垃圾发电:一个价值百亿的契机

来源:中国科技财富作者:中国科技财富发布时间:2022-12-30 人气:0

 

  2006年福布斯财富中国榜位列前茅的钭正刚就是靠着垃圾发电,使他的个人资产从2003年的12亿元升到了今年的20亿元。

  城市化让中国大多数的城市陷入了垃圾围城,从政府到研究机构,垃圾处理成为了长年研究,长年都得不到解决的老大难问题。在6月份,北京农展馆举办的2007年环保展上,来自各地的垃圾处理企业,在会上展示了各自的产品。当记者问到,是否能够彻底地解决城市垃圾造成的污染问题时,没有任何企业能够自信地说没问题。

  统计数据显示,2006年北京市垃圾的日产量为13000吨,全年生产495万吨,而且每年将以8%的速度递增。我国目前处理生活垃圾的方法除露天堆放外,还有卫生填埋,这种方法虽然解决了露天堆放产生的问题,但是缺点是建填埋场占地面积大,使用时间短,一般十年左右,成本高。

  第二种方式就是焚烧,通过焚烧使垃圾体积缩小50%-95%,但烧掉了可回收的资源,释放出有毒气体,例如电池中的汞蒸汽等,并产生有毒有害炉渣和灰尘。

  第三种是堆肥,这种方法需要人们将有机垃圾与其它垃圾分开才行,它具有很好的发展前景。一般来说,现处理一吨垃圾花103。49元,一年的处理费用就是五个亿左右。还不包括建设垃圾处理场的费用,建一座大型垃圾填埋厂就得花两亿,建一座大型垃圾焚烧厂就得花二十多亿。当前大量未经分类就填埋或焚烧垃圾,既是对资源的巨大浪费,又会产生二次污染。

  这些方式并不能够彻底的解决城市垃圾问题,此时,全世界垃圾年均增长速度为8。42%,中国垃圾增长率达到10%以上。全世界每年产生4。9亿吨垃圾,而仅中国每年就产生近1。5亿吨城市垃圾。目前中国城市生活垃圾累积堆存量已达70亿吨。

  露天堆放的垃圾,不仅影响城市景观,同时污染了大气、水和土壤,对城市居民的健康构成威胁。每年年产1。5亿吨的城市垃圾中,被丢弃的“可再生垃圾”价值高达250亿元。

  垃圾发电作为处理可再生垃圾的一种方式,最被看好。而2006年福布斯财富榜为列前为的钭正刚就是靠着垃圾发电,使他的个人资产从2003年的12亿元升到了今年的20亿元。

  钭正刚在20世纪90年代初就看到了电力的前景。他先在浙江省内连续投资热电厂,之后与英国国家电力公司、美国欧格登公司等合作,引进先进的管理技术。上世纪90年代中后期,煤泥、煤矸石等固体废弃物焚烧发电领域成为了公司瞄准的方向。他义无反顾地于1998年独辟蹊径,投资焚烧垃圾的热电厂。

  目前,锦江集团在浙江、山东、河南等省已经有10多座垃圾发电厂和能源综合利用电厂。而武汉、西安,兰州、沈阳等地,将是公司下一步的投资城市。“环保能源是集团的高速增长产业。”钭正刚毫不否认这个行业就是公司未来增值的筹码。

  垃圾的快速出路

  从20世纪70年代起,一些发达国家便着手运用焚烧垃圾产生的热量进行发电。欧美一些国家建起了垃圾发电站,美国某垃圾发电站的发电能力高达100兆瓦,每天处理垃圾60万吨。

  今天的德国,垃圾发电厂每年要花费大量的资金,从国外进口垃圾。据统计,目前全球已有各种类型的垃圾处理工厂近千家,预计3年内,各种垃圾综合利用工厂将增至3000家以上。科学家测算,垃圾中的二次能源如有机可燃物等,所含的热值高,焚烧2吨垃圾产生的热量大约相当于1吨煤。如果我国能将垃圾充分有效地用于发电,每年将节省煤炭5000至6000万吨。

  在中国,如果到2010年,垃圾焚烧处理量占总垃圾产量的10%,焚烧热能用于发电和供热,则从现在到2010年需要新建日处理能力为3。2万吨的垃圾焚烧设备。可以考虑在大中型城市建立处置能力在500吨/日以上的大型垃圾焚烧装置30处,新增发电总装机288兆瓦,年发电量可达到2太千瓦时;新建处置能力150-500吨/日的垃圾焚烧装置35处,新增发电总装机105兆瓦,年发电量0。75太千瓦时。

