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中国-垃圾资源化产业协会

日期:2012年8月1日 15:26

我为什么不推荐采用生活垃圾焚烧技术

                      曹凤中

            环境保护部环境工程评估中心

北京市 四大焚烧厂中,率先而起的是六里屯周边居民——反对建厂。随后2009 年下半年开始,阿苏卫周边居民反建。再追溯到2008年高安屯周边居民因臭味而群起,四个垃圾焚烧厂三个遭到居民反建,而且声音强烈。 说明居民的环境意识有了很大的提高,在60-70年代发达国家也经常发生诸如此类的事件,这是经济发展过程的必然。

 随着我国经济的发展,人们的生活水平有了很大的提高。经济基础决定上层建筑,也极大地提高了人们的环境意识,人们开始追求舒适、优美的生存环境。在1999年我们编写的《中国环境与健康的报告》中,时任环保总局局长的解振华写到;提高人类的健康水平,是环境保护工作者的永恒的追求。

一、垃圾焚烧产生二噁英

二噁英属于 持久性有机污染物(简称POPs 与常规污染物不同,POPs在自然环境中极难降解,并在全球范围内长距离迁移;被生物体摄入后不易分解,并沿着食物链浓缩放大,对人体危害巨大。很多POPs不仅具有致癌、致畸、致突变性,而且还具有内分泌干扰作用。有研究表明,POPs对人类的影响会持续几代,对人类生存繁衍和可持续发展将构成重大威胁。公约中首先消除的12种对人类健康和自然环境最具危害的POPs是:滴滴涕、灭蚁灵、多氯联苯、 二噁英和呋喃

二恶英以气体状或附着在粒子上被排出上海浦东生活垃圾焚烧厂飞灰的重金属和溶解盐测试分析结果,以及国外对飞灰中二噁英等有机污染物的研究结果表明:按我国危险废物浸出毒性鉴别标准,飞灰属危险废物Pb、Cd,Hg和Zn是飞灰中的主要重金属污染元素;可浸出部分Cd主要以离子交换态和酸溶态形式存在,而Pb和Zn主要以酸溶态形式存在,因此在酸性环境条件下飞灰的重金属污染风险会显著增加飞灰含少量二噁英和呋喃等有机污染物,有污染环境和危害人类健康的风险

工业发达国家在二噁英类的来源、毒性和风险评价方面已经做了很多研究,并日益受到世界各国的重视。我国的环境保护工作正在逐步与国际接轨, 我国于2004年就签署了关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》 《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》旨在消除、削减和预防POPs污染,以保护环境和人类健康。《斯德哥尔摩公约》中,其中附件C(非故意产生,要求减少或消除排放)包括二恶英和多氯联苯等。公约要求针对附件C化学品采取减少或消除源自非故意产生POPs排放的措施。

履行《斯德哥尔摩公约》符合中国环境保护的基本国策。200512月发布的《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》也明确指出,POPs危害在我国开始显现,国家将通过建立和完善环境保护的长效机制,通过国际合作和交流,开展控制POPs活动。

我国至今有关食品和机电等商品中二噁英、PCBsPOPs的标准十分少,并不利于我国贸易和公众健康保护。由于我国没有这方面的相关法规和标准,既不能对我国产品依法监督,也不能阻止国外含二噁英和PCBs的商品进入我国。此外,产品POPs残留问题已成为阻碍我国产品等出口的主要因素之一,部分发达国家采用二噁英超标造成的贸易受阻的案例正以每年30%的速度增加,我国的茶叶、机电产品出口先后受到POPs残留的影响。随着欧美国家停止POPs使用和降低POPs排放,发达国家POPs在环境中的背景值逐渐降低,其对有关的商品特别是食品将采取更加严格的限制保护措施。综合考虑我国环境保护和国际公约的要求,防止和消除POPs污染及其对中国社会经济特别是人群健康的影响,针对我国POPs问题的特征,我国政府组织制定了《中国履行持久性有机污染物公约国家计划》(简称《国家计划》),以确保经济发展不以环境和资源基础的损害为代价。参加研究工作的单位有北大、清华、师大、中科院、中国环科院与环境保护部门政策研究中心等单位,2003年环境保护总局为此专门组织了以刘鸿亮院士为团长的院士、专家考察团,到浙江考察,考察团成员基本是研究组成员。当时考察了垃圾焚烧厂,二噁英问题没有解决。

