魏小鳳，梁華杰，王冠平

（光大環(huán)保（中國） 有限公司，廣東 深圳 518033）

1 上游原料分析

1.1 原料特點

一是含水率高。一般平均在85%左右，部分城市餐廚垃圾含水率甚至達到90%。而高含水率會影響輸送方式及輸送設備的選取，厭氧降解工藝的選擇范圍較小。

二是原料中雜質(zhì)含量高。由于餐廚垃圾產(chǎn)生源頭管理不規(guī)范，餐廚垃圾中通常會混有較多的雜質(zhì)，如餐具刀叉、易拉罐、塑料袋、啤酒瓶等很多不可預計的成分會混入垃圾，造成前處理難度增加。

三是根據(jù)地區(qū)的飲食習慣不同，垃圾的成分、含油和含鹽量有所不同，例如在重慶地區(qū)，餐廚垃圾中的油和花椒含量就會特別大。由于目前沼氣發(fā)電存在上網(wǎng)較難、補貼較少等問題，而回收廢棄油脂制取生物柴油獲利較多，因此更多的業(yè)主希望能夠?qū)⒂椭蛛x出去制取生物柴油。

四是易腐性。有機物含量高，在溫度較高的條件下，能很快腐爛發(fā)臭，引發(fā)新的污染。

五是存有病毒、致病菌和病原微生物。如不加以適當處理而直接利用，會造成病原菌的傳播和感染等［1-4］。

1.2 原料供應

當前我國每年餐廚垃圾產(chǎn)生量巨大，約為4 000萬t，并呈快速上升趨勢。隨著我國人口增加、餐飲業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，餐廚垃圾產(chǎn)生量還將逐年增長，預計每年的增速在10%左右［5］。

2013年5月，《餐廚垃圾處理技術(shù)規(guī)范》正式出臺。根據(jù)規(guī)范，目前我國人均餐廚垃圾日產(chǎn)生量宜取0.1 kg/d，修正系數(shù)則可按以下要求確定：經(jīng)濟發(fā)達城市、旅游業(yè)發(fā)達城市、沿海城市可取1.05～1.10，經(jīng)濟發(fā)達旅游城市、經(jīng)濟發(fā)達沿海城市可取1.10～1.15，普通城市取1.00［6］。一般人流量較大的區(qū)域其飯店賓館數(shù)量也相應增多，餐廚垃圾產(chǎn)生量也較大，因此餐廚垃圾的產(chǎn)生來源相對較為集中［7-8］。

在原料供應方面，正規(guī)處理企業(yè)餐廚垃圾收不上來一直是餐廚垃圾處理行業(yè)普遍存在的問題。這主要是因為城市餐廚垃圾在實施集中處理項目前絕大多數(shù)被私人拉運，被用來喂養(yǎng)“垃圾豬”或生產(chǎn)“地溝油”，垃圾產(chǎn)生單位向收運人收取一定費用，是餐飲經(jīng)營單位尤其是大型單位的利潤點之一。實施集中收運后，餐廚垃圾被無償收運，甚至還要收取垃圾處置費，因此集中收運受到部分單位抵制，面臨的阻力較大，餐廚垃圾收集難成為管理中的最大難點，非法收運和處置現(xiàn)象尚未完全杜絕，造成餐廚垃圾不能“應收盡收”，餐廚垃圾處理企業(yè)開工不足，生產(chǎn)成本進一步提高。

而這在廢棄油脂方面表現(xiàn)尤為明顯。目前正規(guī)處理企業(yè)對廢棄油脂的收購價是4 000元/t左右，制成生物柴油可以賣到7 000元/t，而市場上有些人卻能以5 000元/t以上的價格收購，而將這些油脂摻雜到食用油中銷售后則可買到1萬元/t以上。巨額利潤使得正規(guī)處理企業(yè)回收地溝油更為艱難［9］。

