高長(zhǎng)明
綜述
關(guān)于水泥窯協(xié)同處置垃圾問(wèn)題的釋疑與答辯
Disabuse and Reply about Collaborative Disposal of Waste in Cement Kiln
高長(zhǎng)明
焚燒是處置城市生活垃圾的有效手段,我國(guó)的垃圾焚燒主要有兩條技術(shù)途徑。其一是新建一大批垃圾焚燒發(fā)電廠。我國(guó)現(xiàn)已投產(chǎn)的垃圾焚燒爐約有380臺(tái),垃圾發(fā)電廠近200家,其中正規(guī)現(xiàn)代化和低投資簡(jiǎn)易型的垃圾電廠約各占50%。一年焚燒垃圾約4200萬(wàn)噸,占全國(guó)垃圾總量的25%,發(fā)電量每年約118億千瓦時(shí),相當(dāng)于節(jié)約(替代)標(biāo)準(zhǔn)煤413萬(wàn)噸,產(chǎn)生有毒飛灰和殘?jiān)s340萬(wàn)噸,中央財(cái)政補(bǔ)貼約30億,地方政府補(bǔ)貼約24億,共計(jì)54億元。垃圾發(fā)電是我國(guó)垃圾焚燒處置的絕對(duì)主力,處于強(qiáng)勢(shì)地位。有規(guī)劃稱,今后3~5年內(nèi),還將再建150~200家垃圾電廠。其二是利用已有的水泥廠,增設(shè)一套垃圾預(yù)處理與燃燒系統(tǒng),由水泥窯協(xié)同處置垃圾,替代部分燒水泥熟料所需的化石燃料(煤),用以回收利用垃圾中的熱能,灰渣可以直接用作水泥生產(chǎn)的原料。我國(guó)現(xiàn)已投產(chǎn)的協(xié)同焚燒處置垃圾的水泥窯有近20臺(tái),占預(yù)分解窯(新型干法窯)總數(shù)的1.2%,年處置垃圾約200萬(wàn)噸,相當(dāng)于替代標(biāo)煤39萬(wàn)噸,沒(méi)有飛灰殘?jiān)a(chǎn)生及二次污染后患,地方政府補(bǔ)貼約1.1億元,目前水泥窯協(xié)同處置垃圾尚處于萌芽之中[1]。
近年來(lái),因社會(huì)居民對(duì)垃圾電廠的“避鄰”事件頻發(fā),社會(huì)輿論對(duì)水泥窯協(xié)同處置垃圾的呼聲逐漸高漲。2014年5月國(guó)家七部委聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程協(xié)同資源化處理城市垃圾及廢棄物工作的意見(jiàn)》,肯定了水泥窯燒垃圾的重要意義。8月全國(guó)政協(xié)召集各界專家與企業(yè)家舉辦了水泥窯協(xié)同處置垃圾的專項(xiàng)研討會(huì),引起了媒體的廣泛關(guān)注,水泥界內(nèi)部也有一些不同的說(shuō)法和看法。其中大部分是出于過(guò)去半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)對(duì)我國(guó)水泥工業(yè)的不良印象,以及對(duì)近十多年來(lái)我國(guó)水泥工業(yè)的突飛猛進(jìn)、巨大提升、今非昔比的新情況不甚了解,提出了不少疑慮和忠告。為此,本文根據(jù)筆者所掌握的有關(guān)資料與信息,以及個(gè)人拙見(jiàn),對(duì)各種疑慮、忠告和說(shuō)法作一釋疑和答辯,供社會(huì)各界、水泥同仁和政府主管部門參考,歡迎指正。
1990~2010年,全世界水泥工業(yè)的400余臺(tái)水泥窯累計(jì)協(xié)同焚燒了各種可燃廢棄物約2.5億噸。在水泥窯燒廢棄物,其對(duì)化石燃料的熱能替代率≥25%的情況下,由權(quán)威性第三方對(duì)各種污染物的排放濃度進(jìn)行了實(shí)際檢測(cè),共計(jì)檢測(cè)次數(shù)為:二惡英/呋喃3000余次,重金屬8000余次,HCl、SO2、NOx、HF、TOC、粉塵等20000余次,熟料中的重金屬20000余次,熟料中重金屬的浸析率12000余次。所有檢測(cè)數(shù)據(jù)幾乎100%達(dá)到歐盟標(biāo)準(zhǔn)的要求。據(jù)此,挪威科學(xué)與工業(yè)研究基金會(huì)撰寫提出了《有關(guān)水泥工業(yè)POPs的監(jiān)測(cè)綜合報(bào)告》,即著名的SINTEF報(bào)告,并得到聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署的認(rèn)同。