二、垃圾焚烧投入高

据了解, 目前国内应用的焚烧炉型有两种,一是进口的炉排炉,如上海江桥垃圾焚烧厂进口的西班牙马丁炉,投资费用极高,日处理垃圾1000t,总投资7亿人民币,一般城市难以接受,且运行成本高 另一种是国内自主开发的循环流化床炉,它是一种适应国内垃圾低热植、高水分,难以着火问题的炉型,武汉新沟垃圾焚烧发电厂估算投资约4亿元,日处理垃圾能力1000吨,二恶英排放控制指标达到欧盟标准。总投资4.7亿元的湖北黄石生活垃圾焚烧发电厂在黄金山开发区奠基,该项目占地近90亩,建成后日处理垃圾1200吨

根据聂永丰教授的资料垃圾焚烧 工程投资大。 据统计,目前国内利用国外先进焚烧技术建造的焚烧厂普遍建设工程投资大,折合吨工程投资约5075 万元;而引进技术,关键设备国内生产的吨工程投资约3545 万元,技术和设备全国产化的吨工程投资只要2530 万元。运行成本高。 据统计,我国目前运转基本正常的国外技术建造的焚烧厂的运行费用为180300 吨。

厌氧发酵技术吨工程投资35 44万元,干馏热解气化技术3035万元

三、垃圾焚烧增加碳的排放

   

    垃圾焚烧比填埋方法减少碳排放

  斯德哥尔摩耶夫勒大学和皇家理工学院专家研究发现垃圾焚烧所产生的温室气体和有害气体比堆砌和填埋同样数量的垃圾少,因此垃圾焚烧对环境更加有利。 根据这一理论得出的结果看起来似乎和事实矛盾,因为垃圾中的可燃物在燃烧过程中会形成大量的二氧化碳及有害气体,地下填埋垃圾分解产生二氧化碳和有害气体显然则要缓慢得多。但是,科学家们表示,应该注意到,垃圾焚烧与填埋处理相比,具有占地小、处理时间短、减量化显著(一般可减少到1/101/20)、无害化较彻底以及可回收垃圾焚烧余热等优点,对温室气体的减排也非常显著。生活垃圾焚烧过程中,生物质类如植物、秸秆、纸等燃烧排放的CO2并不增加温室气体排放,增加部分主要是来自化石材料如废塑料燃烧所产生的CO2,此外,燃烧过程中产生的NO2也有贡献,但由于排放量相对少,此部分所占比例很低。 

  生活垃圾焚烧处理除了焚烧过程中会增加一些温室气体排放外(来自化石类燃料中的C的燃烧以及NO2排放),减少温室气体排放主要来源于以下两个方面:一方面是避免由于填埋处理产生填埋气体(主要是甲烷)而造成的温室气体排放,另一方面是由于焚烧余热利用而替代化石燃料而减少温室气体排放。不同国家或地区,填埋气体回收利用状况以及能源结构不同,具体替代当量系数也不同。燃烧垃圾所产生的热量可取代部分常规供电。所以,垃圾燃烧时产生温室气体和有害气体可以抵消掉一部分使用天然气、石油和煤炭所生成二氧化碳和有害气体。 

根据北京商报的报道,传统的填埋垃圾处理方式,对于土地资源有限的北京会造成巨大的资源消耗,而通过焚烧后,垃圾可以减容90%,减量80%。另外垃圾在填埋过程中会产生渗沥液、恶臭、地下水污染问题,焚烧则实现了无害化处理的目标。垃圾作为一种生物质能,将其燃烧用于发电,可以有效节约化石能源,高安屯项目每年将焚烧53.3万吨垃圾,余热每年发电2.2亿度,相当于每年节约7万吨标准煤。一方面,由于焚烧垃圾代替燃煤发电,带来二氧化碳气体的减排;另一方面,每天1600吨的垃圾用焚烧代替填埋,由此大量甲烷气体得到减排,因此,本项目年平均减排温室气体的二氧化碳当量约20万吨。

