后哥本哈根时代,全世界都涌动着一股“低碳潮”,“减少碳排放”、“低碳经济”也成为全国各地“两会”的热门词汇。
低碳,英文为low carbon。意指较低(更低)的温室气体(二氧化碳为主)排放。随着全球人口和经济规模的不断增长,能源使用带来的环境问题及其诱因不断地为人们所认识,大气中二氧化碳浓度升高带来的全球气候变化也已被确认为不争的事实。在此背景下提出的低碳经济,则是一种以低能耗、低污染、低排放为特点的发展模式,以低碳产业、低碳技术、低碳能源、低碳生活、低碳管理、低碳城市等为表征的经济形态。其核心是提高能源利用效率和创建洁净能源结构。
一、垃圾焚烧对减少碳排放的巨大贡献
斯德哥尔摩耶夫勒大学和皇家理工学院专家研究发现垃圾焚烧所产生的温室气体和有害气体比堆砌和填埋同样数量的垃圾少,因此垃圾焚烧对环境更加有利。
根据这一理论得出的结果看起来似乎和事实矛盾,因为垃圾中的可燃物在燃烧过程中会形成大量的二氧化碳及有害气体,地下填埋垃圾分解产生二氧化碳和有害气体显然则要缓慢得多。但是,科学家们表示,应该注意到,垃圾焚烧与填埋处理相比,具有占地小、处理时间短、减量化显著(一般可减少到1/10~1/20)、无害化较彻底以及可回收垃圾焚烧余热等优点,对温室气体的减排也非常显著。生活垃圾焚烧过程中,生物质类如植物、秸秆、纸等燃烧排放的CO2并不增加温室气体排放,增加部分主要是来自化石材料如废塑料燃烧所产生的CO2,此外,燃烧过程中产生的NO2也有贡献,但由于排放量相对少,此部分所占比例很低。
处理除了焚烧过程中会增加一些温室气体排放外(来自化石类燃料中的C的燃烧以及NO2排放),减少温室气体排放主要来源于以下两个方面:一方面是避免由于填埋处理产生填埋气体(主要是甲烷)而造成的温室气体排放,另一方面是由于焚烧余热利用而替代化石燃料而减少温室气体排放。不同国家或地区,填埋气体回收利用状况以及能源结构不同,具体替代当量系数也不同。燃烧垃圾所产生的热量可取代部分常规供电。所以,垃圾燃烧时产生温室气体和有害气体可以抵消掉一部分使用天然气、石油和煤炭所生成二氧化碳和有害气体。
如果有计划、有针对性地燃烧垃圾,例如建设特种焚化炉(在垃圾焚化厂、垃圾填埋场周边建设相关联的发电厂等),垃圾燃烧二氧化碳排放量将少于垃圾填埋的处理方法。
二、发达国家的做法
1.德国
在德国,垃圾焚烧的角色已经从根本上发生了改变。垃圾焚烧处理设施从公众眼中的喷射污染物质的技术怪物,转变为资源再利用产业的重要支柱之一。
目前,德国每年利用可再生能源减少1.17亿吨二氧化碳排放,而为这一成就做出巨大贡献的就是德国境内的70余家不同规模的垃圾焚烧厂。这些工厂每年通过焚烧超过0.18亿吨的垃圾为城市提供60亿度的电力和170亿度的热能,xx可以满足类似柏林这样的大城市的需求。与使用石油、天然气和煤炭等化石燃料相比较,垃圾焚烧供能每年可减少二氧化碳排放量1000万吨。
2.法国
2009年2月,在法国巴黎市中心的塞纳河畔,一座将垃圾进行无害转化、产生热和电能的新型垃圾焚烧厂建成并投入使用。塞纳河周围每年大约产生28.7万吨生活垃圾,该焚烧厂可以处理其中的12.3万吨,焚烧厂的蒸汽设备每年还可以为城市2.38万居民提供照明,为7700多户居民供暖。在减少碳排放方面,使用垃圾代替化石燃料后,粗略估算,可使该地区每年减少1.9万吨二氧化碳排放。
3.奥地利
奥地利的垃圾焚烧设施主要集中在维也纳,2004年,奥地利政府以循环经济发展规划作为框架,对确定的xxx的垃圾处理系统进行了环境评估。在评估报告中,建设垃圾焚烧设施用于生产电力和热能成为{zj0}选择。目前,维也纳市城市供暖的35%来自垃圾焚烧。
4.日本
在日本,每年的垃圾焚烧量为3807万吨,焚烧率77.7%,日平均焚烧量为1.9万吨,进行余热利用的垃圾焚烧厂有877个,利用垃圾焚烧进行发电的有293个,每吨垃圾的发电量为183kw,一年的总发电量为71.9亿度,相当于199万户家庭一年的用电量。
除了焚烧发电,一些工厂还利用垃圾焚烧的余热资源为附近居民提供xxxx的生活服务项目,如增加绿色植被,建设市民农业园(温室)、游泳馆、生态村等,并依托垃圾焚烧厂,设置环保学习点,向市民宣传环保知识,促进垃圾焚烧厂和居民生活一体化。
5.美国
