要點:生活垃圾中有至少30%是非生物質廢棄物,所以不能簡單將生活垃圾等同于生物質能源。
生活垃圾中生物質廢棄物(廚余、紙張、木竹)質量占比雖然達到70%,但發(fā)電貢獻率僅為30%~60%左右,原因就是它們的總體水分高、熱值低。
目前可再生能源補貼政策是對焚燒發(fā)電廠入廠垃圾進行“全補”,并未區(qū)分生物質和非生物質能源和它們產生的電力,錯補率高達40%~70%。
按照2015年全國垃圾焚燒處理總量推算,可再生能源電價補貼的一年錯補總額至少達到15億元。
目前我國可再生能源補貼累積缺口已高達550億元以上,修正垃圾焚燒發(fā)電錯補問題,每年至少可幫助縮小缺口2.7%。
2016年10月,國家能源局印發(fā)了《生物質能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》,其統(tǒng)計數據顯示,截至2015年,我國生物質發(fā)電總裝機容量約1030萬千瓦,其中,垃圾焚燒發(fā)電約470萬千瓦,占全國生物質發(fā)電裝機總量的45.6%。
只要稍微懂一點生活垃圾和生物質能源關系的人,就知道能源局犯了一個基本概念的錯誤,由此導致的后果也相當嚴重。
生活垃圾包含一定的生物質廢棄物,但不等同于生物質能源
生活垃圾是復雜的固體廢棄物混合體,一般包括輕質可燃物(紙張、樹葉、塑料、織物、竹木等質量較輕、熱值較高的有機物)、廚余(果皮、剩菜、骨頭等廚房垃圾,含水量大)、及無機物(金屬、玻璃、灰渣等,一般不可燃燒)這幾大類。
國際能源署(International Energy Agency/IEA)認為,生物質能是一種可再生能源,能量來自動植物,這些動植物或者仍然具有生命或者曾近期存活,例如木屑、農作物和動物糞便等。
美國能源信息局(Energy Information Administration/ EIA)則將生物質能和生物質廢物區(qū)分開來。生物質統(tǒng)指源自生物體的有機非化石原料。而生物質廢物指“源自生物體的非化石有機原料的副產品和廢棄物,物包括城市固體垃圾中的生物源部分,如垃圾填埋氣、污泥廢料、農作物副產品、秸稈,以及其他生物質固體、液體和氣體,不包括木材和來自木材的燃料、生物燃料原料、生物柴油和燃料乙醇”。
圖1:生活垃圾、生物質廢物和生物質能源之間的關系
比較以上關于生物質、生物質廢物和生活垃圾的定義,可以看出:生活垃圾不但不同于生物質,也不同于生物質廢物;垃圾中僅可降解生物質部分屬于生物質廢物或生物質能源的一部分。
我國生活垃圾中生物質能源對焚燒發(fā)電的貢獻最多6成
眾所周知,我國城市生活垃圾廚余比重大。根據中國人民大學2015年發(fā)布的一份報告,全國11座城市(含北京、天津、上海)廚余占垃圾總量比重的平均值可達60%左右,若將紙張、竹木也考慮在內,垃圾中屬于生物質廢物或生物質能源部分的比重會達到70%左右(見表1),這一數據也基本可以代表全國的情況。即便如此,依然不能將垃圾整體化約為生物質廢物或生物質能源。
表1:生活垃圾各組分焚燒發(fā)電貢獻率計算(綠色為生物質能源的發(fā)電貢獻率)
更重要的是,盡管質量占比很高,上述生物質廢物經焚燒處理產生的電能,對生活垃圾整體發(fā)電效益的貢獻卻不高。原因也不難理解:生物質垃圾總體含水率高,熱值偏低。
根據瑞士一家研究機構公布的參數,垃圾焚燒過程中每種垃圾組分對發(fā)電的貢獻差別很大,廚余類發(fā)電率僅為0.04 kWh/kg,塑料則高達0.96 kWh/kg,其他類別除了玻璃、金屬外都在0.3 kWh/kg左右(見表1)。
基于我國11座城市生活垃圾各組分質量占比的平均水平和各組分的發(fā)電效率參數,就可以進一步計算出單位質量垃圾中各組分的發(fā)電貢獻率。結果顯示,廚余僅為10.811%,若加上紙張和木竹,生物質廢棄物的發(fā)電貢獻率也只有29.280%(見表1)。
不過,從我國的現實看,瑞士研究機構對垃圾焚燒發(fā)電量的估計有些保守,按照它的參數計算,城市生活垃圾經焚燒處理的發(fā)電能力僅為噸垃圾220度,而 2012年3月底國家發(fā)改委下發(fā)的《關于完善垃圾焚燒發(fā)電價格政策的通知》,將焚燒處理每噸生活垃圾折算上網電量暫定為280千瓦時,后者更能體現我國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的平均水平。而且,如果考慮自用電量比例為20%左右,我國焚燒廠噸垃圾發(fā)電量一般可達350度左右。
估算值之所以跟實際產生了較大差距,主要原因在于瑞士研究機構設置的廚余組分發(fā)電參數偏低,而得出這個參數的情景可能是焚燒熱值非常低的原生廚余垃圾。現實中,我國焚燒廠一般會用1周左右的時間,對入廠垃圾、即主要是其中的廚余垃圾進行控水處理,待提高其熱值后再入爐。
那怎樣調整參數是合理的呢?不妨采用“極值”的方法:將每千克廚余發(fā)電量提高到紙類的水平,即0.36kWh,這樣就可以得出11座城市每千克垃圾中廚余組分的理想最大發(fā)電量0.214kWh,發(fā)電總量也隨之升高至0.412kWh。在此基礎上,可計算得出廚余、紙類、木竹的發(fā)電貢獻率分別為:51.942%、8.010%、1.942%,合計61.894%。由此就可以得出我國城市生活垃圾中生物質廢棄物焚燒發(fā)電貢獻率的合理區(qū)間:29.280~61.894%,即大約3~6成。
至此,通過細致計算可知,垃圾焚燒發(fā)電中真正意義上的“可再生電力”最多占發(fā)電總量的6成左右,而國家能源局所謂的垃圾焚燒發(fā)電占全國生物質發(fā)電裝機總量的“45.6%”,也應修正為“27.4%以下”。
可再生能源電價補貼每年錯補垃圾焚燒至少15億元
2006年1月1日生效的《中華人民共和國可再生能源法》將包含“生物質能”在內的多種非化石能源定義為“可再生能源”,并進一步將“生物質能”定義為“利用自然界的植物、糞便以及城鄉(xiāng)有機廢物轉化成的能源”。
國家發(fā)改委隨后發(fā)布的《可再生能源發(fā)電價格和費用分攤管理試行辦法》和《可再生能源發(fā)電有關管理規(guī)定》兩份規(guī)范性文件又明確將“垃圾焚燒發(fā)電”作為生物質能源的一種,納入了可再生能源補貼政策支持和管理范圍。
目前,按照《關于完善垃圾焚燒發(fā)電價格政策的通知》,“以生活垃圾為原料的垃圾焚燒發(fā)電項目,均先按其入廠垃圾處理量折算成上網電量進行結算,每噸生活垃圾折算上網電量暫定為280千瓦時,并執(zhí)行全國統(tