如果要評選最具中國特色的環(huán)保創(chuàng)新,“垃圾焚燒發(fā)電廠摻燒污泥”一定入選。和很多其他工藝產(chǎn)品一樣,垃圾焚燒發(fā)電和爐排爐不是中國人的創(chuàng)造,卻因我們巨大的應(yīng)用市場而產(chǎn)生了創(chuàng)新維度的規(guī)模效應(yīng)。
以系統(tǒng)的創(chuàng)新邏輯觀察,這個領(lǐng)域到了一個破壞式創(chuàng)新的窗口期,一系列創(chuàng)新影響因子互相擾動著創(chuàng)新的發(fā)生發(fā)展:市場、政策、模式、技術(shù)。
如果要評選最具中國特色的環(huán)保創(chuàng)新,“垃圾焚燒發(fā)電廠摻燒污泥”一定入選。
和很多其他工藝產(chǎn)品一樣,垃圾焚燒發(fā)電和爐排爐不是中國人的創(chuàng)造,卻因我們巨大的應(yīng)用市場而產(chǎn)生了創(chuàng)新維度的規(guī)模效應(yīng),諸如——
1、爐排爐引進、吸收和再創(chuàng)造;
2、配套環(huán)保和智能系統(tǒng)的創(chuàng)新;
3、協(xié)同摻燒、多元開源的開拓。
以系統(tǒng)的創(chuàng)新邏輯觀察,這個領(lǐng)域到了一個破壞式創(chuàng)新的窗口期,一系列創(chuàng)新影響因子互相擾動著創(chuàng)新的發(fā)生發(fā)展:市場、政策、模式、技術(shù)。
市場:邁向運營時代
生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)結(jié)束了它的規(guī)模擴張期,各地建設(shè)的大量設(shè)施系統(tǒng)業(yè)已大步踏入“運營時代”。據(jù)生態(tài)環(huán)境部數(shù)據(jù),截至2023年8月,全國垃圾焚燒廠的數(shù)量已達(dá)到925家,日處置能力達(dá)103.5萬噸,提前兩年超額完成“十四五”目標(biāo)。13年間,中國的垃圾焚燒廠數(shù)量增長了近9倍,處理能力更是增長了16倍,已遠(yuǎn)超垃圾的產(chǎn)生量,“吃不飽”是普遍現(xiàn)象,尤其北方地區(qū),問題更加凸顯。
據(jù)統(tǒng)計,2023年,全國垃圾焚燒發(fā)電廠“計劃內(nèi)停爐”83467天次,甚至有部分焚燒爐超過半年沒有開機。除去設(shè)備老化等停運因素,意味著有相當(dāng)多的垃圾焚燒爐存在閑置現(xiàn)象。(數(shù)據(jù)來源于:央視財經(jīng)《經(jīng)濟半小時》)
垃圾焚燒發(fā)電廠的運營時代,要首先解決這“溫飽”問題,摻燒污泥是一條現(xiàn)成的好路,但即便考察對象是運營極好的標(biāo)桿廠,拉到一起后也突出一個“亂”字了得,一千個廠長心里能有八百位哈姆雷特。到底要不要摻?什么情況下必須摻?有哪些動力?又有哪些阻力?摻了到底有什么實質(zhì)收益?又要面對什么風(fēng)險?
政策:強市場化的定性
很難接受但已被行業(yè)普遍接受,國補退坡、115號文、高耗能定性等未來已來早晚會來的系列政策余波迭起,影響漸深,既帶來了巨大的不確定性,也將催生前所未有的創(chuàng)新涌現(xiàn),技術(shù)產(chǎn)品的,亦或商業(yè)模式的。
所謂不確定性,在于突然少了拐杖,總是要因為不習(xí)慣而發(fā)生一些失控狀況,比如噸垃圾的經(jīng)濟利潤似乎正在被蠶食,而要負(fù)擔(dān)的公管屬性之社會責(zé)任仍在,這生意要怎么調(diào)整?未來要走向何方?
