繼生物質發電廠遭遇"秸稈荒"后,用于焚燒發電的生活垃圾也出現了供應短缺。
E20環境研究院調研指出,目前我國垃圾焚燒廠平均負荷率約為60%,40%的產能處于閑置狀態,主要原因就是垃圾收集量不足導致工廠被迫停產。
全國近半數的垃圾焚燒廠正面臨"吃不飽"的窘境,使得垃圾資源身價倍增。
據新華社報道,湖南兩家垃圾焚燒廠為搶奪垃圾資源,竟向物業公司支付每噸50元的"介紹費",因此被中央環保督察組通報。
而且,不只“新鮮垃圾”被人搶,這場"垃圾爭奪戰"還延伸到了垃圾填埋場。
去年,廣州興豐應急填埋場獲準重新開挖已填埋的350萬立方米垃圾,而海口、上海、武漢等城市也紛紛加入這場"考古式"的垃圾挖掘競賽。
一些焚燒廠甚至“出走他鄉”搶垃圾:河南商水靜脈產業園不僅處理本地垃圾,還接收了項城、淮陽和周口的垃圾;咸陽市垃圾焚燒廠則接收了禮泉縣以及周邊縣市的垃圾。
不知不覺間,我國的垃圾焚燒廠已經為環境保護貢獻了如此驚人的戰績,讓全中國的垃圾都不夠燒了。
生態環境部數據顯示,截至2024年10月,全國垃圾焚燒能力達111萬噸/日,超額38.75%完成“十四五”規劃目標。
2024年底,中國更是憑借116.6萬噸/日的垃圾焚燒處理能力,經世界紀錄認證(WRCA)官方審核,被確認為“垃圾焚燒處理能力最高的國家”。
垃圾焚燒產生的熱量可以驅動渦輪機發電。由于生活垃圾中含有大量生物質成分,垃圾焚燒發電也被廣泛接受為“生物質發電”的一種。
2023年,國家發改委等部門發布《關于做好可再生能源綠色電力證書全覆蓋工作促進可再生能源電力消費的通知》,正式將生物質發電納入綠證覆蓋范圍。
而垃圾焚燒發電作為生物質發電的一種,也因此可以申請這張“綠色身份證”。比如2024年1月,常州綠色動力憑借垃圾焚燒發電項目成為了首個獲得綠證并成功交易的相關企業。
垃圾焚燒發電既能避免填埋過程的甲烷排放,又能通過產生熱能發電而代替化石燃料,具有“控制甲烷排放”和“代替發電”的雙重減排效果。
中國城市建設研究院總工程師徐海云曾對E20環境平臺表示,從減排的角度,國內的垃圾焚燒發電廠可以被稱為“勞模”了。
然而,這一被官方認證為"綠電"的技術,其綠色屬性實際上仍存在諸多爭議。
01 垃圾發電,綠在何處?
當我們稱垃圾焚燒發電為"減排勞模"時,這個評價主要是相對于傳統的垃圾填埋處理方式而言的。 作為全球甲烷排放的重要來源,垃圾填埋場的有機物質在厭氧分解過程中會持續釋放甲烷和二氧化碳。 聯合國環境規劃署(UNEP)數據顯示,全球大氣中15%-20%的甲烷排放源自垃圾填埋場。雖然甲烷在大氣中的含量遠低于二氧化碳, 但其溫室效應強度卻是后者的28倍。因此,控制垃圾填埋場的甲烷排放已成為固廢領域碳減排的關鍵課題,而垃圾焚燒發電正是替代方案之一。 在我國,隨著垃圾焚燒發電的快速發展,填埋處理量占比正快速下降。根據中國城鄉建設統計年鑒,2020年我國垃圾焚燒處理量已首次超越填埋量。 圖說:內地生活垃圾填埋量、焚燒量統計 來源:中國城鄉建設統計年鑒
徐海云曾在“固廢戰略論壇”演講時指出,當前我國生活垃圾填埋比例(2022年人均約42千克)僅為歐盟的三分之一、美國的九分之一。
按照IPCC的同一口徑比較,2022年我國生活垃圾處理領域人均溫室氣體排放量顯著低于美國、歐盟,處于國際領先水平。
同時,垃圾發電技術作為一種可再生能源解決方案,對于減少化石燃料的依賴和改善能源結構具有重要作用。
從能源替代角度看,垃圾焚燒過程中產生的熱能通過蒸汽輪機轉化為電能,實現了能源的循環利用,替代了高排放燃煤發電。
業內人士認為,政府對垃圾焚燒發電的認可,主要是基于能源消耗總量和強度雙控的結果。
在能耗雙控轉向碳排放總量和強度雙控的背景下,垃圾焚燒發電符合政府控制化石能源消費的政策導向。
過去十年間,我國垃圾焚燒發電行業呈現爆發式增長。全球現存的2100余座垃圾焚燒廠中,中國企業就占據1010家,這也是為什么垃圾焚燒發電廠經常“吃不飽”了。
來源:生活垃圾焚燒發電廠自動檢測數據公開平臺
從替代燃煤發電、減少填埋排放的角度講,這些四處"搶垃圾"的焚燒廠確實配得上"減排勞模"的稱號。
02 焚燒發電,真的綠嗎?