造成這一局面的主要原因：①餐飲企業(yè)為了牟取利益私自將餐廚垃圾賣給那些非正規(guī)企業(yè)或者個人，而不愿意將餐廚垃圾無償交給相關(guān)部門或企業(yè)；②政府補貼不到位，使指定的餐廚垃圾清運企業(yè)無利可圖，因此缺少收集餐廚垃圾的積極性；③由于城管、公安、市場監(jiān)督以及環(huán)保等部門協(xié)作機制不完善，聯(lián)合執(zhí)法效果不夠理想，從而形成監(jiān)管漏洞。

總體來說，按餐廚垃圾原料收集難度，學校、醫(yī)院、企業(yè)、政府機關(guān)、部隊等集體進食場所以及大型賓館、飯店等要優(yōu)于中、小型餐飲單位，集中分布的餐飲企業(yè)要優(yōu)于分散分布的餐飲企業(yè)，市區(qū)的餐飲企業(yè)要優(yōu)于城郊的餐飲企業(yè)。

2 中游餐廚處理企業(yè)情況

2.1 餐廚垃圾處理企業(yè)的依賴度

目前餐廚處理行業(yè)對原料的依賴性較大，主要是因為，原料產(chǎn)生量和收益息息相關(guān)。一方面是處理和收運補貼會受到影響，直接影響企業(yè)收入；另一方面產(chǎn)成品數(shù)量也會降低。如果餐廚垃圾原料不夠，將導致處理生產(chǎn)線無法運行。而生產(chǎn)線處理200 t和處理20 t餐廚垃圾需要開機的時間和運行成本相差無幾，但產(chǎn)出量卻懸殊較大，開機次數(shù)越多，虧損越大。近些年，一些地方政府建設的大型生產(chǎn)線因為餐廚垃圾處理量不足導致無法正常運行而停產(chǎn)的例子比比皆是。

目前，部分城市餐廚垃圾處理項目BOT合同中增加了垃圾保底處理量的概念，這有助于幫助餐廚垃圾處理項目的正常運轉(zhuǎn)。

2.2 餐廚垃圾產(chǎn)生單位的依賴度

目前原料供應方對本產(chǎn)業(yè)的依賴性并不明顯，主要是由于規(guī)范化市場仍處在形成階段，還存在大量的非法處理企業(yè)或個人，因此其垃圾出路即使沒有正規(guī)企業(yè)收運處理，仍可以找到下游處理廠家或個人。但是隨著政策日益規(guī)范，執(zhí)法力度的不斷增加，餐廚垃圾產(chǎn)生單位對產(chǎn)業(yè)的依賴性將逐漸增加。主要因為：①隨著規(guī)范化市場形成，企業(yè)如不將餐廚垃圾交由正規(guī)企業(yè)處理，其將面臨行政處置或形象受損等風險；②不法生產(chǎn)企業(yè)或個人在高壓執(zhí)法的勢態(tài)下無法生存。

以蘇州為例，從2010年以來，蘇州市公安、城管、衛(wèi)生等有關(guān)部門對非法收運進行了三輪22次集中整治，共沒收非法收運黑車150多輛，截獲餐廚垃圾和地溝油約100余t。最終導致餐飲企業(yè)不得不致電環(huán)衛(wèi)部門尋求地溝油和餐廚垃圾出路。

3 下游產(chǎn)品情況

餐廚垃圾根據(jù)處理工藝不同，其產(chǎn)品也不同。目前餐廚垃圾資源化處理主流技術(shù)大致分餐廚垃圾厭氧產(chǎn)沼氣、好氧發(fā)酵產(chǎn)肥料和飼料化。厭氧發(fā)酵是無氧環(huán)境下有機質(zhì)的自然降解過程，在此過程中微生物分解有機物，最后產(chǎn)生甲烷和二氧化碳。根據(jù)發(fā)酵的含固率不同，厭氧發(fā)酵又可分為濕式厭氧和干式厭氧，但其主要產(chǎn)品都主要是沼氣，沼渣則可以加工為肥料。餐廚垃圾的好氧生物處理是指在有氧條件下，依靠好氧微生物（主要是好氧細菌）的生命代謝活動，把一部分被吸收的有機物氧化成簡單的無機物，把另一部分有機物轉(zhuǎn)換合成新的細胞物質(zhì)，使微生物生長繁殖，最終將餐廚垃圾轉(zhuǎn)化為有機肥，其主要產(chǎn)品為有機肥料。飼料化處理技術(shù)主要采用生物轉(zhuǎn)化手段將餐飲垃圾經(jīng)過生物轉(zhuǎn)化，烘干處理，殺毒滅菌，除去鹽分等，最終生成蛋白飼料添加劑等可利用物質(zhì)。由于油脂利潤較高，因此上述3種工藝一般都在處理前端將油脂單獨分離出來。

