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在市場震蕩增量緊縮的大背景下，垃圾焚燒發電行業整體承壓，困難重重之下，行業不得不面對現實，企業要生存，要做好經營，只能靠管理創新和技術創新。
在“2024(第十八屆)固廢戰略論壇”上，上海康恒環境股份有限公司首席技術官焦學軍以《中國垃圾焚燒發電新技術應用與發展趨勢》為題進行全面而深入的分享。他指出，盡管當前垃圾焚燒發電行業在經營上承受著較大壓力，但技術革新與管理優化的步伐不能停歇。我們要充分發揮行業智慧和能動性，積極探索更為高效、環保且經濟的新技術應用場景，不斷推動產業升級與可持續發展。
01 我國垃圾焚燒發電行業現狀
回顧中國垃圾焚燒發電行業現狀，可以看到行業面臨的諸多挑戰：
一是發展不平衡，在城市化水平高，經濟發達，人口多的區域，垃圾焚燒項目產能過剩，垃圾量不足；而在人口較少、經濟相對落后的地區和村鎮，垃圾處理設施嚴重不足、技術落后。
二是應收賬款累積越來越多，導致企業經營緊張，部分企業面臨極其嚴峻的“困境”。
三是地方標準提標，繼河北、江蘇之后，浙江省近日發布“最嚴地標”，對企業運營提出了更高要求。
四是因行政命令而減產、停產現象時有發生。
困難重重之下，行業不得不面對現實，企業要生存，要做好經營，只能靠管理創新和技術創新。
從生活垃圾焚燒發電廠自動監測數據公開平臺公布的中國垃圾焚燒發電項目分布圖來看，全國的垃圾焚燒項目分布和胡煥庸線十分吻合。截至2024年7月1日，在運行項目：大陸1156座，處理規模115萬噸/日；中國臺灣24座，處理規模2.5萬噸/日；澳門有兩座，處理規模1700噸/日。每個省和直轄市的垃圾焚燒發電規模和其經濟發展情況基本匹配。
聯網運行項目數量和總規模，從2021年6月到2024年7月，增長速度驚人，即便是在2024年，增長速度依然很快。從現有信息來看，2024年下半年投產項目變少，2025年會更少。
近年來，地方生活垃圾焚燒煙氣污染控制標準也在大幅提升。各地生態環境部門在國標之上，致力提高垃圾焚燒環保標準，先后發布更為嚴格的地方標準，遠超過歐、美、日目前所執行的標準。就在12月11日，浙江省生態環境廳、省發改委、省住建廳三部門聯合印發了《浙江省生活垃圾焚燒廠超低排放改造實施方案》，成為目前全國地方標準里最嚴的一個。其中氮氧化物的排放指標涉及80和50兩個具體數值，分別對應小時均值和日均值，該項指標又比江蘇地標氮氧化物小時均值80毫克/立方米的規定再度加嚴，而要保證氮氧化物排放達到100、80和50(毫克/立方米)的達標難度和經營成本給企業提出了較大挑戰。
02 垃圾能源高效利用技術
技術永遠是垃圾焚燒發電行業一如既往的追求，我國垃圾焚燒發電在能源效率提高方面有很大潛力，而且行業內已經付諸行動。
如果垃圾焚燒發電項目只發電不供熱，能源效率提升有限，碳減排效益有限。
焦學軍現場展示了一份數據，數據收集了我國32個純發電的生活垃圾焚燒發電廠能源利用效率全廠性能測試結果。數據顯示，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電項目的一小部分，但也能大致反映行業能源利用效率情況：全廠熱效率最高31.60%，這個數字是全國頂尖水平，即使放在歐洲也屬于高效；25%——26%是國內1000多座垃圾焚燒發電廠的平均熱效率水平；28%——29%屬于優秀水平；大于30%的則寥寥無幾。