  如果到2020年焚烧发电的垃圾处理量达到总量的30%,则2010年到2020年需要新建日处理能力为13。1万吨的垃圾焚烧设备。新建处置能力500吨/日以上的大型垃圾焚烧装置将可以达到120处,新增发电总装机1152兆瓦,年发电量8。3太千瓦时;新建处置能力150-500吨/日的垃圾焚烧装置140个,新增发电总装机420兆瓦,年发电量3太千瓦时,届时垃圾焚烧发电总装机将达到2000兆瓦以上。

  虽然垃圾发电技术已经发展了很长时间,但是人们对垃圾发电的技术并不了解。垃圾发电是把各种垃圾收集后,进行分类处理。一是对燃烧值较高的进行高温焚烧,也彻底消灭了病源性生物和腐蚀性有机要物,在高温焚烧产生的烟雾经过处理中产生的热能转化为高温蒸气,推动涡轮机转动,使发电机产生电能。

  第二对不能燃烧的有机物进行发酵、厌氧处理,最后干燥脱硫,产生一种气体叫甲烷,也叫沼气。再经燃烧,把热能转化为蒸气,推动涡轮机转动,带动发电机产生电能。

  现在,很多垃圾发电项目都采用的是BOT融资模式,非常具有投资的优势。BOT模式所涉及的标的一般为大型的公共基础设施建设,如电力、交通、供水、桥梁、机场、港口等。这些基础设施项目规模大,投融资风险高,收入来源稳定,建设周期漫长,技术含量高,且通常为政府垄断经营,在国民经济中具有举足轻重的地位。

  在一个特定的城市,投资者一旦与市政部门达成建设垃圾焚烧发电厂的协议及服务合同,则该厂的产品(电、热)即获得稳定的销售渠道和收入,市政部门按合同约定的电价收购电厂所生产的电力。

  由于垃圾发电受到政府的支持,对垃圾发电厂上网售电,国家制定了优惠政策予以保护。同时市政部门须按时、按量、按质供应原材料(垃圾),并按核定的垃圾处理量支付垃圾处理费。采用公司的核心技术建设的垃圾发电厂的运营成本低廉,且没有原材料采购成本及销售费用,直接的成本支出为人工及运营维修费用,主要费用是折旧和财务费用。

  虽然如此,建垃圾发电站费用要非常高,首先,会选择地方政府具备一定的财力,同时城市居民也有经济基础,已经有或有即将出台的垃圾排放收费政策相配套,能够部分解决垃圾焚烧发电项目的地方进行投资。

  第二,要求人口密度高,土地资源紧缺,城市化程度和居民生活现代化水平高的地区,垃圾热值容易满足要求。第三,环境保护要求高的城市和地区。我国垃圾焚烧发电未来应用的重点区域将是:直辖市、省会城市以及其它经济条件较好的大城市、沿海城市和主要旅游城市、沿长江流域地级城市、各主要湖泊、江河附近地级市、以地下水为饮水源城市等。

  技术的增长信心

  垃圾发电的增长依然较慢,究其原因主要是受一些技术或工艺问题的制约,比如发电时燃烧产生的剧毒废气长期得不到有效解决。日本2005年推广一种超级垃圾发电技术,采用新型气熔炉,将炉温升到500℃,发电效率也由过去的一般10%提高为25%,有毒废气排放量降为0。5%以内,低于国际规定标准。

  专家认为,随着垃圾回收、处理、运输、综合利用等各环节技术不断发展,工艺日益科学先进,垃圾发电方式很有可能会成为最经济的发电技术之一。从长远效益和综合指标看,将优于传统的电力生产。我国的垃圾发电刚刚起步,但前景乐观。

  我国有丰富的垃圾资源,全国城市每年因垃圾造成的损失约近300亿元,而将其综合利用却能创造2500亿元的效益。 垃圾的产生量和分布与人口、城市分布等密切相关。

  根据国家环保总局预测,2010年我国城市垃圾年产量将为1。52亿吨,2015年和2020年将达到2。1亿吨。2005年大中城市垃圾中有机物含量将达到70%以上,含水率在50%左右,并配合垃圾分类等措施,到2010年大中城市的生活垃圾基本能够达到直接焚烧的要求。