總的來說，根據(jù)工藝不同，其下游產(chǎn)品主要有沼氣、有機肥料、油脂以及飼料。

3.1 沼氣

隨著社會對環(huán)保日益重視，開發(fā)沼氣作為新能源，在經(jīng)濟和社會效益上優(yōu)勢明顯，其前景和市場十分廣闊。若以1 t餐廚垃圾可制取50～60 m3沼氣量計算，在當前國內(nèi)天然氣3～3.5元/m3售價水平下，每年4000萬t餐廚垃圾即便1/2用來制沼氣，“十二五”期間餐廚垃圾制沼氣的市場空間也可達300億元。

餐廚垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣目前利用方式主要有并入天然氣管網(wǎng)、沼氣發(fā)電以及制備車用壓縮天然氣。所涉及的產(chǎn)業(yè)有天然氣行業(yè)、電力行業(yè)以及汽車行業(yè)等。這一細分市場潛力較大。

首先可以補充和部分替代天然氣。近年來我國天然氣用量高速增長，不時出現(xiàn)“氣荒”?！笆濉蹦茉从媱潓厥覛怏w減排的希望主要寄托于清潔燃料天然氣上。雖然天然氣產(chǎn)能目前正大幅增大，但由于未來天然氣消費量增加更加迅猛，缺口將更為突出。預測到2020年，天然氣的缺口將大幅度擴大至每年1 000億m3左右。生物沼氣彌補天然氣供需缺口的潛力（每年1 000億～2 000億m3）和作用將會越來越突出［10］。

車用壓縮天然氣目前主要為雙燃料車提供燃料，雙燃料車一般是由定形汽車加裝1套CNG型車用裝置而成，可實現(xiàn)汽油天然氣兩用。以車用壓縮天然氣為燃料價格相對便宜，而且排放污染少、燃燒穩(wěn)定安全可靠。根據(jù)調(diào)研，以單車平均日行200 km計算，和使用汽油燃料相比，使用車用天然氣每日可節(jié)約費用近40元。這也是車用燃氣市場巨大的重要動力。我國現(xiàn)有出租車數(shù)量已達100多萬輛，按每天行駛200 km，每百公里天然氣消耗為9.1 m3，每天每臺出租車消耗天然氣為18 m3。因此即便是只有1/10的出租車采用壓縮天然氣，其需求量也十分驚人。而且這一需求不包括現(xiàn)有的大量公交車和私家車輛。目前車用天然氣市場受限主要是由于加氣站站點較少、輸氣管網(wǎng)鋪設麻煩以及罐車輸送運費較高等因素，隨著輸氣管網(wǎng)鋪設等問題解決，這一市場必將越來越受到歡迎。

和國外相比，目前我國沼氣發(fā)電利用比例較低，提升空間巨大。以德國為例，2010年德國沼氣產(chǎn)生量為98億m3，對應裝機量為230萬kW。而我國雖然產(chǎn)生量已經(jīng)達到144億m3，但對應裝機量僅為50萬kW。這主要是由于我國對發(fā)電上網(wǎng)還控制嚴格，上網(wǎng)合格證還較難拿到，而且沼氣發(fā)電補貼價格和國外相比也較低。隨著國家對沼氣發(fā)電的重視，補貼價格日益規(guī)范合理化，未來這一市場需求將逐漸擴大。另外，小型沼氣發(fā)電市場也正受到重視，目前我國還有相當多的農(nóng)村偏遠地區(qū)存在嚴重缺電的現(xiàn)狀，如部分偏僻山區(qū)采用高壓輸電較為困難，而這些地區(qū)卻有著豐富的生物質(zhì)原料，因此可考慮發(fā)展小型沼氣電站就地供電。

