国外垃圾发电产业分析

第一节 国外垃圾发电产业概述

一、国外垃圾发电技术 分析

随着国民经济的发展和生活水平的提高，垃圾处理日益成为环保的重要课题，迄今，处理垃圾的方法不外乎深埋、焚化和回收利用。利用垃圾焚化炉所产生的热来发电，是垃圾处理的重要方向，从发展看，垃圾发电将是形成分散型电源系统和电力市场一次性能源多元化的重要内容。国外垃圾发电发展最快的是美国、德国和日本。美国垃圾发电厂有114座，总容量达2650兆瓦，居世界第一位。居第二位的是德国，已有垃圾发电厂50座，总容量1000兆瓦。日本的垃圾发电厂数量多达149座，但总容量仅有557兆瓦。
美国垃圾发电的平均效率也居世界首位，达22%，德国的达17%，日本9%。除了垃圾的成分、性质方面的原因，平均效率方面的差别也反映了建设垃圾发电厂的立足点的不同。迄今为止，日本的垃圾焚化占垃圾处理总量的75%，但是，用于发电的焚化装置只占垃圾焚烧装置总数的8%；日本从1965年起就有垃圾发电厂投入使用，主要着眼于环境保护，通产省、环境厅、自治省和厚生省设立有补助金。大部分垃圾发电厂锅炉出口蒸汽参数比较低，一般为250℃、20大气压左右。美国和德国的垃圾处理则以深埋为主（占60%），焚化在美国垃圾处理总量中只占15%，德国稍高，占30%，但是，焚化装置几乎全部用于发电（美国的垃圾发电厂占焚化装置总数的78%，若按垃圾处理量计算，占93%；德国则接近100%）。因为政府不予财政补贴，他们在兼顾环保效果的同时，比较注重经济效益，多采用高温高压蒸汽运行条件（比如500℃、90大气压），以期达到高效率。

提高垃圾发电效率的方法很多，从技术趋势看，垃圾的气化熔融技术受到极大的关注，因为它在实现高效率的同时，还能抑制二恶英排放，并达到灰的减容化和排气的无害化。气化熔融系统把垃圾的焚化和余灰的熔融在一个流程中完成，具有下列优点：

1、可以用垃圾的燃烧热来使余灰熔融，基本不需要外部热源；

2、可以采用低空气比燃烧，排气量减少；

3、燃烧温度高达1000～1300℃，可使二恶英分解，而且，因为前驱物质减少，再合成的量也少；（4）可以在气化部分的出口分离金属以作再生利用。

德国是 研究 开发气化熔融技术的主要国家，西门子公司开发的日处理量480吨的系统，已于1997年春投入商用试运行。日本从事气化熔融技术开发的厂家已超过20家。我国的垃圾发电技术的发展还刚刚起步，然而却有迫切的需求和广阔的市场。借鉴发达国家的经验，我国在起步阶段就应考虑垃圾焚化和发电结合，并要十分注意经济效益和社会效益并重，积极安排气化熔融处理技术和高效率发电新技术的 研究 与开发。

二、各国垃圾发电厂介绍

对垃圾进行焚烧并利用余热发电在欧美发达国家已有上百年的历史。1895年，德国汉堡建成了世界第一个固体废弃物焚烧发电设备。1905年，美国纽约建成城市垃圾焚烧发电厂。目前，全世界已有各类垃圾发电厂3000多座，最大单机容量超过10万千瓦。其中德国有78座，美国有近400座，而日本因土地资源紧缺，更是不遗余力推广垃圾发电，现焚烧率已达73%。

1、法国

对城市垃圾处理来说，发电是次要的，垃圾的处理是主要的。政府与社会各界都采取多种办法控制或减少垃圾增长。国家从政策、税收、科技各方面来提高人们的环保意识和支持环保产业。

1）控制垃圾总量的增长

垃圾体积每年都在增长，但其重量并不增长，主要是在包装材料上减轻了重量，并尽量用污染小的材料。

2）居民必须按其居住面积大小缴纳垃圾处置税

每年人均大约是200多法郎。巴黎垃圾处理厂每年的运行费用就来自这种税收。

3）有一些其他的措施

如塑料饮料瓶上有一种专门的标志，这个标志说明这瓶饮料是4或5个法郎，但其中有3或5个生丁（100生丁为1法郎）算是交的垃圾（塑料瓶）处理的钱。

2、德国

分类垃圾"循环"成资源。德国人做事向来一丝不苟。在德国，经常会看到不同颜色的垃圾箱并排放在一起，上面分别标明哪个颜色的箱子是放金属的、哪个是放玻璃或有机物的，这样做的目的是让更多的垃圾可以循环利用，而能做到此点，要靠每一位德国人的点滴行动。垃圾公司一般会给居民提供一定数量的垃圾桶，大约三到四个，并发放小册子，详细注明应该怎样分拣生活垃圾，怎样把不同的垃圾分别放到不同颜色的桶里。每个桶可装25公升垃圾，有人会定期来收集清理垃圾。家具等可送到垃圾回收场，不收取费用，但建筑垃圾要付费。"环境警察"也会偶尔登门造访，抽查居民是否把垃圾放到指定的桶里。如果分拣垃圾不当，把垃圾归错了类，放错了桶，他们会及时指出，严重的还会被罚款。

