從能量轉換的角度來看，垃圾焚燒是一個把蘊藏在垃圾中的生物能釋放出來轉化成為電能的過程。而從物質轉換的角度來看，垃圾焚燒則是一個把固體垃圾轉化成氣體和固體污染物的過程，這些污染物必須經(jīng)過處理才能排放。
為了把垃圾中的能量發(fā)掘出來用于發(fā)電，為了處理過程中產生的廢棄物，就勢必需要一整套設備來實現(xiàn)，維持這些設備的運轉需要消耗能量。而能量在運輸和轉換的過程中也會有損耗。
目前我國進入焚燒廠的垃圾幾乎都是未經(jīng)分揀的，也由于我國特殊的飲食結構，導致混合垃圾熱值較低，在焚燒階段需要添加煤或油輔燃。
也就是說，垃圾發(fā)電本身是需要電力投入的，而且垃圾焚燒后釋放的熱能也并不能都轉化成電能。
那么，垃圾焚燒發(fā)電到底值不值呢？
如何衡量？
2010年12月12日，歐盟開始實行的新的《廢棄物框架指令》，其中要求生活垃圾焚燒廠的R1>0.6(2008年12月31日之后按照歐盟法律獲得許可、目前在運行的設施的要求為R1>0.65)，才算作被可以認定為“垃圾管理優(yōu)先次序原則”中所提及的“回收利用（recovery）”。[附1]
我國對于垃圾焚燒發(fā)電廠能效計算通常用焚燒廠余熱利用水平來反映，一般由噸垃圾發(fā)電量、噸垃圾凈發(fā)電量、噸垃圾上網(wǎng)電量與噸垃圾凈上網(wǎng)電量4個指標表征。[附2]
調研與分析
2018年6月，《環(huán)境衛(wèi)生工程》上刊載了一篇由中國城市建設研究院有限公司高級工程師吳劍主筆，分析了我國垃圾焚燒廠能效水平的文章——《我國生活垃圾焚燒發(fā)電廠的能效水平研究》。
截止到2016年12月底，我國建成并投入運行的生活垃圾焚燒發(fā)電廠250座、總處理能力達2.38×105t/d、總裝機超過4906MW。其中采用爐排爐焚燒廠數(shù)量為168座，流化床為82座。
作者調研了53個爐排型焚燒爐與7座流化床型焚燒爐的基本情況，對其能源利用效率進行了分析。
1.用余熱利用水平來衡量
被調研的焚燒爐的整體水平如下表所示：
總體看來，流化床噸垃圾發(fā)電量與噸垃圾凈發(fā)電量，噸垃圾上網(wǎng)電量與噸垃圾凈上網(wǎng)電量差別較大。
爐排爐的余熱利用水平普遍高于流化床。
2.利用歐盟的R1值來衡量
按照歐盟指令的R1公式，在被調查的60個焚燒廠中，選取26個各參數(shù)資料齊全的爐排爐焚燒發(fā)電廠進行計算，這26個焚燒廠均是純發(fā)電進行余熱回收。對比結果如下所示：相比歐盟焚燒廠的能效水平，我國焚燒廠的整體能效水平偏低。
下圖為一個處理規(guī)模800t/d的爐排爐焚燒發(fā)電廠的能源網(wǎng)絡圖，可以看出，項目能源利用率為17.33%，利用效率整體上比較低。
能量都去哪了？
1.能源轉換損耗
如下圖所示，垃圾中的生物能并不能直接轉化成電能，其間需要經(jīng)過蒸汽熱能和機械能的轉換。在轉換過程中會損失大量熱量，高達項目總綜合能耗消費量的82.3%.主要損失有鍋爐的損耗、汽輪機的損耗、排汽的損耗、發(fā)電機的損耗、管道系統(tǒng)的損耗、設備耗電等。其中焚燒-鍋爐系統(tǒng)的熱效率一般為78%左右，汽輪-發(fā)電機以及凝汽器系統(tǒng)等損耗較大，一般熱效率40%~45%.
2.運行耗電
如前所述，焚燒廠的運行需要電。在垃圾接收系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、余熱發(fā)電系統(tǒng)、爐渣及飛灰輸送系統(tǒng)、給排水設備系統(tǒng)、暖通設備系統(tǒng)、空氣壓縮機系統(tǒng)、化學水系統(tǒng)、輔助燃油系統(tǒng)以及廠區(qū)電力損耗這11個系統(tǒng)或部分中，燃燒系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、余熱發(fā)電系統(tǒng)和給排水設備系統(tǒng)這4個部分的用電量占整個廠用電的比例為78.14%。
所以，綜合來看，是不是我國的垃圾焚燒廠還算不上“回收利用”呢？
附：
1.R1計算公式：
R1=（Ep-（Ef+Ei））/(0.97×（Ew+Ef）)
式中：Ep表示每年產生的熱能或者電能，在計算時，電能乘以系數(shù)2.6，商業(yè)供熱乘以系數(shù)1.1，GJ/a；Ef表示燃料輸入到熱力系統(tǒng)的熱量，GJ/a；Ew表示廢棄物輸入到熱力系統(tǒng)的凈熱量，GJ/a；Ei表示除Ef和Ew之外的年輸入熱量，GJ/a；0.97是一個無量綱系2數(shù)，修正鍋爐不完全燃燒的燃料損失。
2.余熱利用水平計算公式：
噸垃圾發(fā)電量=廠總發(fā)電量/垃圾量
噸垃圾凈發(fā)電量=（廠總發(fā)電量-外加燃料發(fā)電量）/垃圾量
噸垃圾上網(wǎng)電量=（廠總發(fā)電量-廠自用電量）/垃圾量
噸垃圾凈上網(wǎng)電量=（廠總發(fā)電量-外加燃料發(fā)電量-廠自用電量）/垃圾量
文章來源：吳劍,蹇瑞歡,劉濤.我國生活垃圾焚燒發(fā)電廠的能效水平研究.環(huán)境衛(wèi)生工程[J].2018,26(3).39-42.
來源:天下無焚 作者:吳劍
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