城市生活垃圾生物處理加焚燒發(fā)電成本分析與控制

杭州市環(huán)境集團(tuán)有限公司

引言

過去，城市生活垃圾的處理方式主要為填埋和焚燒兩種，隨著城市生活垃圾年發(fā)生量不斷攀升，垃圾焚燒及其產(chǎn)生的廢棄物對(duì)城市資源環(huán)境及生態(tài)平衡造成嚴(yán)峻的威脅，越來越多的城市開始關(guān)注更加環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)化的垃圾處理方式。本著垃圾處理效益與環(huán)保兼顧原則，城市生活垃圾生物處理加焚燒發(fā)電的方式能夠?qū)崿F(xiàn)“變廢為寶”，項(xiàng)目投資成本及運(yùn)營(yíng)成本具有可行性，通過項(xiàng)目運(yùn)轉(zhuǎn)生成具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的產(chǎn)品重新投放到生產(chǎn)生活當(dāng)中并產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值。綜上所述，許多地方政府大力倡導(dǎo)這種綜合垃圾處理方式，以控制城市環(huán)境資源、生態(tài)資源的流失速度。

一、城市生活垃圾處理方式及效益分析

（一）處理方式

1.焚燒法

垃圾焚燒是指將垃圾燃燒過程中釋放的熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能并最終轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)過程，根據(jù)測(cè)算數(shù)據(jù)顯示，1噸垃圾焚燒可產(chǎn)生約0.5噸煤炭燃燒所釋放出的熱能，通過發(fā)電技術(shù)轉(zhuǎn)化為再生資源，對(duì)環(huán)境、生產(chǎn)、生活都具有較高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值?？傮w來看，垃圾焚燒法共包括垃圾焚燒、熱能轉(zhuǎn)電、三廢處理這三個(gè)部分。垃圾焚燒發(fā)電過程中會(huì)產(chǎn)生廢水、廢氣、廢灰，需要對(duì)焚燒后產(chǎn)生的垃圾進(jìn)行再處理。

垃圾焚燒后經(jīng)過處理將垃圾焚燒殘留物從爐底推出并轉(zhuǎn)運(yùn)至爐渣處理廠進(jìn)行處理；垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的高溫?zé)釟馔ㄟ^蒸汽發(fā)電原理送入發(fā)電機(jī)中發(fā)電，產(chǎn)生的電除供垃圾處理廠自用外，其余電能通過變壓器轉(zhuǎn)至國(guó)家電網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一售賣。垃圾焚燒中產(chǎn)生的廢氣需要經(jīng)過脫硝、凈化等一系列處理再排出，垃圾焚燒生產(chǎn)的煙氣具有高污染性且一旦未處理進(jìn)入大氣對(duì)環(huán)境破壞不可逆，垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)是垃圾處理廠必須按照國(guó)家規(guī)定采購(gòu)與投入的設(shè)備，確保煙氣凈化達(dá)到規(guī)定指標(biāo)。同理，廢水也需經(jīng)過多次滲濾處理，達(dá)到生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)后排出。而廢灰需經(jīng)過穩(wěn)定化處理后，用水泥固化的方式加以處理處置。

2.填埋法

垃圾填埋法是一種較為簡(jiǎn)單的垃圾處理方式，相較焚燒法、生物處理法前期投入成本低，在實(shí)際垃圾填埋處理過程中成本主要來自生活垃圾滲瀝液處理成本以及人工成本。隨著我國(guó)土地資源的日益緊張，垃圾填埋法的應(yīng)用空間逐漸減少，且隨著生物處理技術(shù)應(yīng)用成熟化、環(huán)?；?，填埋法的作業(yè)處理方式正在逐步退出歷史舞臺(tái)。

3.生物處理法

垃圾生物處理法是指通過菌劑生物技術(shù)原理將生活垃圾中可降解物質(zhì)轉(zhuǎn)為為穩(wěn)定的產(chǎn)物，并通過生物工藝流程處理最終產(chǎn)出化肥這一經(jīng)濟(jì)產(chǎn)物的過程。常用的處理技術(shù)包括好氧處理和厭氧處理。好氧處理是通過堆肥等方式最終將垃圾轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料，而厭氧處理是通過厭氧技術(shù)處理生產(chǎn)成沼氣等再生能源。生物處理法的作用成本主要來自初始設(shè)備投入、菌劑、相應(yīng)輔料耗材、能耗以及人工成本。

（二）效益分析

1.銷售收入

通過垃圾焚燒、生物處理技術(shù)都可以實(shí)現(xiàn)垃圾能源的轉(zhuǎn)化再利用，其產(chǎn)生的再生資源，包括電、沼氣等為垃圾處理廠帶來經(jīng)濟(jì)收益。垃圾焚燒后產(chǎn)生的售電收入與垃圾焚燒廠自用電量、焚燒垃圾規(guī)模相關(guān)聯(lián)，處理廠需要根據(jù)國(guó)家及地方垃圾焚燒發(fā)電的電價(jià)政策進(jìn)行合理統(tǒng)一定價(jià)。

