摘要:介绍了欧洲城市生活垃圾焚烧处理特点、现状和发展趋势,并阐述了荷兰阿姆斯特丹AEB垃圾焚烧热电厂和法国巴黎Isseane垃圾焚烧热电厂的情况。
关键词:欧洲;生活垃圾;焚烧;发电;供热
1可持续垃圾处理
可持续垃圾处理是指有效利用资源、减少垃圾产生、最大限度回收、从回收后剩下的垃圾中获得尽可能多的能源,最后以对环境负责任的方式处置最后剩下的废物。主要包括:预防垃圾产生、减量化、重复使用、循环使用、能源回收、处理处置。
欧盟于2008年10月通过了《废弃物框架指令》(WFD),并列出了垃圾处理各个方面所可能采取的方式。能源回收列于WFD附件II回收方式第1项;处理处置列于WFD附件I处置方式第10项。
回收是可持续垃圾处理至关重要的一环,具有大大减少废物并对有价值资源再利用的潜能。垃圾焚烧发电不仅是有效的垃圾处理方式,更是对废物回收利用的有效补充,将剩余废物转化成电力,实现能源回收,是可持续发展的一个助推器[1-2]。
减少滋扰、节约资源是仅有的2条环境法则,也是垃圾处理的最终目标。欧洲多年的垃圾处理经验证明了垃圾焚烧从根本上遵循了这2条法则。
2污染物排放控制
采用焚烧法处理城市生活垃圾已有100多a的历史。1874年,英国建成世界上第1座垃圾焚烧厂;1905年,美国在纽约建成世界上第1座垃圾焚烧发电厂。20世纪70年代,受资源和能源危机的影响以及各种环保法规的实施和不断强化,发达国家的垃圾焚烧发电厂得到迅猛发展[3]。
欧盟专门制定了《大型燃烧装置大气污染物排放限制指令》(2001/80/EC)和专门针对垃圾焚烧的《废弃物焚烧指令》(WID-2000/76/EC),收紧污染物排放标准,要求焚烧过程必须设有控制污染的设施和复杂的测试仪表,严格监控焚烧过程中的污染物排放。并且针对垃圾焚烧的立法明显严于一般燃烧装置。
由于制定了严格的法规,垃圾焚烧厂不再大量排放二恶英、粉尘和重金属。即使从1985年开始垃圾焚烧厂的处理量翻了1番,这些法规仍然适用。而且,欧盟各国在进行垃圾焚烧厂设计时,本着以人为本的宗旨,设计值一般低于排放标准限值,在实际运行过程中监测到的值更低于设计值。
3欧洲垃圾焚烧处理现状
1996—2007年,欧盟15国垃圾填埋量不断减少,而焚烧量却呈上升趋势。据统计,2006年欧洲主要国家总人口为5.78亿人,生活垃圾产生总量约为2.97亿t,人均垃圾产生量为1.4kg/(d•人)。生活垃圾焚烧厂从2001年的402座,到2004年增至421座,到2006年又增加到425座。垃圾焚烧量也逐年增加,2006年约63.62Mt/a,较2004年增加了13.6%。
表1欧洲各国垃圾焚烧厂数量及处理量
从表1还可以看出,虽然有些国家的焚烧厂数量有所减少,但是焚烧处理能力却在增加。在实际运行中发现,日处理垃圾量在1000t以上时,单独建立发电输送网,投入产出才经济[4]。因此,后来建设的焚烧厂大都选择大容量的焚烧炉。
4节能减排
4.1能源替代
通过对垃圾正确的利用,垃圾可变成能源。1t垃圾产生的能源相当于200L汽油。
欧盟于2001年9月颁布的2001/77/CE指令和法国于2005年7月颁布的Loi de programme n° 2005-781均将垃圾中的生物质(可生物降解部分)产生的能源(电、热)纳入可再生能源范畴,这部分生物质相当于垃圾能源的50%,如法国生活垃圾中非化石碳含量为57%。
垃圾焚烧后产生的余热主要用于供热、发电或是热电联产。欧洲国家一般将垃圾焚烧发电厂建于市区,将其与城市供热网络或城市电网相连。垃圾焚烧产生的余热最高供热量可达1800~2000kW•h/t,将蒸汽降为低压蒸气后即可进入供热网络,满足周边居民的用热和工业用热。这种通过烟气冷凝而得到余热蒸汽的方式在斯堪的那维亚被广泛应用,烟气冷凝最高效率可达80%。
1995—2004年欧洲供热来源50%是可再生能源,其中生活垃圾供热占14.57%。各可再生能源的供热量见表2。
表2可再生能源供热构成比例%
若垃圾焚烧余热用于发电,所有发电量均可厂内自用或发电上网,基本上永远可行。由于发电需要的是高蒸汽压力,整体效率为15%~25%,若采用热电联产的方式,整体效率可高达73%。以法国巴黎为例,巴黎建有1个很大的供热网络,其中连接了3个热电联产的垃圾焚烧发电厂,2007年的能源回收利用率分别为70%、55%和46%。
4.2减少排放