該報(bào)告的主要結(jié)論:(1)水泥窯協(xié)同焚燒可燃廢棄物時(shí),其廢氣中的二惡英/呋喃的排放遠(yuǎn)低于歐盟2000/76/EC指令規(guī)定的<0.1ngTEQ/m3(標(biāo)),絕大多數(shù)為<0.02ngTEQ/m3(標(biāo)),水泥窯極少或不會(huì)產(chǎn)生二惡英/呋喃;(2)廢棄物中可能帶入水泥窯系統(tǒng)中的二惡英等在水泥熟料煅燒過(guò)程中99.999%被高溫分解,焚毀去除;(3)廢棄物中可能帶入水泥窯系統(tǒng)中的各種重金屬95%以上均被固化在熟料礦物的晶體結(jié)構(gòu)中或水泥水化產(chǎn)物中,形成不溶解的礦物質(zhì),其在水泥砂漿或混凝土結(jié)構(gòu)中的浸析率均<1.0%,可以保障環(huán)境安全[2]。
事實(shí)上,我國(guó)近20臺(tái)水泥窯協(xié)同焚燒處置垃圾已有1~10年之久,從未發(fā)生過(guò)擾民事件。海螺、金隅、中材、華新等水泥公司的有關(guān)焚燒垃圾的水泥企業(yè)一直倍受近鄰大眾接納,這與某些垃圾發(fā)電廠所遭遇的強(qiáng)烈“避鄰”現(xiàn)象形成了鮮明反差。
水泥窯協(xié)同處置垃圾比垃圾發(fā)電更環(huán)保、安全、經(jīng)濟(jì)。前者沒(méi)有二次污染,可以一次性將垃圾徹底處置干凈,而后者必須繼續(xù)處理垃圾焚燒爐排出的毒性飛灰和殘?jiān)?。如將其深度填埋密封,既占土地又要花費(fèi)每噸約100元或更多的處理成本;如將其送到水泥廠去浸滌除毒后用作水泥替代原料,則其水泥成本要比正常生產(chǎn)的水泥成本高3倍以上。據(jù)估計(jì),我國(guó)每年約有100~200萬(wàn)噸飛灰與殘?jiān)`規(guī)處置,環(huán)境污染隱患堪憂[3]。
表1 水泥窯燒垃圾時(shí)廢氣中污染物排放實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)(歷次平均mg/m3)
表1所示為中材溧陽(yáng)、金隅、海螺等公司水泥窯燒垃圾時(shí)廢氣中污染物排放的檢測(cè)數(shù)據(jù)[4]、[5]。
中材國(guó)際、南京水泥院對(duì)水泥中重金屬浸析的環(huán)境安全問(wèn)題做了大量研究試驗(yàn),證實(shí)在實(shí)際生產(chǎn)中垃圾帶入水泥中的額外重金屬量極少,對(duì)含有8種重金屬的膠砂試塊進(jìn)行浸析率檢測(cè)后,其值均<1×10-5cm/d,浸泡180d后,其重金屬固化率均>99%,低于GB3838-2002國(guó)標(biāo)中關(guān)于II類地表水的限值,不會(huì)對(duì)環(huán)境安全造成危害,結(jié)論與SINTEF報(bào)告吻合。
全國(guó)近20臺(tái)協(xié)同處置垃圾的水泥窯,每年生產(chǎn)熟料約1000萬(wàn)噸,折合成水泥近1600萬(wàn)噸。在海螺、金隅、中材溧陽(yáng)、華新等有關(guān)水泥廠的生產(chǎn)臺(tái)賬與水泥質(zhì)量檢測(cè)記錄報(bào)表中從未發(fā)現(xiàn)過(guò)有水泥質(zhì)量下降或波動(dòng)的記載,出廠水泥質(zhì)量始終保持國(guó)內(nèi)第一流的水平。
大連市環(huán)境科學(xué)研究院對(duì)大連市四家燒廢棄物的水泥廠的水泥質(zhì)量進(jìn)行了全面系統(tǒng)的對(duì)比,檢測(cè)結(jié)果同樣證明水泥窯協(xié)同處置廢棄物對(duì)水泥質(zhì)量沒(méi)有任何影響[6]。
我國(guó)垃圾中的Cl-含量較高,這種高揮發(fā)性成分在水泥窯系統(tǒng)中會(huì)循環(huán)積累,造成堵塞,有礙窯的正常運(yùn)行。針對(duì)這一問(wèn)題水泥企業(yè)可以調(diào)整配料方案,改變窯操作參數(shù),或必要時(shí)采取旁路放風(fēng)等措施來(lái)解決,這是水泥工業(yè)早已掌握的成熟技術(shù)。垃圾中可能帶入的K2O、Na2O、等揮發(fā)質(zhì)成分不會(huì)成為水泥窯協(xié)同處置垃圾的技術(shù)障礙。這些都是水泥工業(yè)早已妥善解決的問(wèn)題。