2.垃圾補(bǔ)貼收入

從節(jié)能減排角度來講，垃圾生物處理和焚燒處理技術(shù)的應(yīng)用幫助城市減少環(huán)境污染源并提供更多可用資源，達(dá)到節(jié)能減排的目的，政府可對(duì)垃圾處理廠給予必要的垃圾補(bǔ)貼費(fèi)用。具體依據(jù)各地政府補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)的不同，垃圾處理廠相應(yīng)的補(bǔ)貼收入也不同。

二、城市生活垃圾生物處理及焚燒發(fā)電成本分析

城市生活垃圾通過生物處理加焚燒發(fā)電的方式處理，必須在垃圾回收流程的前端進(jìn)行垃圾分類。其原因是生物處理技術(shù)僅適用于有機(jī)垃圾處理即生物質(zhì)廢棄物，例如，廚余垃圾、動(dòng)植物殘?bào)w等，其他垃圾不適用生物處理技術(shù)?；诖?，城市生活垃圾生物處理及焚燒發(fā)電的處理成本主要包括以下幾個(gè)方面。

（一）垃圾分類處理成本分析

自國(guó)家推廣生活垃圾分類以來，各地城市在生活垃圾回收前端配置現(xiàn)場(chǎng)督導(dǎo)員指導(dǎo)生活垃圾投放，并逐步推廣垃圾回收積分政策等活動(dòng)，鼓勵(lì)、引導(dǎo)居民群眾積極參與到生活垃圾分類中。根據(jù)2019年h城市前端的垃圾分類處理成本結(jié)果來看，實(shí)際生活垃圾分類成本合計(jì)約為390元/噸。

（二）垃圾運(yùn)輸成本分析

城市生活垃圾需經(jīng)過回收、清運(yùn)、轉(zhuǎn)運(yùn)三個(gè)運(yùn)輸過程。受城市生活圈居住密度、人口規(guī)模及城市面積等因素影響，各區(qū)域垃圾運(yùn)輸距離、運(yùn)輸流程、垃圾回收車輛配置不同，其硬件設(shè)備投入成本也不盡相同。通常來說，前端垃圾收集回收是通過垃圾車進(jìn)行集中運(yùn)輸至垃圾中轉(zhuǎn)場(chǎng)所，最終通過其他運(yùn)輸方式轉(zhuǎn)運(yùn)至垃圾焚燒廠。垃圾運(yùn)輸這一過程的成本主要包括車輛折舊、車輛維修、燃油費(fèi)、人工成本構(gòu)成。以h城市為例，2021年垃圾運(yùn)輸環(huán)節(jié)綜合成本預(yù)計(jì)為375元/噸左右。

（三）干垃圾焚燒處理成本分析

（1）燃料費(fèi)。啟動(dòng)垃圾焚燒發(fā)電爐所需的各類燃料成本，如煤炭等，垃圾焚燒過程中所需要的循環(huán)用水以及辦公場(chǎng)所水電能耗成本。

（2）日常耗材采購(gòu)費(fèi)。焚燒發(fā)電的原材料為經(jīng)過垃圾分類后干垃圾，其垃圾分類成本在前項(xiàng)中已經(jīng)計(jì)算，在此不計(jì)算原材料采購(gòu)成本。但就焚燒發(fā)電的設(shè)施設(shè)備采購(gòu)與維護(hù)維修成本，日常更新、更換的備品備件成本，以及煙氣處理中涉及的生物制品耗材，用于處理廢水、廢灰的化學(xué)材料成本等。例如，廢氣處理中涉及袋式除塵器，廢灰處理中所需的水泥、穩(wěn)定劑等化學(xué)制劑，這些日常所需消耗材料成本都需計(jì)入采購(gòu)成本。

（3）維修維護(hù)成本。垃圾焚燒發(fā)電設(shè)施設(shè)備的定期外部維護(hù)成本，類似年度檢修施工成本、人工費(fèi)用，隨著發(fā)電設(shè)備投入年限的增加，其維修維護(hù)成本也將逐年上升。

除上述焚燒發(fā)電工藝流程中所涉及的日常作業(yè)成本外，干垃圾焚燒發(fā)電可能還涉及固定資產(chǎn)的折舊攤銷以及財(cái)務(wù)費(fèi)用等問題。h城市2020年垃圾焚燒的成本約為300元/噸。

（四）濕垃圾生物處理成本分析

通過對(duì)分類后的濕垃圾進(jìn)行生物處理，按照每噸濕垃圾可產(chǎn)生65方沼氣來測(cè)算，每7.5公斤濕垃圾可轉(zhuǎn)化為1度電。根據(jù)各地執(zhí)行的垃圾焚燒發(fā)電補(bǔ)貼電價(jià)估算，每噸濕垃圾可產(chǎn)生的發(fā)電收入約在65～85元/噸。同時(shí)，參考h城市2019年濕垃圾處理成本為400元/噸，可見，當(dāng)前垃圾分類試行階段垃圾生物處理加焚燒發(fā)電整體過程處理成本仍然較高。