  能够达到这一要求的垃圾如考虑占总量的50%的话,热值按5000焦耳/千克计算,则垃圾能源资源总量为760TJ,可利用量380TJ,可利用的垃圾发电装机潜力为2500兆瓦,提供电力约18太千瓦时。

  2020年垃圾能源资源总量为1050TJ,可利用量525TJ,可利用的垃圾发电装机潜力为3450MW,提供电力约25太千瓦时。因此垃圾焚烧发电从资源角度来说潜力很大。

  我国中央和地方政府都很支持垃圾焚烧发电产业的发展,目前建设的垃圾焚烧发电装置的投资大都来源于当地财政,都是在经济条件相当好的大中城市。国家环保总局在2000年出台了有关垃圾焚烧发电的污染控制标准和规范。中央在2001年11月出台了对垃圾焚烧发电项目实行增殖税即征即退的优惠政策,这一政策非常明确且易于操作。

  此外,国内的一些机构正在进行通过法律条文形式鼓励可再生能源发展的研究以及其它相关的准备工作。参考国际上的经验,垃圾焚烧发电可以作为被鼓励的技术之一包含其中。欧洲在垃圾焚烧发展方面的成功经验可以借鉴,它是与欧洲各国垃圾处理的体制和政府制定的优惠政策密切相关的。

  从体制上,垃圾处理和资源化利用已经成为成熟的产业,大部分由私营公司和企业来运营,政府通过垃圾收费政策从垃圾排放者中筹集资金,支付给垃圾处理企业,常常通过竞标确定垃圾处理的价格;从标准上,欧洲各国制定严格的垃圾焚烧标准并严格执行;从政策上,欧洲各国通过立法或优惠的政策鼓励垃圾焚烧发电项目的实施,如英国在其非化石燃料公约、德国在其新能源法中都规定:垃圾直接焚烧发电的电力电量强制上网,并实施电价补贴或绿色电价因此我国也应考虑逐步制定合理和优惠的政策促进垃圾焚烧发电的发展。

  蓬勃的中国市场

  国内第一个垃圾焚烧发电厂在1987年投入运行,垃圾焚烧发电在九五期间得到一些城市特别是南方大中城市的重视。从2000年到2006年建成有100多个日处理量在200吨以上的焚烧装置,主要在上海、广州、深圳、杭州、郑州、哈尔滨等大城市以及南方一些中等城市如苏州、宁波等,规模最大的纯垃圾焚烧处理装置的日垃圾处理量为1800吨,装机18兆瓦,此外目前在广东等地还有一些项目在建设之中。

  虽然近两年发展迅速,但因为起步晚,垃圾处理总量和装机总量都不大,占我国生活垃圾总量的3%左右,发电总装机容量200多兆瓦。

  垃圾焚烧发电得到了政府的大力支持,由于其社会效益和经济效益日趋明显,因此经济发达的一些城市在推广垃圾焚烧发电技术方面作了大量的工作。

  深圳市市政环卫综合处理厂应用异重循环流化床垃圾焚烧新技术建立了它的第三套垃圾焚烧装置,1998年8月正式投入商业运行,这是国内首座拥有自主知识产权的大型垃圾焚烧发电工程。

  这一系统集成了国内开发的垃圾低污染焚烧技术、尾气净化技术、自动点火、冷渣分选和燃烧控制等专利技术,达到国际领先水平的污染控制和排放技术指标。

  该厂筹建于1985年,建厂初期,从日本进口了两台三菱。马丁式垃圾焚烧炉。但由于生活垃圾存在水份高、热值低、多变化、未经分选的特点,垃圾进炉后水分蒸发大量吸热,干燥时间长,着火慢,易结块,烧透时间长,炉膛温度易大幅波动,垃圾焚烧不稳定。

  同时一期工程垃圾焚烧热能利用率低,总体发电能力仅为500千瓦,每年还需向电网买电。为解决这些问题,深圳在1996年开始第三台垃圾焚烧炉国产化工程和对日本进口垃圾焚烧炉的改造及新建一台3000千瓦发电机组工程。