水泥窯協(xié)同處置垃圾主要的問(wèn)題并非技術(shù)困難而是經(jīng)濟(jì)效益問(wèn)題。因?yàn)槔械乃指?、熱值低,雖然加入窯中能替代一些煤,降低熟料單位煤耗,但同時(shí)也會(huì)使熟料減產(chǎn),單位熟料熱耗與電耗上升,增加熟料成本。熟料減產(chǎn)還會(huì)波及企業(yè)的銷售收入。實(shí)踐表明,水泥窯焚燒垃圾其節(jié)煤的收入往往難以抵消其減產(chǎn)增耗的損失;另外地方政府所給的補(bǔ)貼也不能覆蓋垃圾預(yù)處理的生產(chǎn)成本。
以一臺(tái)5000t/d水泥窯為例,處置垃圾能力400t/d左右的一套預(yù)處理與燃燒系統(tǒng)總投資在0.8~1.2億元,視裝備配置和環(huán)保要求標(biāo)準(zhǔn)的不同而異。其中包括全部機(jī)電裝備、環(huán)保設(shè)施、土建工程及窯系統(tǒng)的部分技改,工期8~10個(gè)月。這對(duì)水泥企業(yè)來(lái)說(shuō),的確是一項(xiàng)不小的投資,所以如果不是具備很高環(huán)保意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感并且擁有相當(dāng)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的水泥企業(yè)大多不會(huì)做出這一抉擇。而且現(xiàn)今的水泥企業(yè)也大多不會(huì)選擇低投資簡(jiǎn)易型的垃圾預(yù)處理系統(tǒng),高標(biāo)準(zhǔn)、高起點(diǎn)、嚴(yán)要求是近年來(lái)我國(guó)水泥行業(yè)轉(zhuǎn)變理念、提升環(huán)保意識(shí)的一個(gè)反映。
眾所周知,新建一個(gè)相同處置能力的垃圾電廠,即使是低投資簡(jiǎn)易型的總投資也需2億元,正規(guī)型的則需3億~4億元,此外還需其二次污染治理費(fèi)用。所以從全社會(huì)的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益總體衡量,水泥窯協(xié)同處置垃圾較之于垃圾發(fā)電顯然更為經(jīng)濟(jì)。
一臺(tái)5000t/d水泥窯協(xié)同處置垃圾300~400t/d,替代標(biāo)煤約30~60t/d不等,視水泥窯所采用的垃圾焚燒方式與裝備配置的不同而異。海螺的CKK系統(tǒng)為氣化爐離線型燃燒垃圾,系統(tǒng)熱損失較大,替代標(biāo)煤量較少。中材溧陽(yáng)與華新的是在分解爐內(nèi)在線型燃燒,替代標(biāo)煤量較多。華潤(rùn)羅定項(xiàng)目采用丹麥?zhǔn)访芩构镜臒岜P爐方案,為在線型燃燒,因具有更大的燃燒空間,故替代標(biāo)煤量將會(huì)更多,這尚待2015年8月羅定5000t/d協(xié)同燒垃圾生產(chǎn)線投產(chǎn)以后考核驗(yàn)證。
當(dāng)然,一臺(tái)5000t/d水泥窯協(xié)同處置垃圾300~400t/d,與那些處理1000t/d或更多的垃圾電廠相比,其處置量較少,但與為數(shù)眾多的簡(jiǎn)易型中小型垃圾電廠相比,處置量相當(dāng)。
至于替代煤量,因?yàn)樗喔G的熱效率高于發(fā)電效率,在相同的垃圾焚燒300t/d的條件下,平均的標(biāo)準(zhǔn)煤替代量前者為30~60t/d,后者僅30t/d,亦即噸垃圾的平均標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量前者為0.1~0.2t,后者僅為0.1t。這說(shuō)明垃圾中熱能的有效回收利用率前者為后者的1~2倍,其節(jié)煤意義不可小覷。
我國(guó)水泥工業(yè)對(duì)協(xié)同處置廢棄物(包括垃圾)的探索研究試驗(yàn)已有十多年的歷程,直到2010年左右才開(kāi)始陸續(xù)建設(shè)投產(chǎn)了10余臺(tái)燒垃圾的水泥窯。有關(guān)的垃圾預(yù)處理與燃燒系統(tǒng)經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn),逐步定型化,至今均已生產(chǎn)正常,環(huán)保指標(biāo)均已達(dá)到國(guó)標(biāo)要求,在環(huán)保與技術(shù)裝備等方面已基本上達(dá)到成熟可靠的水平。
