“中國的生活垃圾焚燒發(fā)電廠經(jīng)過這些年的發(fā)展，已經(jīng)世界領(lǐng)先了，但還有很多地方需要優(yōu)化提升。”

在“2024(第十一屆)上海固廢熱點論壇”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《垃圾焚燒發(fā)電能源利用效率大幅提升的思考與實踐》為題發(fā)表演講。他指出，生活垃圾焚燒發(fā)電項目具備“能源節(jié)約”和“環(huán)境保護(hù)”的雙重功效。能效的提升不光企業(yè)重視，國家政策層面也相當(dāng)重視，推進(jìn)能效提升不但可以增加收益，改善項目的經(jīng)濟(jì)效益，對于實現(xiàn)碳減排和“3060”目標(biāo)具有重要的建設(shè)意義。

焦學(xué)軍

01 我國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)能效現(xiàn)狀

我國人口基數(shù)大，每人每日生活垃圾生產(chǎn)量大致介于 0.8 ~ 1.5千克之間，居民生活垃圾處理是一個重要的環(huán)保問題、民生問題。

生活垃圾焚燒發(fā)電項目，是具有“能源屬性”的環(huán)保設(shè)施，是城鄉(xiāng)市政基礎(chǔ)設(shè)施。垃圾焚燒發(fā)電兼具能源和環(huán)保雙重價值，在我國主要由住建部和生態(tài)環(huán)境部管理。國家高度重視能效提升，尤其在工業(yè)余熱利用方面。此前，光大環(huán)境、康恒環(huán)境等行業(yè)代表參與了由國家能源局專門召開的全國性會議，會議主題圍繞“如何利用中國北方的工業(yè)余熱”的話題展開，會上首次將垃圾焚燒發(fā)電作為工業(yè)余熱利用的重要部分進(jìn)行討論，展示了垃圾焚燒發(fā)電在經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和碳排放效益方面的顯著成果。提升垃圾焚燒發(fā)電能效不僅能增加收益，改善項目的經(jīng)濟(jì)效益，還對實現(xiàn)“3060”碳減排目標(biāo)具有重要推動作用。

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。

02 能源利用效率評價方法

能源利用效率評估方法有兩個，一是歐盟能源利用效率評估(R1計算公式)，另一個是我國的WtE-能源利用效率評估方法。

根據(jù)歐盟《廢棄物框架指令》，能源利用率R1計算公式為：

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)。R1評價中，分子中的Ep(產(chǎn)生的電或熱)需調(diào)整系數(shù)(輸出電能乘以產(chǎn)電系數(shù)2.6，輸出熱能乘以產(chǎn)熱系數(shù)1.1)，再減去非垃圾燃料熱量，以0.97(默認(rèn)浪費率)為分母系數(shù)。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。中國目前僅兩廠參與此評審，均未達(dá)標(biāo)。

在歐盟能源利用效率評估基礎(chǔ)上，我國也出臺了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，住建部 2016 年標(biāo)準(zhǔn)中能源效率評價參數(shù)公式與歐盟類似，電能系數(shù)因我國火電廠熱效率低而變?yōu)?2.86，其他基本沿用了歐盟的參數(shù)。

我國兩試點廠均按此標(biāo)準(zhǔn)計算，均未達(dá)標(biāo)。焦學(xué)軍指出，我們一直呼吁提升垃圾焚燒發(fā)電廠的能源效率，這也需要政策的激勵以推動行業(yè)創(chuàng)新，進(jìn)而提升行業(yè)能效水平。

下圖是歐洲和國內(nèi)部分垃圾焚燒發(fā)電廠能效分析。歐盟垃圾焚燒發(fā)電廠蒸汽供熱、熱電聯(lián)供能效R1值分別為0.64、0.76，均高于單純發(fā)電模式能效。

歐洲和國內(nèi)部分垃圾焚燒發(fā)電廠能效分析對比

我國垃圾焚燒發(fā)電廠大多為單純發(fā)電模式，排煙、排汽熱量利用不充分。從上圖對比來看，我國與歐洲在垃圾焚燒發(fā)電廠的能源利用效率上存在顯著差異，歐洲R1參數(shù)顯著較高。這是因為歐洲很多廠尤其北歐個別廠充分利用熱能，尤其煙氣余熱，全廠能源利用率可超 100%。因為分母是低位熱值，把煙氣的熱量利用起來，意味著把高位熱值用起來，所以會超過100%。

常規(guī)全廠熱效率計算方法是有用能量除以替代熱量，在熱電聯(lián)供的情況下，全廠熱效率顯著提升，因為熱能也被視為有用能量，而分母(替代的熱量)保持不變，把供熱量和煙氣的熱加起來，就是大幅提升的效果。這種高效熱能利用技術(shù)使得歐洲垃圾焚燒發(fā)電廠的能源利用效率遠(yuǎn)高于我國。我國需因地制宜拓寬垃圾焚燒發(fā)電廠的熱利用渠道來提升能效。

03 能源利用效率提升技術(shù)

當(dāng)前，我國垃圾焚燒發(fā)電全廠能效較低，可回收利用低品位能量提高電廠能源利用效率，包括：提高發(fā)電蒸汽參數(shù)、排煙損失利用、凝汽損失利用等。煙氣余熱利用、循環(huán)水熱泵、背壓機(jī)組等多方案可助力能效提升。

熱用戶的需求，是實現(xiàn)余熱充分利用的關(guān)鍵。提高蒸汽參數(shù)以增強(qiáng)發(fā)電效率并減少排煙損失，相關(guān)技術(shù)已相當(dāng)成熟，關(guān)鍵在于管理與領(lǐng)導(dǎo)決策。以康恒環(huán)境青島市西海岸垃圾焚燒發(fā)電項目為例，項目方多次向領(lǐng)導(dǎo)介紹后獲重視，從項目立項到供暖機(jī)開始供暖僅用了短短幾個月時間，該項目預(yù)計每年為當(dāng)?shù)鼐用窆┡?8萬吉焦。這背后是公司領(lǐng)導(dǎo)層的高度重視和主動推進(jìn)，這不僅帶來了經(jīng)濟(jì)效益，還推動了當(dāng)?shù)啬茉唇Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化。通過管理創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，主動應(yīng)對市場變化，是實現(xiàn)能源利用效率提升和環(huán)保目標(biāo)的關(guān)鍵。

04 康恒環(huán)境垃圾焚燒能效提升實踐

編輯：趙凡