【高質量能源內容,點擊右上角加’關注’】
根據畢馬威的一份統計,亞太垃圾發電市場預計將以每年15%以上的速度增長,到2023年達到136.6億美元。目前,北歐、中國和日本公司都在積極跟蹤關注東南亞垃圾處理市場。
亞太新興市場的各國政府都渴望利用垃圾發電技術(WastetoEnergy,以下簡稱“WTE”)來解決日益嚴重的垃圾問題。但衆所周知的是,要創造經濟和環境上可持續的WTE解決方案,需要的不僅僅是政府給項目頒發一張許可證。本文簡述東南亞各國當前推出的垃圾發電項目以及所遇到的問題,並提供了一些建議供行業參考。
新辦法解決老問題
隨著人口增長和經濟發展,垃圾管理已成爲東南亞各國當務之急。東南亞大多數城市沒有足夠的場地來擴建或新建垃圾填埋場,各政府需要采納有效和可持續的垃圾管理方案,這其中最受重視的就是垃圾發電技術。
垃圾發電技術是指通過特殊的焚燒鍋爐燃燒城市固體垃圾,再通過蒸汽輪機發電機組發電的一種發電形式。垃圾發電分爲垃圾焚燒發電和垃圾填埋氣發電兩大類。
“WTE只是垃圾管理全鏈條的一個環節”,世界銀行高級基礎設施融資專家愛德溫·尤恩說,“城市垃圾管理的第一環節是垃圾控制和垃圾分類,由政府出台公共政策,號召和指導居民減少垃圾産生和分類;第二環節是垃圾收集、運輸和進爐燃燒,最後是將燃燒灰燼運至當地垃圾填埋場進行填埋。
WTE項目通過垃圾燃燒産生了有價值的電力能源,但更大好處在于它將垃圾轉化爲灰燼的能力,使得運往填埋場的垃圾體積量減少了高達90%。垃圾的減少也有助于控制填埋場中有機物質分解所致的甲烷排放。這兩點對土地狹小、人口密度大的東南亞城市尤爲重要。在新加坡等一些典型地區,缺少填埋場地成爲政府采用WTE解決方案的關鍵考量因素。而預計到2030年,東南亞城市人口將增加到近4億,需要大量WTE投資來應對垃圾的增加。
WTE是可持續垃圾管理的幾個必要條件之一。WTE系統可以作爲傳統化石燃料發電的一項補充,産生可再生電力爲城市和政府創造收入,同時也可以減少城市填埋場地需求,一舉多得。
已被證實的成熟技術
WTE技術已經商業實施了幾十年,其中應用最廣泛的是爐排型焚燒技術,占全世界垃圾焚燒市場總量的80%以上。該類爐型的最大優勢在于技術成熟,運行穩定、可靠,適應性廣,絕大部分固體垃圾不需要任何預處理可直接進爐燃燒。尤其應用于大規模垃圾集中處理,可使垃圾焚燒發電(或供熱)。
在2003年至2011年期間,全世界至少建成了106個機械爐排焚燒廠用于垃圾處理。2000年,日本三菱在新加坡建成的TSIP項目,垃圾處理能力達到3000噸/日,發電裝機80兆瓦,是世界上最大的爐排焚燒爐項目之一。
此外還有其他的WTE技術,例如流化床焚燒爐、回轉爐焚燒爐、垃圾氣化焚燒等等,預計未來也會在東南亞實施。
垃圾發電的經濟學
世界銀行有關研究表明,亞太垃圾發電市場預計將以每年15%以上的速度增長,到2023年達到136.6億美元。行業相關公司包括産業投資商、商業銀行、多邊機構、基礎設施基金等。總體上,發達國家的垃圾發電市場要比發展中國家成熟,但也意味著發展中國家的潛力更大。
公私合營PPP是目前東南亞區域最受歡迎的垃圾發電開發模式。據新加坡國家環境署副首席執行官(環境保護)兼環境保護司司長阿南達·拉姆·巴斯卡說,在新加坡,國家環境署既可以自行投資開發WTE項目,也可與私營公司以PPP模式共同開發WTE項目。