三、城市生活垃圾生物處理加焚燒發(fā)電成本控制策略

（一）投資成本控制

1.項(xiàng)目選址及預(yù)期收益分析

城市生活垃圾處理場(chǎng)地選址直接關(guān)系到垃圾處理成本及收益，在項(xiàng)目投入建設(shè)運(yùn)營(yíng)前，要充分調(diào)研地域情況并做好投資測(cè)算。一方面，項(xiàng)目選址要考慮城市整體用地規(guī)劃建設(shè)要求，另一方面，要在可選擇的范圍內(nèi)綜合考慮垃圾清運(yùn)、中轉(zhuǎn)、堆存成本，土地周邊配套情況、焚燒發(fā)電入網(wǎng)的施工難度，所覆蓋的城市生活垃圾產(chǎn)生量等因素，最終確定垃圾處理項(xiàng)目選址。根據(jù)所在城市生活垃圾處理補(bǔ)貼費(fèi)及自發(fā)電入網(wǎng)電費(fèi)收入，初步對(duì)項(xiàng)目投資建設(shè)運(yùn)營(yíng)后的預(yù)期收益進(jìn)行測(cè)算并對(duì)整體項(xiàng)目投資收益進(jìn)行評(píng)估。

2.項(xiàng)目融資成本控制及建設(shè)成本控制

垃圾生物處理加焚燒發(fā)電項(xiàng)目整體投入成本規(guī)模較大，企業(yè)對(duì)于項(xiàng)目融資模式及渠道要做好統(tǒng)籌，對(duì)于項(xiàng)目投資貸款額度、還款計(jì)劃、利息額等在投資前做好測(cè)算，有計(jì)劃、有目的地選擇貸款銀行及額度、周期，控制項(xiàng)目整體融資成本。對(duì)于建設(shè)期內(nèi)不必要、不確定性的情況發(fā)生，結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計(jì)多種解決方案并優(yōu)化選擇，控制項(xiàng)目建筑安裝費(fèi)用。

3.設(shè)備、車輛配置選用

項(xiàng)目設(shè)備選擇上要把握符合環(huán)保要求、低污染、低能耗優(yōu)先，兼顧設(shè)備投入成本、維護(hù)維修成本、使用年限等選擇設(shè)施設(shè)備投入。在垃圾車輛選擇上可以擬定試行方案，根據(jù)預(yù)期的生活垃圾總量、種類等因素匹配垃圾車輛類型，并按照實(shí)際情況對(duì)方案加以調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備車輛的最優(yōu)配置。

（二）規(guī)模成本控制

1.垃圾處理補(bǔ)貼收入及電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分析

垃圾焚燒發(fā)電設(shè)備投入運(yùn)營(yíng)后，其焚燒垃圾總量越高，產(chǎn)生的熱能值越高，發(fā)電量也就越多，整體售電銷售收入越高。但部分城市生活垃圾焚燒發(fā)電垃圾補(bǔ)貼費(fèi)隨著售電收入的階梯式上升，垃圾補(bǔ)貼收入逐步減少。這種情況下垃圾處理企業(yè)要綜合測(cè)算下綜合收益最高的臨界點(diǎn)值，權(quán)衡考慮每噸垃圾焚燒發(fā)電成本、售電收入、補(bǔ)貼收入以及生物處理成本、有機(jī)肥市場(chǎng)銷售收入等因素，對(duì)相對(duì)可控成本費(fèi)用的發(fā)生做好預(yù)期管控。

2.進(jìn)一步通過垃圾分類提升生物處理占比

垃圾焚燒發(fā)電所需資產(chǎn)投入較重，且對(duì)于城市生活環(huán)境仍存在一定的危害和影響。隨著人民生活水平的提升，對(duì)有機(jī)種植、綠色飲食等健康生活理念更加注重，垃圾處理企業(yè)可以進(jìn)一步推動(dòng)城市生活垃圾前端分類服務(wù)，提升垃圾分類生物處理占比，通過生物處理垃圾總體的提升，進(jìn)一步分?jǐn)偵锾幚碛布O(shè)備成本的分?jǐn)偅岣哂袡C(jī)肥產(chǎn)量及銷售收入，實(shí)現(xiàn)生物處理技術(shù)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)語(yǔ)

城市生活垃圾處理是具有社會(huì)公益屬性的經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目，通過前文對(duì)生活垃圾處理方式、成本結(jié)構(gòu)剖析，垃圾生物處理加焚燒發(fā)電項(xiàng)目仍屬于重資產(chǎn)行業(yè)且收益項(xiàng)目有限。垃圾生物處理加焚燒發(fā)電企業(yè)在成本分析和控制上仍需要多下功夫，結(jié)合自身情況健全成本管控，依據(jù)成本核算對(duì)象細(xì)化成本構(gòu)成，基于價(jià)值鏈創(chuàng)造過程加強(qiáng)對(duì)企業(yè)整體運(yùn)營(yíng)成本管控，進(jìn)一步優(yōu)化和完善垃圾處理流程，推動(dòng)垃圾處理事業(yè)社會(huì)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)效益共贏局面。