經(jīng)驗。常規(guī)半干法煙氣脫酸處理產(chǎn)生的飛灰中，仍然含有38%以上的消石灰未反應(yīng)完全，不少產(chǎn)物跑到飛灰里，而處理飛灰以及購買石灰都需花費較多資金，所以循環(huán)干法很重要，可以達(dá)到高效脫硫及提高反應(yīng)劑利用率的目的。

5.污泥摻燒

國內(nèi)大部分垃圾焚燒發(fā)電廠在污泥摻燒方面采用的是熱力干化，包括圓盤干化、薄層干化、槳葉干化等熱力干化形式。焦學(xué)軍指出，我國垃圾焚燒發(fā)電廠在摻燒污泥時運用熱力干化或許走入了誤區(qū)，對于高壓壓榨和煙氣直接接觸干化這兩種方法，雖然存在分歧，但這兩種方法成本低且較為清潔，其發(fā)展前景十分廣闊。

沈陽一個工廠研發(fā)的旋翼式強制流態(tài)化干燥機(jī)，在火電廠應(yīng)用的干化效果很好，占地面積小、干凈且成本很低。雜交育良種，我們必須把其他行業(yè)的好東西運用到自己的行業(yè)里，環(huán)保工程 90% 以上的設(shè)備技術(shù)都源于其他行業(yè)，在技術(shù)創(chuàng)新上還要多借鑒學(xué)習(xí)外行業(yè)已有的優(yōu)秀成果。

6.飛灰資源化利用技術(shù)

飛灰資源化技術(shù)方興未艾，行業(yè)追求低成本、低能耗、全量資源化，采用“低溫?zé)岱纸?三級逆流水洗-免燒建材制備”等工藝環(huán)節(jié)，回收鈉鹽、鉀鹽，預(yù)處理后飛灰可作資源化產(chǎn)物進(jìn)行建材原料利用。目前部分地方已開始工程化實施，相關(guān)技術(shù)瓶頸也已打通，而飛灰能否實現(xiàn)資源化，關(guān)鍵在于政府的管理。

7.基于能質(zhì)平衡的碳排放實時在線監(jiān)測

高精度、實時的垃圾焚燒碳排放核算是發(fā)展趨勢。2023年，由康恒環(huán)境牽頭的國家重點研發(fā)計劃“政府間國際科技創(chuàng)新合作”重點專項《生活垃圾焚燒碳排放實時監(jiān)測和低碳高效智慧焚燒技術(shù)研發(fā)及示范》通過中奧雙方合作，開發(fā)了適合中國垃圾焚燒廠的碳源識別及碳排放監(jiān)測方法，可準(zhǔn)確識別生物源碳和化石源碳，實時監(jiān)測各組分CO2排放、垃圾熱值等，目前已應(yīng)用于康恒寧波項目。

8.智能焚燒控制：大延遲、多變量耦合、非線性系統(tǒng)的控制

浙能錦江環(huán)境在智能焚燒領(lǐng)域頗有進(jìn)展。康恒環(huán)境開發(fā)MPC（model predictive control,模型預(yù)測控制）系統(tǒng)，實現(xiàn)常規(guī)運行時間投運率≥95%、操作頻次較人工減少80%，運行穩(wěn)定性提高10%以上，已在三河項目、嘉興項目投運應(yīng)用。

04村鎮(zhèn)生活垃圾處置綜合解決方案

我國農(nóng)村生活垃圾治理發(fā)展加快，但仍處于初級階段。我國村鎮(zhèn)垃圾處理情況復(fù)雜多樣，住建部專家組深入內(nèi)蒙、云南、甘肅、四川等地調(diào)研，形成非常詳實的調(diào)查報告，一些地方的設(shè)施曾經(jīng)處于比較簡陋的狀態(tài)，不過近年來部分項目已初現(xiàn)成效，逐漸具備了現(xiàn)代化焚燒廠的基本形態(tài)。

小型化、區(qū)域化、環(huán)保達(dá)標(biāo)的小型焚燒設(shè)施是村鎮(zhèn)生活垃圾處理選擇之一，但同時，分散化小型焚燒廠需解決環(huán)保達(dá)標(biāo)、熱能利用等難題，以實現(xiàn)項目低成本投資運營。實際上政府的管理和規(guī)劃比技術(shù)更為關(guān)鍵，一個幾十噸的垃圾焚燒廠人員成本平均到每噸垃圾處理成本里高得驚人。

村鎮(zhèn)生活垃圾處置多方案熱能利用，發(fā)電、供熱成為項目營收點，康恒環(huán)境針對一百噸以下和一百噸以上設(shè)計了不同方案，且認(rèn)為利用熱能可減輕政府負(fù)擔(dān)，但許多小型焚燒廠周邊環(huán)境暫缺少用熱條件，這也是不得不面對的現(xiàn)實問題。