     从垃圾焚烧与填埋的比较来看,这么分析也有一定的道理。但是从垃圾焚烧本身来看,不是减排而是增加。

众所周知,生活垃圾焚烧是氧化反应,会产生大量的二氧化碳以及 粉尘、SO2 HCL等有害物质

同济大学 以上海某城市生活垃圾焚烧发电厂为例,分析了生活垃圾焚烧发电过程中不同环节的温室气体排放贡献,及影响其排放的主要因素.结果表明,目前我国生活垃圾焚烧发电过程是温室气体排放源。

以吨垃圾净CO2排放量计,166212kg.生活垃圾中自含化石碳对温室气体排放的贡献最大,CO2排放量为257kg/t;因焚烧发电上网而获得的净减排量为120kg/t;垃圾收运、辅助物料消耗及焚烧灰渣处理等引起的排放量总计为2745kg/t.生活垃圾沥出渗滤液后续处理过程的温室气体排放量为7.7kg/t.节省焚烧过程辅助物料使用和改变焚烧灰渣处置方式能够减少温室气体排放量,但是减排效果有限.我国各地区电能基准线排放因子存在差异,对焚烧过程温室气体排放的影响为013%.降低生活垃圾含水率、提高垃圾可发电量是我国生活垃圾焚烧发电过程温室气体排放源汇转换的关键途径。

 生活垃圾干馏气化技术,是在缺氧的条件下的还原反应,产生

C + O2 = CO2       + 408840kJ/kmol 

      2C + O2 = 2CO     + 123217 kJ/kmol 

      CO2 + C =2CO      - 162405 kJ/kmol 

      C + H2O = CO + H2    - 118821 kJ/kmol 

  C + 2H2O = CO2 + 2H2  - 75237 kJ/kmol 

    最终产品是含有CO + H2  的可燃气体,再经过除尘、电捕焦油、冷却降温、净化、脱氯、脱硫、加压、干燥等工艺,可得商品燃气。

因此,从理论上,可以说生活垃圾热解技术主要产品是一氧化碳与氢气,排放的二氧化碳很少。

  

三、垃圾焚烧排放大量温室气体

四、妥善解决生活垃圾问题是挑战更是机遇

上世纪90年代,日本开始意识到二噁英的问题。最初,日本在琦玉县发现,当地生产的蔬菜污染问题严重,蔬菜被污染后,大家都不敢买当地的蔬菜,国民开始抵制二恶英。此外,日本国民看到二恶英在越南产生畸形婴儿问题后,全国都感到很紧张。

因为垃圾焚烧必然产生二噁英,对人体健康造成累积性威胁,如果采取其他处理方法也能处理垃圾,何必垃圾非要燃烧。据我所知我国在厌氧发酵、干馏热解气化方面已经有些成果,现在需要加大投入力度。

近年来,有关建设垃圾焚烧发电厂而产生的纠纷的信访与纠纷案呈现出越来越多的趋势。之所以发生这种情况的原因主要有两个:一是公众环保意识的增强;二是政府在公共设施的建设中考虑不周,比如在人口密集区建垃圾焚烧发电厂等,多会引起附近群众的反对。现在,建在哪里都会有反对,老百姓不管是不是公益,只要对自己有害,反对是必然的。

有人建议;一是树立环评公信力。目前的情况是,有关部门拼命解释项目没有污染,但老百姓就是不相信,建议保持环评的中立性和权威性,甚至可以让老百姓自己找环评机构,国际机构也可以。假如有危害,必须研究如何降低危害,如果危害还是比较大,政府应该当机立断,停止项目。二是建立合理的补偿机制,垃圾焚烧发电厂一建,你要说对房价等没有影响,那是不可能的,所以必须要考虑公众资产受损情况,给予合理补偿。

我认为当前我国的公众对环境的认识相当的高,靠以上两点是不行的,必须停建生活垃圾焚烧厂,走生活垃圾资源化的路子。各级政府加大投资力度与政策支持力度,进行垃圾分选,采用厌氧发酵技术、干馏气化技术等处理有机物。这是一个挑战,但更是一个机遇,生活垃圾处理市场很大,谁先投资建设谁就会站在舆论的前沿与市场的份额。

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