2007年,美国87座垃圾焚烧发电厂,每天焚烧处理量约为9.5万吨,发电装机容量达2500 MW,垃圾焚烧发电产值约100亿美元,提供了超过6000个就业岗位及超过4亿美元年工资额。2005年8月8日,美国总统布什签署“2005能源政策法案”,其中将垃圾焚烧发电纳入可再生能源。
三、建议
与发达国家相比,我国生活垃圾焚烧处理能力严重不足;我国生活垃圾焚烧平均产生电能为250 kW?h/t,而填埋处理平均实际产生电能小于10 kW?h/t。
1.做好规划
对于许多城市,土地资源非常宝贵,生活垃圾填埋场场地选择将越来越困难,垃圾填埋处理的成本也会越来越高,随着经济发展,焚烧处理会逐步发展成为这些地区生活垃圾处理的重要手段。有条件的城市要积极稳妥推进垃圾焚烧厂建设。
垃圾焚烧厂厂址选择在市区或郊区附近,这样一方面减少垃圾运距,另一方面距热用户近,使得垃圾焚烧厂的投资效益和运行效益都得到提高。对于有垃圾焚烧处理潜在需求的地区,从延长现有垃圾填埋场的使用寿命考虑,也需要尽早在城近郊区规划建设城市生活垃圾焚烧厂。
2.把控制生活垃圾水分作为管理目标
如何对家庭的厨余类有机垃圾管理,我们需要变换思路,把控制生活垃圾水分作为管理目标。水分控制要从源头努力。实际上分析目前生活垃圾(环卫部门收集的)成分,其中{zd0}的组成部分往往是水。这一方面是由于厨余类有机物含量高,另外就是收集系统密闭程度低,使得雨水进入城市生活垃圾。一吨水通过下水道进入污水处理厂的处理成本约1元左右,而通过垃圾收运处理要100元以上。因此,要做好垃圾收集的密闭工作,减少雨水进入生活垃圾,同时也应该控制家庭垃圾中的汤水进入城市生活垃圾。德国许多地方就规定,厨余生活垃圾如果滴水,清运部门可拒绝清运。
调查发现,我国城市鲜瓜果人均年消费量超过60 kg,这其中西瓜占有较大比例,相应西瓜皮是构成生活垃圾中水分的重要来源。可以推广使用食品垃圾粉碎机(在家庭或小区)。如果仅仅将家庭中高水分的西瓜皮、汤、果皮等垃圾粉碎通过下水道排除,成本低,又不会增大下水道和水处理系统的负荷,再辅助密闭化垃圾收集,生活垃圾含水量降低到40%左右是容易实现的。这样,生活垃圾将大幅度提高热值,有利于垃圾焚烧处理。
3.打破分割,走向规模化、集约化
将适宜焚烧的垃圾进行统一规划处理,有利于实现规模化和降低成本。我国“非典”疫情过去后,许多城市建立起医疗垃圾焚烧厂,而且一些医疗垃圾焚烧厂就在生活垃圾焚烧厂的旁边,生活垃圾焚烧处理的总成本在200元/吨左右,而医疗垃圾焚烧处理的总成本在500元/吨以上,由于规模小,大多难以连续运行,焚烧烟气排放要达到国家规定标准实际很困难。一般医疗垃圾经过xx处理后比普通生活垃圾热值高,更容易进行焚烧处理,和生活垃圾一起进行焚烧处理并没有特别的影响,发达国家也有许多将医疗垃圾xx处理后并入生活垃圾处理的案例。对于中小城市,垃圾量少,可以将秸秆等生物质结合起来建设垃圾焚烧厂。
4.卫生、安全、环保、经济四个方面一个都不能少
生活垃圾处理设施的正常运转,首先是卫生的需要,垃圾处理的过程要安全可靠,处理的结果要满足环保要求,处理的成本要与支付能力相适应,这四个方面缺一不可,又相互关联。生活垃圾处理设施如同其他环卫设施一样(如公共厕所),大家都需要但都不愿意放在自己家附近。正确认识NIMBY(not in my back yard,英文“不要放在我家的后院”的缩写)就非常重要。如何看待和处理这些矛盾,需要理性、需要实事求是、更需要民主。这里的民主不是少数人的意见,而是要有关的公众全部参与。
5.提高余热利用率
生活垃圾焚烧产生的热能相当于可再生能源,目前一些经济发达的城市和地区每千克垃圾热值达到5000 kJ以上,相当于1.4 kW?h的能量,单一焚烧发电可获得0.2-0.3 kW?h。如果采用焚烧热电联产,即供暖季节主要供热而在非供暖季节主要用于发电,将使垃圾焚烧厂热能利用率进一步提高。通过强化收集管理等措施,降低垃圾含水率,提高垃圾热值,可更有效地提高垃圾焚烧热能利用效率。
按照2007年我国城市生活垃圾量估算,如果70%的城市生活垃圾能够能源化利用,其热量相当于2000万吨标煤。
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