關(guān)于標(biāo)準(zhǔn),截至2014年5月,國(guó)家已批準(zhǔn)實(shí)施的有國(guó)標(biāo)和規(guī)范四項(xiàng),報(bào)批國(guó)標(biāo)稿一項(xiàng),修訂的新國(guó)標(biāo)一項(xiàng),包括GB50634-2010水泥窯協(xié)同處置工業(yè)廢物設(shè)計(jì)規(guī)范、GB50757-2012水泥窯協(xié)同處置污泥工程設(shè)計(jì)規(guī)范、GB30485-2013水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)、GB662-2013水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范、國(guó)標(biāo)報(bào)批稿水泥窯協(xié)同處置固體廢物技術(shù)規(guī)范(2014)和GB4915-2013水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(最新修訂版)。
另外還制定了有關(guān)固廢取樣、分析、檢測(cè)試驗(yàn)方法等四項(xiàng)國(guó)標(biāo),再輔以GB18484-2001危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)和HJ515-2009危險(xiǎn)廢棄物集中焚燒處置設(shè)施運(yùn)行監(jiān)督管理技術(shù)規(guī)范(試行)等。
以上國(guó)標(biāo)和規(guī)范基本覆蓋了水泥窯協(xié)同處置固廢有關(guān)環(huán)境安全、排放標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范,以及固廢的取樣、性能特性檢測(cè)試驗(yàn)方法等各方面的問(wèn)題,內(nèi)容比較齊全完善,技術(shù)水平較高,指導(dǎo)性強(qiáng),利于實(shí)施和監(jiān)管。
我國(guó)具備燒垃圾條件和能力的水泥窯至少有1000臺(tái)以上,許多水泥企業(yè)有多臺(tái)窯在同一場(chǎng)地運(yùn)行。假設(shè)全國(guó)有150臺(tái)水泥窯協(xié)同處置垃圾,每年將燒掉垃圾2000萬(wàn)噸,無(wú)論水泥窯如何“錯(cuò)峰”生產(chǎn)都不會(huì)有礙這2000萬(wàn)噸垃圾的及時(shí)處置,按照總量平衡測(cè)算應(yīng)該不會(huì)有問(wèn)題。當(dāng)然具體到一個(gè)市縣、一個(gè)水泥企業(yè)可通過(guò)相互之間的協(xié)調(diào)配合予以解決。
到目前為止,即使有水泥企業(yè)非常愿意焚燒垃圾,它也沒(méi)有完全自主決定的能力。首先它必須向當(dāng)?shù)丨h(huán)境衛(wèi)生局(國(guó)家住建部管轄)申請(qǐng)垃圾供應(yīng),這取決于掌握垃圾的行政部門的意愿,還涉及既得利益鏈方面的利害關(guān)系。能夠申請(qǐng)到垃圾并有基本的補(bǔ)貼,并非易事。其次,在普遍追求急功近利的大環(huán)境中,為了協(xié)助社會(huì)解決一部分垃圾處置困境,能下決心做這種“先賠本以后或許能賺回”事情的水泥企業(yè)實(shí)在是難能可貴,但不會(huì)太多。
僅此兩大瓶頸,筆者認(rèn)為現(xiàn)在就開(kāi)始防止此事一哄而起未免太過(guò)超前,不合時(shí)宜。當(dāng)今的關(guān)鍵是需要扶持驅(qū)動(dòng),穩(wěn)步推進(jìn),而不是反對(duì)“冒進(jìn)”。
前些年許多簡(jiǎn)易型垃圾發(fā)電之所以一哄而上,就是因?yàn)槔鴫艛?,扶持政策過(guò)于優(yōu)惠、環(huán)保監(jiān)管缺失所造成的,而如今水泥企業(yè)根本就沒(méi)有這些條件。