焦學軍向參會嘉賓展示了康恒高效發電技術、煙氣污染物協同去除控制技術、“雙碳”領域技術、智慧化焚燒等自主研發技術的前沿進展：
1.高效發電——爐外除濕耦合蒸汽再熱技術
盡管行業領先的光大環境采用的是火電系統常見的爐內再熱技術，康恒環境在調研了歐洲高效發電焚燒廠、核能發電技術后，選擇了爐外再熱技術路線。在業內，康恒環境及其合作單位、廣環投都采用了爐外再熱技術。目前康恒環境和東方汽輪機廠、上海汽輪機廠合作，已有六個項目實施了MSR技術，即爐外再熱，避免了爐內再熱高溫腐蝕，大幅提升全廠發電效率。
三河項目是這項技術的示范應用項目，三河項目完成了國產首臺千噸超大型垃圾焚燒爐排爐投運；采用高參數鍋爐防腐技術，主蒸汽參數達到13.5兆帕/450攝氏度，鍋爐長期安全穩定運行；全球首次使用爐外蒸汽除濕耦合蒸汽再熱技術，全廠發電效率達31%以上。
2.垃圾焚燒發電項目向外供汽
垃圾焚燒發電項目在同等條件下，若有園區使用蒸汽，除自用電發電外，將剩余蒸汽對外供應是更高效的資源利用途徑。中科環保旗下寧波慈溪項目一年供108萬噸蒸汽著實讓人羨慕。相比之下只發電是效益較低的模式，而電和熱都供出去，可以帶來更好的經濟效益和碳減排效果。
康恒環境西安高陵項目今年成功向市民供暖，獲得市領導的高度評價，且未來西安的五個垃圾發電項目都要實現余熱利用供暖。康恒旗下柳州項目、朝陽項目通過“熱源+管網”，也已實現對當地企業園區的工業供汽。
3.凝汽式高背壓汽機供暖技術
該技術設備成為固廢處置行業首臺套，運行期背壓45——55千帕可調，非供暖季背壓8——12千帕，可實現高背壓供暖工況和抽凝運行工況無縫切換。焦學軍指出，供暖采用高背壓機組，不供暖的時候也可以純發電，但純發電效率會降低5%左右，一個廠最好有純凝和高背壓兩個機組，能更好地發揮效率。
康恒環境黃島項目采用汽輪機高背壓供暖技術，在去年供暖季將一臺機組改成高背壓，另一臺純凝，全廠熱效率從 26% 提高到 41.9%，節能降碳效益顯著，受到廣泛關注。R1是衡量生活垃圾焚燒發電廠從垃圾中回收能源程度的績效指標，0.65 是一個界限，R1≥0.65，垃圾焚燒發電廠為資源化利用設施，R1<0.65，垃圾焚燒發電廠為垃圾處理設施。從改造后的 R1指標來看，相比改造之前，供暖供熱后效率參數大幅提高。
4.垃圾焚燒煙氣深度余熱利用技術與應用
垃圾焚燒發電廠排煙損失在總熱損中占比較大，可占燃料燃燒總發熱量15——25%，直接排放造成熱量大量浪費，同時對環境形成熱污染。
行業內已經開始深度利用煙氣余熱，康恒環境旗下某項目采用煙氣深度余熱利用技術全年可回收煙氣余熱11.2萬吉焦，回收余熱用于對外供熱，既滿足用戶供熱需求，也提高綜合能源利用率及經營效益。光大環境在濟南的項目也已啟用。
5.廠內各種余熱的回收、利用——例如，除氧器乏汽回收技術方案
回收乏汽熱量、回用乏汽凝水的方法及技術可以把余熱“吃干榨凈”。很多廠余熱熱量較小，也要嘗試利用起來，比如康恒環境在沈陽的項目，利用余熱在冬天加熱垃圾池的溫度。在項目運營中，要根據每個廠自身特點，尋求余熱利用的最佳方案。
03 垃圾焚燒碳污協同智能控制技術
1.煙氣回流低氮燃燒技術工藝
我國的煙氣回流技術經過多年探索發展得越來越好，尤其在細節方面近兩年表現突出。煙氣回流耦合SNCR的脫氮組合工藝可實現鍋爐出口NOx的大幅降低，以康恒在江蘇金壇項目為例，在沒有采用 SCR 的情況下，通過 SNCR、低含氧量控制以及對煙氣回流細節進行優化，使氮氧化物長期穩定在 60毫克/標準立方米左右，節省了不少成本。康恒在750噸/日及以上大型爐排及煙氣回流技術應用廣泛，在大爐子煙氣回流方面有諸多項目經驗，愿與業界交流分享。