纵观各国垃圾发电的快速发展与其垃圾处理体制，都与政府政策密切相关。他们的共性归纳起来特点有三：一是垃圾处理和资源化利用已经成为成熟产业，大部分由私营公司和企业来运营，政府通过竞标确定垃圾处理的价格。二是制定严格的垃圾填埋和焚烧标准并严格执行。三是通过立法或优惠的政策鼓励垃圾发电和填埋沼气发电项目的实施。

三、世界垃圾焚烧发电概述

1、世界垃圾发电

世界最早进行垃圾焚烧技术 研究 开发的是德国，随即英国、法国、美国、日本等国也积极开展了这方面的 研究 。德国目前己有五十余座从垃圾中提取能量的装置及十多家垃圾发电厂，并且用于热电联产，以便有效地对城市进行采暖或提供工业用汽，1965年联邦德国垃圾焚烧炉只有7台，年处理垃圾71.8万吨，可供总人口4.1%的居民用电。至1985年，焚烧炉已增至46台，年处理垃圾800万吨以上，占垃圾总数的30%，可供总人口34%的居民用电，柏林、汉堡、慕尼黑等大型城市中，民用电的10、7%来自垃圾焚烧。1995年德国垃圾焚烧炉达67台，受益人口的比率从34%增加到50%。法国共有垃圾焚烧炉约300台，可将城市垃圾的40%以上处理掉。巴黎有4个垃圾焚烧厂，年处理量170万吨，占全市垃圾总量的90%，口收的能量相当于20万吨石油，供蒸汽量占巴黎市供热公司总量的三分之一。美国从80年代起，政府投资70亿美元，兴建90座焚烧厂，年总处理能力3000万吨。目前最大的垃圾发电厂已经在底特律市建造，日处理垃圾量4000吨，发电量65MWe。瑞典、丹麦等国也有类似的焚烧发电厂。

2、世界垃圾焚烧设备

垃圾锅炉是垃圾热电站台的主要设备，亦是发展垃圾热电站的关键所在。由于垃圾燃料是具有一定腐蚀性、水分大、热值不稳定的垃圾，因而垃圾锅炉及其燃烧设备在设计上有其一定的特殊性。由于垃圾发热值低，且水份含量较高，因此，性能优良的燃烧设备是垃圾锅炉的关键之处。国外已投入运行的垃圾锅炉燃烧方式主要有以下几种：

1）多级阶梯链条炉排垃圾在炉排上由高到低逐级流动，逐级燃烧至燃尽。

2）倾斜往复式炉排是间隙动作的逆向倾斜往复炉排，与我国一般燃煤的间隙动作顺向倾斜往复式炉排不一样。这种炉排的优点是：

（1）火种与主垃圾混合性好，易干燥，着火快。

（2）垃圾层间搅拌充分，利用完全燃烧：

（3）干燥、着火、燃烧、燃尽一系列过程都在炉排上进行，故而处理效率极高。

（4）垃圾层均匀，燃烧稳定，炉温及锅炉蒸发量变动很小。

3）流化床燃烧方式流化床燃烧对燃料的适应性好，能完全燃烧各类城市垃圾或有机的工业垃圾等。

4）旋转式燃烧旋转式燃烧是KWU/SIEMNS公司在Uim一Wibligen试验成功的新的工业流程。该工艺是将垃圾在缓慢旋转的简体内450℃进行无氧碳化，产主沼气和固态残留物。固态残留物中用机械方法去除非可燃物（如金属、石块、玻璃等），余下部分为碳化物，其热值达到与褐煤相仿。这部分碳化物与产生的煤气共同在1300℃下燃烧。

5）等离子弧燃烧方式该方法是通过在垃圾堆中设一条通道，将等离子弧及冷却剂和气体经通道输入垃圾中，这时火种将垃圾熔化蒸发，使之变成无害的玻璃状熔渣。燃烧火焰温度可高达8000℃，释放的气体引入燃料电池发电。

目前，国外垃圾焚烧锅炉的容量一般在10t/h～100t/h，蒸汽压力为1.4Mpa～4.7Mpa，蒸汽温度多为饱满和温度，一般是在400.C左右。

四、外国垃圾衍生燃料法发电技术的发展

在德国、美国、日本等发达国家，城市垃圾以及其它可燃固体废弃物一般采用垃圾焚烧炉处理，垃圾焚烧法由于操作容易、技术成熟而被广泛采用。但在焚烧过程中易产生二口恶英毒物，垃圾中的有用资源也未被回收利用。为使垃圾得以完全燃烧，抑制二口恶英产生，有必要对传统的焚烧炉进行改进。垃圾衍生燃料法（RDF：RefusederivedFue1）就是将可燃垃圾加工成可储存、运输、燃烧的优质燃料，RDF与单纯的焚烧处理相比，不仅燃烧温度高，燃烧性能也稳定。