用沼氣作為清潔能源具有特殊的優(yōu)勢：首先原料來源豐富，包括人畜糞便、農(nóng)作物秸稈、污水池污泥、餐廚垃圾等，只要是有機物質(zhì)都可以通過厭氧發(fā)酵的方式生產(chǎn)沼氣，原料收集較為廣泛。其次是可以循環(huán)利用。沼氣為可再生能源，原料來源為有機廢物，原料在產(chǎn)生沼氣的同時，沼渣沼液則可以加工為有機肥用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，促進低碳經(jīng)濟和發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)。再則規(guī)模可調(diào)。沼氣工程規(guī)?？梢愿鶕?jù)原料收集情況和用戶需求進行調(diào)整，適用性較強［11］。

3.2 肥料

我國現(xiàn)有的農(nóng)田種植面積約1.33億hm2，年化肥需求量約為5 000萬t，農(nóng)用化肥單位面積平均施用量已達到434.3 kg/hm2，遠高于國際公認的化肥施用安全上限225 kg/hm2。大量使用化肥已帶來一系列問題。許多地區(qū)由于長期施用單一化肥，造成土壤板結(jié)、環(huán)境污染、作物品質(zhì)下降。而且由于我國年產(chǎn)化肥量不足，尤其是優(yōu)質(zhì)化肥更是奇缺，當前大量依賴進口滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。這給有機肥料的使用帶來了很大的市場空間［12］。這一產(chǎn)品所涉及的行業(yè)主要有農(nóng)林牧業(yè)等。

有機肥不僅能為農(nóng)作物提供全面營養(yǎng)，而且肥效長，可增加和更新土壤有機質(zhì)，促進微生物繁殖，改善土壤的理化性質(zhì)和生物活性，是綠色食品生產(chǎn)的主要養(yǎng)分，隨著對生態(tài)環(huán)境和自身健康的日益關(guān)注，有機肥的需求量越來越大。

餐廚垃圾經(jīng)厭氧消化后，其沼渣和沼液中不僅保留了有機物分解后所生成的各種養(yǎng)分和營養(yǎng)元素，而且在發(fā)酵過程中絕大多數(shù)的有害生物被殺死，適宜加工為有機肥料。利用沼渣沼液加工生產(chǎn)的高效有機復合肥具有肥效高、可防病抗蟲害和改良土壤的獨特性能，可實現(xiàn)糧食安全和無公害瓜果、蔬菜的生產(chǎn)，為農(nóng)民大幅增收增效，有著巨大的現(xiàn)實和潛在的市場［13］。目前市場上優(yōu)質(zhì)顆粒固定有機肥批發(fā)價900～1 200元/t（零售價1 400～1 800元/t），優(yōu)質(zhì)液體葉面有機肥批發(fā)價為8 000～9 000元/t（零售價12 000～18 000元/t）［14］。

從國內(nèi)有機肥市場情況看，近期及未來有機肥的生產(chǎn)和供應都遠不能滿足市場的需要。據(jù)有關(guān)資料，我國有機肥料的用量若能達到化肥使用量的10%，其市場容量便將達到500萬t，并且每年還在高速增長。

但由于我國餐廚垃圾中含有很多油、脂肪等，油脂會將固形物包裹起來，形成厭氧環(huán)境，導致生產(chǎn)的有機肥料效果不理想；另外，餐廚垃圾中含有鹽分，制成的肥料中也會含有鹽。在北方缺水地區(qū)，若撒到田地里，水分短時間內(nèi)揮發(fā)，容易使鹽分保留在土壤中，長期施用可能會造成鹽積累，破壞土壤離子環(huán)境，從而加重鹽堿化。因此目前業(yè)內(nèi)普遍存在有機肥銷路不理想的現(xiàn)象。發(fā)酵后的肥料大都用于林業(yè)、草坪或荒漠改造中，而且其價格也較為低廉，一般售價為500元/t左右。