村鎮(zhèn)垃圾以廚余及灰土為主、熱值不高，但仍可建成環(huán)保達(dá)標(biāo)、熱能利用的處置系統(tǒng)。焦學(xué)軍以陜西漢中留壩縣小型垃圾焚燒設(shè)施舉例，焚燒設(shè)備選用西安阿爾卑斯環(huán)保科技有限公司30噸/日的爐排爐，總投資三千多萬，項目運行情況良好，在線排放的污染物指標(biāo)良好，值得一提的是，這個廠還曾主動聯(lián)網(wǎng)到生態(tài)環(huán)境部的在線監(jiān)測平臺一段時間。相比之下，內(nèi)蒙古鄂爾多斯鄂托克旗小型垃圾焚燒廠的情況就略顯不足，該廠投資三千多萬，焚燒設(shè)備采用50噸/日的鏈條爐，設(shè)有分選環(huán)節(jié)，目前仍處于調(diào)試階段。

盡管如此，在中國眾多小型焚燒廠中，這兩個廠都屬于較好的范例，這也反映出中國地域廣闊，小型焚燒廠的建設(shè)情況存在較大差異和多樣性。

05新技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢總結(jié)

焦學(xué)軍對我國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)新技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢總結(jié)如下：

1.我國爐排爐的大型化與小型化技術(shù)已成熟，超小型化怎么來做，關(guān)鍵不是技術(shù)，而在于管理。

2.提高能源利用效率可歸結(jié)為提升發(fā)電效率（如提高參數(shù)，溫度、壓力，采用爐內(nèi)和爐外再熱等），最重要的是要把熱用起來，特別是要把乏汽余熱和煙氣余熱用起來。

3.煙氣污染物控制方面，行業(yè)已經(jīng)在煙氣回流、PNCR、循環(huán)干法、催化濾袋、污泥摻燒等方向取得一些成績，但還要深挖技術(shù)，特別是催化濾袋技術(shù)，若這項技術(shù)成熟且碳酸氫鈉價格降低，可能會對中國垃圾焚燒發(fā)電的煙氣循環(huán)系統(tǒng)再來一次革新，使其更簡單、更省錢。

4.污泥干化摻燒中，不推崇熱力干化，高溫壓榨脫水干化和煙氣直接接觸式干化摻燒更值得考慮。

5.人工智能在垃圾焚燒發(fā)電廠的應(yīng)用中，應(yīng)是 “DCS+AI” 模式，其應(yīng)用水平的提升依賴整個行業(yè)的進(jìn)步。

6.飛灰資源化方面，一部分地區(qū)可能會率先實現(xiàn)，寧波等地政府已有所行動，有望率先取得成果。

7.沼氣提純、液化、制氫方面，清華大學(xué)團(tuán)隊在江蘇金壇研發(fā)了一套較為先進(jìn)的垃圾制氫技術(shù)，且準(zhǔn)備在金壇進(jìn)行工業(yè)化落地應(yīng)用。而沼氣提純、液化此前已有所開展，制氫將是未來的一個發(fā)展方向。

06“十五五”期間，在技術(shù)創(chuàng)新之外康恒環(huán)境還會有哪些新變化？

焦學(xué)軍也在現(xiàn)場分享了康恒環(huán)境面向“十五五”的三個發(fā)力重點：

首先，將重點放在海外業(yè)務(wù)上，包括項目投資建設(shè)運營，設(shè)備供貨以及技術(shù)服務(wù)等，目前已簽約的海外合同接近一萬噸，并且看好未來兩三年內(nèi)中國企業(yè)在海外市場的表現(xiàn)。

其次，在國內(nèi)，康恒環(huán)境還會持續(xù)優(yōu)化項目運營，特別是在煙氣凈化方面降本增效。他提到，如果每噸垃圾的煙氣凈化成本能降低十元錢，以國家全年垃圾焚燒處理量3億噸計，全行業(yè)將節(jié)省30億元人民幣，這是一個可觀的數(shù)字。未來要更加關(guān)注細(xì)節(jié)，提升運營效率。

最后，他談到管理創(chuàng)新的重要性，企業(yè)在管理體系中還有很多需要簡化和優(yōu)化的地方，同時，因政府的管理措施對企業(yè)運營影響深遠(yuǎn)，他呼吁政府與企業(yè)攜手共建，以管理創(chuàng)新帶動技術(shù)創(chuàng)新，共同推動城市能源綠色轉(zhuǎn)型。

總而言之，盡管當(dāng)前垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)在經(jīng)營上承受著較大壓力，但技術(shù)革新與管理優(yōu)化的步伐不能停歇。我們要充分發(fā)揮行業(yè)智慧和能動性，積極探索更為高效、環(huán)保且經(jīng)濟(jì)的發(fā)展路徑，不斷推動產(chǎn)業(yè)升級與可持續(xù)發(fā)展。

編輯：李丹