1、定义和分类

RDF是指废弃物衍生燃料，又称固体燃料，形状可为粒状、柱状或蜂窝状等。燃料制造厂从一般垃圾中分拣出废塑料、废料渣、木屑、PVC等，经破碎、干燥、压形、固化，制成无害RDF固体燃料，然后将RDF燃料运到电厂进行RDF发电。

第二节 各国垃圾发电产业概况

一、美国

美国利用垃圾气化技术转为生物能发电。美国早在在1999年已经有259个、总发电装机75万千瓦的填埋沼气发电装置。是世界上垃圾发电运做比较成功的国家之一，但是他们并没有止步，而是不断深入的 研究 多种领域垃圾的发电前景。美国北达科塔大学能源和环境 研究 中心（EERC）已经成功地利用生物能发电，其所采用的技术是柴油发电机低成本气化技术。燃料为森林废弃物、劈柴、锯末和农业副产品。2004年秋季EERC已经完成了100小时生物气化燃烧劈柴连续运行。其运行过程是把劈柴转化成小型燃气发电机可燃烧的气体。该技术可自动运行，为发电机提供清洁和高质量的燃气。所产生的气体已成功地运行一台100马力的JohnDeere发动机，并进行污染检测。他们认为这种机型在北美是首家，这种发电技术非常适合用在难以获取燃料的偏僻地区，比如印第安保留地。它能为能源独立提供帮助，并且大幅度地降低垃圾产生量。可见并非生活垃圾才是发电的唯一选择，工业垃圾、化学废料、林业垃圾等等都可以成为垃圾发电的广阔市场。

二、日本

开发高效垃圾废料发电的新技术。日本电力中央 研究 所与环保器材厂家OKADORA合作，开发出了利用废料和家庭垃圾高效发电的技术。这种新技术的发电效率达到约30%，比原有的垃圾发电高出约20个百分点，而且不必对垃圾进行细致分类。电力中央 研究 所将自己使煤炭汽化的独家技术与OKADORA公司通过烘烤垃圾使其碳化的技术相结合，开发出了这种高效发电的新技术。只要是能够燃烧的垃圾，基本上不用分类就能用于发电。利用新技术发电时，首先用500-650摄氏度的高温对垃圾进行烘烤，使垃圾成为热分解气体和碳化物，然后将碳化物加入到1000摄氏度的燃烧炉中，使碳化物分化出一氧化碳等气体，最后再将产生的气体通过燃烧转化成电能。 研究 人员指出，发电过程中产生的热能可以反过来用于烘烤垃圾。 研究 人员说，现在的实验设施每天能够处理5吨垃圾，他们计划在年内建设能够每天处理50吨以上垃圾、发电2000千瓦以上的设施，预计建造费用将达到约30亿日元。

三、韩国

韩国日前建成世界最大规模的利用垃圾沼气的发电站，发电规模为50兆瓦级，2006年12月12日正式投入运营。这座沼气发电站利用的是韩国首都首尔地区产生的垃圾。将垃圾作为可再生能源的资源化政策能取得替代能源进口的效益，减少温室气体，进而对防止地球变暖发挥作用。这座沼气发电站每月可生产200千瓦电力，为18万户家庭供电，预计年收益逾169亿韩元。此外，它将替代韩国每年50万桶重油进口，相当于减少200亿韩元的能源进口。该沼气发电站利用的不仅是垃圾，将垃圾资源化，而且还可以防止恶臭，改善首都地区的生活环境，产生相当的社会效益和经济效益。目前韩国国内利用垃圾填埋场产生沼气发电的电站有12座，正在运行的供气设施有4个，但几乎都是1000至6000千瓦级的小规模发电站。全世界5万千瓦级的沼气发电站美国仅有1座。

四、墨西哥

墨西哥北部新莱昂州在利用垃圾发电照明，变废为宝方面走在拉美国家的前列，为国家节省大量天然气资源。据当地媒体报道，在世界银行的援助下，新莱昂州利用本地资金，在蒙特雷市附近建造了一座以固体垃圾为燃料的发电厂，总发电能力达到12兆瓦，从而使当地6个城镇实现以垃圾发电来解决照明问题，并为国家节省12%的用电量。这座主要由私人企业出资的"生物能源"发电厂拥有输气管道和7台从英国进口的发电机，年处理固体垃圾能力5000多万吨，每天生产的沼气达6万多立方米。用沼气发电完全能够满足墨北部工业城市蒙特雷市区和周围的6个城镇照明需要。该发电厂利用当地6个垃圾站的固体垃圾发电不仅防止了垃圾对环境造成的污染，而且每天还能节省3万立方米的天然气。
 

免责申明：本文仅为中经纵横 市场 研究 观点，不代表其他任何投资依据或执行标准等相关行为。如有其他问题，敬请来电垂询：4008099707。特此说明。