所謂創(chuàng)新涌現(xiàn),此后的垃圾焚燒發(fā)電廠們,都必須回首向內(nèi)掂掂自己腹中的斤兩,事務(wù)的陰陽相依表現(xiàn)在,雖然超前設(shè)計了,卻意外創(chuàng)造了一片創(chuàng)新的空白空間,還真有不小的潛力可發(fā)掘,各大標(biāo)桿廠開始探索向前后兩端的延伸拓展,一端去接收更多種類的污染物,一端可生產(chǎn)更多的能源資源或服務(wù),創(chuàng)新不止,充滿智慧。
模式:區(qū)域神經(jīng)中樞
運營時代,要向運營要效益。這“大胃王”咕嚕亂叫的肚皮,這以往的靜脈產(chǎn)業(yè)末端產(chǎn)業(yè),如今卻呈現(xiàn)了構(gòu)建城市服務(wù)中樞系統(tǒng)的潛能。幫助吃掉另一端陷入“沒去路”困局的污泥,亦或就近解決一般工業(yè)固廢的麻煩,便是如百年好合之好事,但即便用上最好的干化機,也沒人敢讓他吃個光盤,個中的“亂”又體現(xiàn)在吃飽和吃好之間的兼得不得。
上海環(huán)境東石塘再生能源有限公司是國內(nèi)第一家建設(shè)并運行生活垃圾焚燒爐協(xié)同處置市政污泥的企業(yè),設(shè)計規(guī)模為生活垃圾1000噸/日,年處理33萬噸;摻燒市政污泥100噸/日,年處理3.3萬噸。
在工程化實踐中,上海環(huán)境通過不斷的探索研發(fā),已實現(xiàn)摻燒比遠(yuǎn)超這個設(shè)計值。對于上海環(huán)境這樣的企業(yè)來說,社會服務(wù)的價值是最優(yōu)先的效益,經(jīng)濟收入甚至不在前二重要,但它們并不矛盾,吃飽吃好既要又要,才能實現(xiàn)“整體大于部分之和”。
上海金山環(huán)境再生能源有限公司副總經(jīng)理樂俊超曾任東石塘項目總工程師,他給筆者介紹了他的實踐探索和藍(lán)圖規(guī)劃。該廠其實一直吃的蠻飽,但出于公共服務(wù)企業(yè)社會責(zé)任,他們必須要把自己的胃口撐大,以具備接收前端更多更復(fù)雜的廢棄物的能力,為區(qū)域解決系統(tǒng)難題做出貢獻。所以他們現(xiàn)在對污泥的摻燒比例很高,主要是社會性的需求,我理解即是要構(gòu)建城市或區(qū)域多源固廢中心的模式。根據(jù)樂總團隊的探索:以一個20萬人口區(qū)域為例的小型城鎮(zhèn),配上一臺500噸/天焚燒爐,可以同時高效覆蓋掉該城鎮(zhèn)的生活垃圾和市政污水處理廠產(chǎn)生的污泥。
那回過頭就要解決怎么吃好的問題。污泥擁有環(huán)保行業(yè)最復(fù)雜的身份,有人把它看成水,有人把它看成固廢,與樂總的訪談讓我堅定了“以去處定來處”的思維,即垃圾焚燒廠摻污泥,要著重到爐子上,污泥的來源、干化機的選擇、入爐的性狀和位置、煙氣的處理等都要圍繞“爐子”做深究,現(xiàn)在大家所認(rèn)為的摻燒比上限也許并不科學(xué),有待更多元更精細(xì)的探索。
創(chuàng)新發(fā)生在心無旁騖達(dá)成使命的途中。在創(chuàng)新者眼中,問題總是存在的,也總是即將解決的。樂總團隊以運營技術(shù)支撐模式創(chuàng)新,上海環(huán)境東石塘再生能源有限公司實現(xiàn)了“運營效益”的系統(tǒng)尋優(yōu):
社會效益-公共事業(yè)的屬性目標(biāo)
深度融合環(huán)境服務(wù)與公共服務(wù),解決問題的同時建設(shè)城市服務(wù)網(wǎng)絡(luò)社會支點,如區(qū)域固廢中心、城市綠能工廠、環(huán)境科普中心等。
科技效益-中間環(huán)節(jié)的系統(tǒng)作用
以小的運營創(chuàng)新做支點,撬動上下游流程和系統(tǒng)更大的創(chuàng)新涌現(xiàn),帶來減污降碳、協(xié)同增效綜合效益升級,算系統(tǒng)生態(tài)總賬。
商業(yè)效益-作為企業(yè)的盈利訴求
在滿足基本社會責(zé)任和公共事業(yè)微利潤的基礎(chǔ)上,以減降成本或增加收益等財務(wù)支點,獲得更好的利潤,催動更良性創(chuàng)新循環(huán)。
技術(shù):吃飽如何吃好?
看過熟悉吃播博主的人都知道,“大胃王”之所以成為“大胃王”,最過人之處并不是驚人的食量,而在吃完了竟然還不胖。垃圾焚燒爐本不是“大胃王”,現(xiàn)在卻要一頓飯吃掉垃圾、污泥、一般工業(yè)固廢、甚至滲濾液濃液,還要保證發(fā)電效率保證環(huán)保達(dá)標(biāo),他如何做到?
