從能量轉(zhuǎn)換的角度來看，垃圾焚燒是一個(gè)把蘊(yùn)藏在垃圾中的生物能釋放出來轉(zhuǎn)化成為電能的過程。而從物質(zhì)轉(zhuǎn)換的角度來看，垃圾焚燒則是一個(gè)把固體垃圾轉(zhuǎn)化成氣體和固體污染物的過程，這些污染物必須經(jīng)過處理才能排放。
為了把垃圾中的能量發(fā)掘出來用于發(fā)電，為了處理過程中產(chǎn)生的廢棄物，就勢(shì)必需要一整套設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，維持這些設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)需要消耗能量。而能量在運(yùn)輸和轉(zhuǎn)換的過程中也會(huì)有損耗。
目前我國進(jìn)入焚燒廠的垃圾幾乎都是未經(jīng)分揀的，也由于我國特殊的飲食結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致混合垃圾熱值較低，在焚燒階段需要添加煤或油輔燃。
也就是說，垃圾發(fā)電本身是需要電力投入的，而且垃圾焚燒后釋放的熱能也并不能都轉(zhuǎn)化成電能。
那么，垃圾焚燒發(fā)電到底值不值呢？
如何衡量？
2010年12月12日，歐盟開始實(shí)行的新的《廢棄物框架指令》，其中要求生活垃圾焚燒廠的R1>0.6(2008年12月31日之后按照歐盟法律獲得許可、目前在運(yùn)行的設(shè)施的要求為R1>0.65)，才算作被可以認(rèn)定為“垃圾管理優(yōu)先次序原則”中所提及的“回收利用（recovery）”。[附1]
我國對(duì)于垃圾焚燒發(fā)電廠能效計(jì)算通常用焚燒廠余熱利用水平來反映，一般由噸垃圾發(fā)電量、噸垃圾凈發(fā)電量、噸垃圾上網(wǎng)電量與噸垃圾凈上網(wǎng)電量4個(gè)指標(biāo)表征。[附2]
調(diào)研與分析
2018年6月，《環(huán)境衛(wèi)生工程》上刊載了一篇由中國城市建設(shè)研究院有限公司高級(jí)工程師吳劍主筆，分析了我國垃圾焚燒廠能效水平的文章——《我國生活垃圾焚燒發(fā)電廠的能效水平研究》。
截止到2016年12月底，我國建成并投入運(yùn)行的生活垃圾焚燒發(fā)電廠250座、總處理能力達(dá)2.38×105t/d、總裝機(jī)超過4906MW。其中采用爐排爐焚燒廠數(shù)量為168座，流化床為82座。
作者調(diào)研了53個(gè)爐排型焚燒爐與7座流化床型焚燒爐的基本情況，對(duì)其能源利用效率進(jìn)行了分析。
1.用余熱利用水平來衡量
被調(diào)研的焚燒爐的整體水平如下表所示：
總體看來，流化床噸垃圾發(fā)電量與噸垃圾凈發(fā)電量，噸垃圾上網(wǎng)電量與噸垃圾凈上網(wǎng)電量差別較大。
爐排爐的余熱利用水平普遍高于流化床。
2.利用歐盟的R1值來衡量
按照歐盟指令的R1公式，在被調(diào)查的60個(gè)焚燒廠中，選取26個(gè)各參數(shù)資料齊全的爐排爐焚燒發(fā)電廠進(jìn)行計(jì)算，這26個(gè)焚燒廠均是純發(fā)電進(jìn)行余熱回收。對(duì)比結(jié)果如下所示：相比歐盟焚燒廠的能效水平，我國焚燒廠的整體能效水平偏低。
下圖為一個(gè)處理規(guī)模800t/d的爐排爐焚燒發(fā)電廠的能源網(wǎng)絡(luò)圖，可以看出，項(xiàng)目能源利用率為17.33%，利用效率整體上比較低。
能量都去哪了？
1.能源轉(zhuǎn)換損耗
如下圖所示，垃圾中的生物能并不能直接轉(zhuǎn)化成電能，其間需要經(jīng)過蒸汽熱能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換過程中會(huì)損失大量熱量，高達(dá)項(xiàng)目總綜合能耗消費(fèi)量的82.3%.主要損失有鍋爐的損耗、汽輪機(jī)的損耗、排汽的損耗、發(fā)電機(jī)的損耗、管道系統(tǒng)的損耗、設(shè)備耗電等。其中焚燒-鍋爐系統(tǒng)的熱效率一般為78%左右，汽輪-發(fā)電機(jī)以及凝汽器系統(tǒng)等損耗較大，一般熱效率40%~45%.
2.運(yùn)行耗電
如前所述，焚燒廠的運(yùn)行需要電。在垃圾接收系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、余熱發(fā)電系統(tǒng)、爐渣及飛灰輸送系統(tǒng)、給排水設(shè)備系統(tǒng)、暖通設(shè)備系統(tǒng)、空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)、化學(xué)水系統(tǒng)、輔助燃油系統(tǒng)以及廠區(qū)電力損耗這11個(gè)系統(tǒng)或部分中，燃燒系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、余熱發(fā)電系統(tǒng)和給排水設(shè)備系統(tǒng)這4個(gè)部分的用電量占整個(gè)廠用電的比例為78.14%。
所以，綜合來看，是不是我國的垃圾焚燒廠還算不上“回收利用”呢？
附：
1.R1計(jì)算公式：
R1=（Ep-（Ef+Ei））/(0.97×（Ew+Ef）)
式中：Ep表示每年產(chǎn)生的熱能或者電能，在計(jì)算時(shí)，電能乘以系數(shù)2.6，商業(yè)供熱乘以系數(shù)1.1，GJ/a；Ef表示燃料輸入到熱力系統(tǒng)的熱量，GJ/a；Ew表示廢棄物輸入到熱力系統(tǒng)的凈熱量，GJ/a；Ei表示除Ef和Ew之外的年輸入熱量，GJ/a；0.97是一個(gè)無量綱系2數(shù)，修正鍋爐不完全燃燒的燃料損失。
2.余熱利用水平計(jì)算公式：
噸垃圾發(fā)電量=廠總發(fā)電量/垃圾量
噸垃圾凈發(fā)電量=（廠總發(fā)電量-外加燃料發(fā)電量）/垃圾量
噸垃圾上網(wǎng)電量=（廠總發(fā)電量-廠自用電量）/垃圾量
噸垃圾凈上網(wǎng)電量=（廠總發(fā)電量-外加燃料發(fā)電量-廠自用電量）/垃圾量
文章來源：吳劍,蹇瑞歡,劉濤.我國生活垃圾焚燒發(fā)電廠的能效水平研究.環(huán)境衛(wèi)生工程[J].2018,26(3).39-42.
來源:天下無焚 作者:吳劍
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