在一個典型的WTE公司合營結構中(PPP),開發商在 De-sign-Build-Own-Operate(DBOO)模式下負責項目的開發,在25-30年的特許經營期內,按照合同容量要求,自行融資、建設、擁有、維護和運營項目。WTE項目需要大量的前期投資,開發商及貸款銀行需要得到政府部門的擔保,確保項目在一定時間內實現投資回報。
愛德溫·尤恩指出,無論采用何種開發模式,都繞不開如何賺錢的基本經濟學。WTE項目主要基于兩個收入來源:第一個來源是市政當局、企業或其他組織向項目方所交納的垃圾入爐費或者傾倒費;第二個來源是項目向當地電網出售電力的電費收入。在某些情況下,焚燒産生的灰渣等産品的出售是第三個但較小的收入來源。
垃圾入爐費取決于垃圾數量,而電費收入取決于垃圾焚燒産生的熱量。如果垃圾中易燃物越多(如塑料、紙張或木材),焚燒産生的熱量越高;反之如果不燃物越多(如磚塊或玻璃),焚燒産生的熱量就越低。此外,按照技術安全規程,機組的産熱能力需要設定一個上限。如果可燃廢物的百分比過高,熱值將高于設計安全水平,運行人員必須減少進入焚燒爐的垃圾數量,這就會減少了入爐費(傾倒費)。但如果熱值太低,機組所發電力就會減少。
“WTE項目面臨的最大挑戰,”愛德溫·尤恩說,“是平衡垃圾數量和垃圾成分(熱值),以取得最優的電費收入和入爐費組合。”
東南亞發展空間大
目前,東盟10個成員國共有10個垃圾發電廠或試驗項目,分布在包括新加坡、泰國、印度尼西亞和越南等國。
毫無疑問,中國是區域垃圾發電行業主要參與者,過去十年中,中國在國內市場積累了大量成功的垃圾發電項目經驗和技術,正在積極向東南亞推廣。
與此同時,日本在積極地向東南亞推銷其垃圾發電的專業知識和技術。日本全國有380個垃圾發電廠,全國近三分之一的垃圾焚燒項目將垃圾轉換爲電力。爲了趕在中國之前搶占東南亞垃圾焚燒市場,在市場開拓方面,日本采取了比中國更加積極的做法:首先,日本外務省在其2019年財政預算中預留了20億日元(1849萬美元),用以扶持日本企業進行項目現場勘查和其他標前活動;其次,日本企業往往提供包括WTE在內的一攬子整合方案,輔以一系列配套服務,如廢物分類、廢物減少、人員培訓和回收等,提高東南亞政府的認可度。截至2019年中,日本HitachiZosen、JFEEngineering、三菱重工等企業已與越南、印度尼西亞和菲律賓達成了相關項目的合作協議。
影響發展的關鍵問題
東南亞國家出台了許多公共政策鼓勵和支持WTE項目。例如,印度尼西亞政府宣布WTE工廠項目爲國家戰略項目。然而,要爲WTE項目設計出一個可行的風險分擔結構,就需要所有利益攸關方之間的密切協調與合作,其中包括作爲購電方的國家電力公司、作爲垃圾供應方和土地提供方的當地政府等,以實現可融資的PPP結構,確保WTE項目的穩定、可預測的現金流。
所供垃圾的質量、可持續性和一致性也是貸款銀行和投資商的考量的關鍵風險因素。許多新興經濟體的垃圾分類規則和監管要求有限,難以分離不同類型的垃圾。此外,東南亞特殊的濕熱環境導致可能有大量的“濕”廢物,包括較難燃燒的廚余垃圾等,所能提供的熱值很低;而且每年的廢物類型和質量各不相同。對于WTE項目來說,這意味著電力産出的波動和收入的不確定性。
WTE項目還面臨特定的環保問題。垃圾焚燒發電是否真正做到能量正産出和環境正保護,取決于燃燒過程的效率和汙染控制,當前最新的垃圾焚燒項目采用先進的汙染控制和二惡英過濾設施,可以達到保護環境和人類健康的目的——但高新技術的采用也意味著更高的成本,這對新興市場的財政也相應提出了更高要求。此外,WTE項目生産的灰分需要送往垃圾填埋場進行填埋處置,填埋場地需要做好防滲處理,以防止地下水汙染。