因此，如果要保障有機肥料的銷售，怎樣保證成品品質(zhì)是當前需要突破的難點之一。

3.3 油脂

目前，餐廚廢油資源化處理技術(shù)主要包括利用餐廚廢油作為化工原料生產(chǎn)生物柴油、環(huán)氧甲酯等，這些技術(shù)在實際中均有應用，并取得了一定的效果。

生物柴油實際上是一種脂肪酸甲酯類化合物。它可以通過植物油或動物脂肪（包括各種含油植物、動物油、餐廚廢油、地溝油等）與醇類化合物在催化劑存在下進行酯化或酯交換反應，生產(chǎn)出的一種清潔、可降解和可再生的燃料。與化石柴油相比，生物柴油含硫數(shù)值較低，環(huán)保性較好。利用生物柴油可削減90%的一氧化碳、80%的總懸浮顆粒物、78%二氧化碳排放。10萬t生物柴油可節(jié)煤128600t、節(jié)電 10.46億 kWh，替代石油 90 000 t［15］。

利用餐廚廢棄油脂生產(chǎn)生物柴油優(yōu)勢較為明顯。餐廚廢棄油脂經(jīng)過脫水除雜后，純度很高，是生物柴油的較佳原料，而且實現(xiàn)了廢物再利用。技術(shù)上也較為成熟，常用的生產(chǎn)方法為預酯化－二步酯交換－酯蒸餾工藝。其流程：經(jīng)預處理的油脂與甲醇一起，加入硫酸作催化劑，在60℃常壓下進行酯交換反應，生成脂肪酸甲酯，即生物柴油。

環(huán)氧甲酯是脂肪酸甲酯進一步升級后的產(chǎn)品，主要是對生物柴油中的不飽和雙鍵進行環(huán)氧化處理得到，一般用于新型PVC增塑劑，替代DOP、DINP等含苯環(huán)的傳統(tǒng)增塑劑，并能改善PVC制品對光和熱的穩(wěn)定性。由于環(huán)氧甲酯售價更高，而運行成本較生物柴油增加較少，例如由脂肪酸甲酯制取環(huán)氧甲酯，另需增加運行成本不超過1 000元/t左右，但環(huán)氧甲酯的銷售價為10 000元/t，遠高于生物柴油售價7 000元/t。然而一般餐廚廢棄油脂制脂肪酸甲酯或者制環(huán)氧甲酯都需要有一定規(guī)模（50 t/d及以上）收益才更明顯。

此外還有利用餐廚廢棄油脂生產(chǎn)硬脂酸和油酸、生產(chǎn)潤滑油等，但市場占有率較小。

3.4 飼料

從技術(shù)上來說，由于我們吃的食物要求營養(yǎng)全面，所以餐廚垃圾成分多，而一般飼料也要求營養(yǎng)全面，因此利用餐廚垃圾制成飼料，經(jīng)過的環(huán)節(jié)最短，能量物質(zhì)損失相對較低，所以餐廚垃圾制飼料是資源化程度最高的。

但是，由于存在飼料同源性等問題，目前國家不提倡餐廚垃圾做飼料。農(nóng)業(yè)部已經(jīng)將餐廚垃圾制飼料的2個許可證注銷，之前采用餐廚垃圾制飼料工藝的企業(yè)也都紛紛轉(zhuǎn)型做肥料，如青海潔神、北京嘉博文等。2011年農(nóng)業(yè)部已成立專家組對餐廚垃圾作飼料的可行性進行論證，在沒有明確結(jié)論之前，不再發(fā)放類似許可證。

4 結(jié)束語

目前餐廚垃圾整個產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)均存在一定風險，如原料供應質(zhì)量和數(shù)量不能保證、企業(yè)盈利難、產(chǎn)品銷售市場待開發(fā)等。但同時，隨著民眾對餐廚垃圾處理的重視，這一市場十分廣闊，據(jù)市場測算，按照當前國內(nèi)餐廚垃圾年產(chǎn)量對應的處理需求，要達標處理，其潛在的設施建設市場規(guī)模就可達400億元。因此，為更好地發(fā)展該行業(yè)，需要在全局通盤考慮基礎(chǔ)上，規(guī)范現(xiàn)狀，共同努力使餐廚垃圾市場發(fā)展越來越繁榮正規(guī)。

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