雖然垃圾焚燒發電被視為減排方案,但其燃燒過程仍會產生大量二氧化碳排放。 要判斷垃圾發電是否屬于清潔能源,關鍵在于分析燃料來源——究竟是何種垃圾在發電? 或者說,這些二氧化碳的源頭是什么?這直接關系到垃圾發電能否被完全歸類為生物質發電。 生物質燃燒轉化的過程之所以不納入碳排放計算,是因為其所含的二氧化碳是從大氣中自然吸收的,燃燒后二氧化碳排放屬于自然界的碳循環。 因此當焚燒的垃圾是廚余、紙張、木材等天然材料時,產生的電力確實可以認定為"零碳"綠電。 然而,事實上垃圾的組成是復雜的。在現代生活垃圾中,源自化石原料的物料占據了一定的比例,比如塑料、快遞包裝、外賣餐盒等。 這些石化基材料燃燒時,與燃煤一樣會向大氣釋放曾經被封存在地下的碳(化石來源),形成新的溫室氣體排放。 以上海市為例,實施垃圾分類后,干垃圾(其他垃圾)中橡塑類占比達到了41.73%,顯然這一焚燒物料的屬性不能簡單的認為“垃圾焚燒發電就是綠電行為,就是碳減排行為”。
圖說:上海市干垃圾物理組分 來源:上海市生活垃圾全程分類體系建設現狀分析及對策建議,《環境衛生工程》
不只是上海,蘇州、深圳、廣州、北京等城市的生活垃圾焚燒碳排放也在不斷走高。 發表在《環境衛生工程》期刊上的一篇研究指出,蘇州某垃圾焚燒廠的垃圾來源中,橡塑類的比例正在持續走高。
圖說:蘇州市某垃圾焚燒廠的進廠垃圾物理組成
來源:蘇州市垃圾分類對焚燒過程碳排放的影響,《環境衛生工程》
不只是中國,據BBC報道,過去幾年,英國越來越多的塑料被送往焚燒發電廠,而廚余垃圾卻越來越少——這是因為廚余垃圾被分離出來進行了堆肥處理。 而且,化石基材料(比如塑料)的熱值是遠高于生物質的,也就是說實際上在垃圾焚燒發電中,是塑料等化石基垃圾貢獻了絕大多數的熱能和電能。 因此,將垃圾焚燒產生的電力與風電、光伏發電等可再生能源相提并論,統一作為“零碳電力”,自然會引發討論與爭議。 如何界定這些源自化石燃料的物料進入焚燒爐的比例問題是界定項目屬性的關鍵之一。 但目前行業尚未建立科學的化石組分占比評估體系,這使得垃圾發電的"綠色"認證缺乏精準的計量基礎。
03 碳捕集打上“綠色補丁”
盡管垃圾焚燒發電的"綠色屬性"在理論上仍存爭議,但實踐層面已有不少焚燒廠通過配套碳捕集設施,為這一技術打上了環保"補丁"。 以挪威最大的電力和熱力供應商Hafslund Celsio為例,其運營的奧斯陸郊區垃圾焚燒廠每年處理約35萬噸分類后的殘余垃圾,用于發電和供熱。 該廠排放的二氧化碳中,生物源(如廢紙、紙板)與化石源(如塑料)各占一半。 目前該企業正與微軟、Frontier合作,在垃圾焚燒設施中增設二氧化碳捕集(CCS)裝置,被捕集的二氧化碳將通過船舶運往挪威"北極光"項目基地進行永久地質封存。 圖說:Hafslund Celsio垃圾焚燒發電廠 來源:Hafslund Celsio
而Hafslund Celsio也可以通過本次CCS改造,不斷地從項目中開發碳信用額度。該CCS系統預計將于2029年開始運營,每年可捕獲40萬噸二氧化碳。 目前,微軟已經從Hafslund Celsio承購了110萬噸碳信用額度,合同期限長達10年。 除了封存,捕集的二氧化碳還可實現資源化利用。荷蘭埃塞克斯郡的"文霍爾溫室項目"就是典型案例。 該垃圾焚燒廠每年從煙氣中提取約2萬噸二氧化碳,通過專用管道輸送給溫室大棚,以促進西紅柿生長。 來源:Rivenhall Low Carbon Greenhouse 理論上,純生物質燃燒產生的二氧化碳還可作為綠色甲醇或航空燃料的原料,但由于垃圾成分復雜,這類應用目前可能并不符合嚴格意義上的綠色燃料標準。 在垃圾發電環保屬性尚存爭議的當下,碳捕集技術的應用至少確保了這些二氧化碳能夠物盡其用,而非直接排入大氣。 這種"減排+利用"的雙重路徑,為行業提供了更具可持續性的發展思路。
特別聲明:本網站轉載的所有內容,均已署名來源與作者,版權歸原作者所有,若有侵權,請聯系我們刪除。凡來源注明低碳網的內容為低碳網原創,轉載需注明來源。