結(jié)合歷史看創(chuàng)新,垃圾焚燒技術(shù)的創(chuàng)新之源一直就在“熱效率和發(fā)電效率”的持續(xù)精進中。
一是在于干化機和爐排爐的設(shè)備。從干化方式到出泥性狀,從投料點到爐排結(jié)構(gòu),從材料到制造工藝,系統(tǒng)性提高設(shè)備的耐用性、可靠性和效率,以更好適應(yīng)不同類型的固廢和焚燒工況。
二是焚燒過程中的智能控制。更加智能的垃圾倉管理、爐溫控制、火焰識別、風(fēng)量調(diào)節(jié)、煙氣預(yù)測、根據(jù)垃圾的成分和特性的實時監(jiān)測并調(diào)整焚燒參數(shù)等技術(shù),確保焚燒過程的穩(wěn)定性,提高綜合效率。
在環(huán)保方面的創(chuàng)新也至關(guān)重要。除塵設(shè)備、脫硫脫硝裝置、廢渣處理等的不斷升級,使對環(huán)境的影響降到最低限度,拓展摻燒比和摻燒量的限制邊界。
以及創(chuàng)新資源能源的再生循環(huán),不同等級的能量回收技術(shù)將進一步提升效率并降低總的成本和碳排放。
把污泥摻進垃圾,熱值、爐溫、煙氣到底發(fā)生了怎樣的變化?行業(yè)仍然“亂”著,存在許多問題和質(zhì)疑,遠(yuǎn)未達(dá)成共識,更沒有形成標(biāo)準(zhǔn)。
在國際國內(nèi)參與建設(shè)運營了150余座污泥焚燒項目的法國蘇伊士公司構(gòu)建的“精益干化-精益焚燒”技術(shù)方案定位于要為運營帶來效益。
蘇伊士環(huán)境科技(北京)有限公司污泥事業(yè)部總經(jīng)理俞雁眀給筆者描繪了他們“水-泥-氣”系統(tǒng)循環(huán)通路似“可持續(xù)型城市”構(gòu)想。他已在中國深耕污泥處理處置20多年,感慨于這市場到現(xiàn)在都還缺乏共識,上下游十分割裂,導(dǎo)致本來應(yīng)該共贏互利的兩端人馬,竟然都很難受,甚至成了相互的負(fù)擔(dān)。
因此關(guān)于“污泥如何燒的好”,俞總強調(diào):因地制宜、因泥制宜。我理解這里的地和泥代表了前后兩端,只有做到這兩個“宜”,系統(tǒng)才能“通”,所以技術(shù)研究者首先必須弄懂爐子,才能真正懂泥,繼而要想懂泥,又必須要懂水。蘇伊士把這全流程貫通的服務(wù)能力封裝進技術(shù)產(chǎn)品中,在國內(nèi)多個項目中——單獨焚燒、半干摻燒、全干摻燒——在上下游之間打造著這樣的“綠洲”效應(yīng)。
創(chuàng)新需要這樣上下游的緊密配合,“含水率”一定是使者,恰恰那“亂”就在這里被放大了。以“含水率”為視角,我們將標(biāo)桿廠的調(diào)研結(jié)果總結(jié)為三大摻燒路線:
80%路線——代表性標(biāo)桿廠:北控高安屯;康恒西安高陵。
60%路線——常見路線,但未調(diào)研到標(biāo)桿廠。
30-40%路線——代表性標(biāo)桿廠:上海環(huán)境天馬、瀚藍(lán)綠電、順控順德。
20%路線——代表性標(biāo)桿廠上海環(huán)境東石塘。
還有沒有其他的好路線?這些既有路線分別適合哪些場景?哪些具有普遍普適性?是否可形成標(biāo)準(zhǔn)?應(yīng)該如何系統(tǒng)規(guī)劃自己的協(xié)同摻燒?在這些路線中分別的運營的錨點和支點在哪里?
2024年6月19日,上海固廢熱點論壇前夕,“雙百跨越標(biāo)桿行動”秘書處組織19位垃圾焚燒發(fā)電標(biāo)桿廠廠長走進上海環(huán)境天馬園區(qū),就這個細(xì)分主題組織運營沙龍,我們將持續(xù)開展研究,以期以標(biāo)桿力量推動行業(yè)達(dá)成共識、形成標(biāo)準(zhǔn),綠谷工作室將以專欄研究陸續(xù)呈現(xiàn)研究成果,敬請關(guān)注。
編輯:李丹
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