2.垃圾焚燒爐內高效脫硝技術與應用
近年來，干法脫硝工藝(PNCR)的應用情況良好，但使用PNCR時需特別留意避免氨逃逸超標問題。康恒環境研發了PNCR藥劑，應用項目采用SNCR+PNCR的組合工藝，鍋爐出口脫硝效果穩定，可實現小時均值NOx≤100毫克/標準立方米，氨逃逸≤8毫克/標準立方米的目標。
3.煙氣一體化處理技術
煙氣一體化或將是我國乃至全球垃圾焚燒發電行業的一個重要發展方向。自 2014 、2015 年起，我國很多垃圾焚燒廠將能用的煙氣全部串聯起來，但這樣的做法存在能耗過高的問題。通過技術創新來縮短流程，降低成本實現同樣的處理效果，這是接下來需要追求的目標。
4.循環干法處理技術
康恒正在推廣循環干法工藝，愿意與同行分享相關經驗。常規半干法煙氣脫酸處理產生的飛灰中，仍然含有38%以上的消石灰未反應完全，不少產物跑到飛灰里，而處理飛灰以及購買石灰都需花費較多資金，所以循環干法很重要，可以達到高效脫硫及提高反應劑利用率的目的。
5.污泥摻燒
國內大部分垃圾焚燒發電廠在污泥摻燒方面采用的是熱力干化，包括圓盤干化、薄層干化、槳葉干化等熱力干化形式。焦學軍指出，我國垃圾焚燒發電廠在摻燒污泥時運用熱力干化或許走入了誤區，對于高壓壓榨和煙氣直接接觸干化這兩種方法，雖然存在分歧，但這兩種方法成本低且較為清潔，其發展前景十分廣闊。
沈陽一個工廠研發的旋翼式強制流態化干燥機，在火電廠應用的干化效果很好，占地面積小、干凈且成本很低。雜交育良種，我們必須把其他行業的好東西運用到自己的行業里，環保工程 90% 以上的設備技術都源于其他行業，在技術創新上還要多借鑒學習外行業已有的優秀成果。
6.飛灰資源化利用技術
飛灰資源化技術方興未艾，行業追求低成本、低能耗、全量資源化，采用“低溫熱分解-三級逆流水洗-免燒建材制備”等工藝環節，回收鈉鹽、鉀鹽，預處理后飛灰可作資源化產物進行建材原料利用。目前部分地方已開始工程化實施，相關技術瓶頸也已打通，而飛灰能否實現資源化，關鍵在于政府的管理。
7.基于能質平衡的碳排放實時在線監測
高精度、實時的垃圾焚燒碳排放核算是發展趨勢。2023年，由康恒環境牽頭的國家重點研發計劃“政府間國際科技創新合作”重點專項《生活垃圾焚燒碳排放實時監測和低碳高效智慧焚燒技術研發及示范》通過中奧雙方合作，開發了適合中國垃圾焚燒廠的碳源識別及碳排放監測方法，可準確識別生物源碳和化石源碳，實時監測各組分CO2排放、垃圾熱值等，目前已應用于康恒寧波項目。
8.智能焚燒控制：大延遲、多變量耦合、非線性系統的控制
浙能錦江環境在智能焚燒領域頗有進展。康恒環境開發MPC(model predictive control,模型預測控制)系統，實現常規運行時間投運率≥95%、操作頻次較人工減少80%，運行穩定性提高10%以上，已在三河項目、嘉興項目投運應用。
04 村鎮生活垃圾處置綜合解決方案
我國農村生活垃圾治理發展加快，但仍處于初級階段。我國村鎮垃圾處理情況復雜多樣，住建部專家組深入內蒙、云南、甘肅、四川等地調研，形成非常詳實的調查報告，一些地方的設施曾經處于比較簡陋的狀態，不過近年來部分項目已初現成效，逐漸具備了現代化焚燒廠的基本形態。
小型化、區域化、環保達標的小型焚燒設施是村鎮生活垃圾處理選擇之一，但同時，分散化小型焚燒廠需解決環保達標、熱能利用等難題，以實現項目低成本投資運營。實際上政府的管理和規劃比技術更為關鍵，一個幾十噸的垃圾焚燒廠人員成本平均到每噸垃圾處理成本里高得驚人。