  2002年前上海的垃圾处理都是直接填埋,不仅对环境造成很大的污染,而且占用大量土地。为此,上海建成了其首家垃圾焚烧发电厂,处理来自浦东全区的生活垃圾,在一定程度上缓解了城市垃圾的压力。该厂的设计垃圾日处理能力是1094吨,目前每天垃圾的焚烧量保持在1100-1200吨;设计日发电能力是408兆瓦/小时,目前日均发电量在350-400408兆瓦/小时。

  天津市首座垃圾焚烧发电厂正在建设之中,总投资5。7亿元,垃圾焚烧处理系统采用世界先进的日本TAKUMA公司SN型炉排焚烧技术,由3条400吨/天的焚烧线组成,每天可处理生活垃圾1200吨。系统采用连续运行方式,估计建成后全年可处理垃圾40万吨,天津市区生活垃圾的四分之一将被焚烧处理。设计发电装机容量为18兆瓦,日发电量35。1万千瓦时,年上网总电量为1。16亿408兆瓦/小时,相当于每年节约标准煤4。8万吨,真正实现了对垃圾的资源化、无害化处理。

  什么是 BOT模式?

  BOT是Build(建设),Operate(经营),Transfer(转让)三个英文单词的第一个字母的缩写,代表着一个完整的项目融资的概念。这种模式的基本线路是:由项目所在国政府或所属机构为项目的投资者提供一种特许权协议作为项目融资的基础,由本国公司或外国公司作为项目的投资者和经营者安排融资,承担风险,开发建设项目并在有限的时间内经营项目获取商业利润,最后根据协议将该项目转让给相应的政府机构。

  未来五年我国环保投资总需求约为7000亿元,按照总投资的1/3计算,自有资金需求额高达2333亿元,如此巨额需求完全靠财政投资是不现实的,吸引社会资金(包括外资)投资环保产业已是各级政府和业内人士的共识,BOT模式将是我国环保产业项目融资的一个发展方向。

  采用BOT模式需要有商业资本积极大规模的进入,而污水处理行业的收益和排污收费是相关的,排污收费关系到国计民生,考虑到我国居民的经济承受能力,在将来相当长的时期内污水处理行业不可能有超额利润,也就决定着不会有大规模的商业资本的进入。因此,在我国的污水处理行业全面推广BOT项目融资模式的时机尚未成熟,只是少数经济发达的城市有条件采用,投资人也只有少数追求回报稳定性而不是高投资回报的大财团。

  2007年垃圾发电重大项目

  美国垃圾发电巨头控股重庆

  2007年2月14日重庆钢铁集团与美国卡万塔控股集团(英文名:Covanta Energy Grouplnc)(简称卡万塔集团)达成协议,由卡万塔集团购买其子公司重庆三峰环境产业有限公司(简称三峰公司)40%股份。

  三峰公司利用世界知名的马丁技术分别在重庆市和福建福州市设计、建设、运营了两座现代化1200吨/天的垃圾发电厂,另外正与中国几个大型垃圾发电厂洽谈合作。

  卡万塔集团在三峰购买40%的股份预计在今年二季度交割。一旦完成交割,三峰将变成中外合资企业,其名称将改变成三峰卡万塔环境产业有限公司。

  东北首个垃圾发电项目在沈阳开工

  2007年5月 15日,沈阳与意大利阿兹亚环境股份公司合作,老虎冲垃圾填埋沼气处理及发电项目正式开工。今后,沈阳市居民日常生活中的烂菜叶、剩菜、剩饭这些生活垃圾,将变成用来发电的宝贝。这一项目的开工建设,也填补了东北地区利用生活垃圾发电的空白。

  作为沈阳市第一个清洁能源项目,今后,要将老虎冲垃圾填埋场中每年的60多万吨生活垃圾产生的沼气收集起来,一部分用于燃料,一部分用来发电。

  福建最大垃圾发电厂开始发电

  2007年6月9日,红庙岭垃圾发电厂,将于本月底投入使用,目前正进行最后的工程移交。

  红庙岭垃圾发电厂是福建省目前最大的垃圾发电项目,总投资约3。5亿元,占地约100亩。该发电厂采用目前国际上最先进的马丁技术建设,设计规模为日焚烧处理垃圾1000吨,年处理城市生活垃圾约33万吨,配置装机容量为1。6万千瓦发电机组。投入使用后,每天将焚烧榕城日产生垃圾量的近2/3,年发电量约1亿千瓦时。