筆者完全同意這一觀點(diǎn)。水泥企業(yè)可持續(xù)發(fā)展“四零一負(fù)”戰(zhàn)略中,所倡導(dǎo)的實(shí)現(xiàn)熟料煅燒對(duì)石化燃料零消耗的理念,雖然主張采用廢棄物用作替代燃料,100%替代煤,但是水泥工業(yè)可采用的替代燃料品種及來(lái)源繁多,垃圾只是其中接近最低質(zhì)的一種。參照發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn),水泥工業(yè)的替代燃料按熱能計(jì)垃圾大都占10%以下,最多不超過(guò)15%,否則會(huì)影響到整個(gè)水泥工業(yè)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益狀況,鑒于現(xiàn)今我國(guó)“垃圾圍城”情況十分嚴(yán)峻,因此我們應(yīng)該首先把注意力集中到垃圾。近期之內(nèi)可以適當(dāng)集中地多燒一些垃圾,但從中長(zhǎng)期規(guī)劃而言,水泥工業(yè)根本就不會(huì)打算喧賓奪主地試圖取垃圾發(fā)電而代之,因?yàn)檫@樣做是不科學(xué)的,勢(shì)必會(huì)兩敗俱傷。按照較理想情況預(yù)測(cè),2020年水泥工業(yè)每年協(xié)同處置垃圾約2000萬(wàn)噸,大致占垃圾總量的10%左右,其余的90%仍需發(fā)電和其他方式來(lái)處理,不會(huì)改變垃圾發(fā)電為主的狀況。
這的確是廣大公眾最關(guān)注的問(wèn)題。公眾并不清楚水泥窯焚燒處置垃圾是怎么回事,卻對(duì)水泥工業(yè)的印象不佳,又因近年來(lái)許多中小型簡(jiǎn)易垃圾電廠不盡如人意的表現(xiàn),加之監(jiān)管缺失,致使廣大公眾聽(tīng)到焚燒垃圾就“色變”。
因此希望我國(guó)水泥工業(yè)必須確保環(huán)境安全,絕不擾民,以實(shí)際行動(dòng)彌補(bǔ)歷史遺留的不良口碑,加強(qiáng)自律,積極配合監(jiān)管,歡迎公眾參與監(jiān)管,爭(zhēng)取逐漸樹(shù)立水泥工業(yè)的新形象。近十多年來(lái)我國(guó)水泥工業(yè)確實(shí)發(fā)生了巨大的改變和提升,面貌煥然一新,已達(dá)國(guó)際水平。而且今后逐步進(jìn)入水泥窯燒垃圾行列的都會(huì)是比較優(yōu)秀的企業(yè),筆者相信他們一定能肩負(fù)重?fù)?dān),圓滿完成光榮的歷史使命,這是有一定科學(xué)依據(jù)的期望。當(dāng)然,盡管水泥窯具備固有的燒廢優(yōu)勢(shì),但它并不能焚燒所有的可燃廢棄物,即使屬可燒的其處置量也是有一定限度的??傊?,水泥窯并非燒廢的萬(wàn)能神器,希望不要產(chǎn)生誤導(dǎo)和誤解。
最后有兩點(diǎn)建議:
(1)我國(guó)宜盡早地統(tǒng)籌引導(dǎo)建立一個(gè)全社會(huì)各種廢棄物綜合循環(huán)再利用的新興產(chǎn)業(yè);在替代燃料方面,應(yīng)將各種可燃廢棄物高度專業(yè)化地集中制成衍生燃料(RDF),或制成有一定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格性能的再生燃料(ARF),以便各行業(yè)按其需要選用。我國(guó)目前“誰(shuí)想用,誰(shuí)自制”的狀況,效率和效益太低,絕非長(zhǎng)久之計(jì)。
(2)水泥窯協(xié)同處置廢棄物在我國(guó)基本條件已經(jīng)成熟,亟需改革現(xiàn)行的垃圾管理機(jī)制,試行政府主導(dǎo)的公開(kāi)競(jìng)標(biāo)模式,出臺(tái)科學(xué)合理的扶持政策,引導(dǎo)驅(qū)動(dòng),有序推進(jìn)。不要荒廢水泥工業(yè)這一固有的優(yōu)勢(shì)功能,以利其能為社會(huì)多做一點(diǎn)貢獻(xiàn)。關(guān)于扶持政策的政府補(bǔ)貼,借鑒德國(guó)的經(jīng)驗(yàn)是,必須始終堅(jiān)持的原則就是調(diào)控企業(yè)有適當(dāng)?shù)睦婵蓤D(不虧損,不暴利),初始驅(qū)動(dòng)時(shí)補(bǔ)貼可稍高,但隨著技術(shù)成熟和效率提高,補(bǔ)貼必須相應(yīng)下調(diào)。這是促進(jìn)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步,以及防止其因此而獲取暴利的必要措施,也是政府引導(dǎo)藝術(shù)和調(diào)控技巧的關(guān)鍵所在,我國(guó)一直以來(lái)“一錘定終身”的辦法亟需改革。
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2014-12-04;編輯:呂光