村鎮生活垃圾處置多方案熱能利用，發電、供熱成為項目營收點，康恒環境針對一百噸以下和一百噸以上設計了不同方案，且認為利用熱能可減輕政府負擔，但許多小型焚燒廠周邊環境暫缺少用熱條件，這也是不得不面對的現實問題。
村鎮垃圾以廚余及灰土為主、熱值不高，但仍可建成環保達標、熱能利用的處置系統。焦學軍以陜西漢中留壩縣小型垃圾焚燒設施舉例，焚燒設備選用西安阿爾卑斯環保科技有限公司30噸/日的爐排爐，總投資三千多萬，項目運行情況良好，在線排放的污染物指標良好，值得一提的是，這個廠還曾主動聯網到生態環境部的在線監測平臺一段時間。相比之下，內蒙古鄂爾多斯鄂托克旗小型垃圾焚燒廠的情況就略顯不足，該廠投資三千多萬，焚燒設備采用50噸/日的鏈條爐，設有分選環節，目前仍處于調試階段。
盡管如此，在中國眾多小型焚燒廠中，這兩個廠都屬于較好的范例，這也反映出中國地域廣闊，小型焚燒廠的建設情況存在較大差異和多樣性。
05 新技術應用現狀和發展趨勢總結
焦學軍對我國垃圾焚燒發電行業新技術應用現狀和發展趨勢總結如下：
1.我國爐排爐的大型化與小型化技術已成熟，超小型化怎么來做，關鍵不是技術，而在于管理。
2.提高能源利用效率可歸結為提升發電效率(如提高參數，溫度、壓力，采用爐內和爐外再熱等)，最重要的是要把熱用起來，特別是要把乏汽余熱和煙氣余熱用起來。
3.煙氣污染物控制方面，行業已經在煙氣回流、PNCR、循環干法、催化濾袋、污泥摻燒等方向取得一些成績，但還要深挖技術，特別是催化濾袋技術，若這項技術成熟且碳酸氫鈉價格降低，可能會對中國垃圾焚燒發電的煙氣循環系統再來一次革新，使其更簡單、更省錢。
4.污泥干化摻燒中，不推崇熱力干化，高溫壓榨脫水干化和煙氣直接接觸式干化摻燒更值得考慮。
5.人工智能在垃圾焚燒發電廠的應用中，應是 “DCS+AI” 模式，其應用水平的提升依賴整個行業的進步。
6.飛灰資源化方面，一部分地區可能會率先實現，寧波等地政府已有所行動，有望率先取得成果。
7.沼氣提純、液化、制氫方面，清華大學團隊在江蘇金壇研發了一套較為先進的垃圾制氫技術，且準備在金壇進行工業化落地應用。而沼氣提純、液化此前已有所開展，制氫將是未來的一個發展方向。
06 “十五五”期間，在技術創新之外
康恒環境還會有哪些新變化？
焦學軍也在現場分享了康恒環境面向“十五五”的三個發力重點：
首先，將重點放在海外業務上，包括項目投資建設運營，設備供貨以及技術服務等，目前已簽約的海外合同接近一萬噸，并且看好未來兩三年內中國企業在海外市場的表現。
其次，在國內，康恒環境還會持續優化項目運營，特別是在煙氣凈化方面降本增效。他提到，如果每噸垃圾的煙氣凈化成本能降低十元錢，以國家全年垃圾焚燒處理量3億噸計，全行業將節省30億元人民幣，這是一個可觀的數字。未來要更加關注細節，提升運營效率。
最后，他談到管理創新的重要性，企業在管理體系中還有很多需要簡化和優化的地方，同時，因政府的管理措施對企業運營影響深遠，他呼吁政府與企業攜手共建，以管理創新帶動技術創新，共同推動城市能源綠色轉型。
總而言之，盡管當前垃圾焚燒發電行業在經營上承受著較大壓力，但技術革新與管理優化的步伐不能停歇。我們要充分發揮行業智慧和能動性，積極探索更為高效、環保且經濟的發展路徑，不斷推動產業升級與可持續發展。
原標題：焦學軍：中國垃圾焚燒發電廠如何釋放最大能效？
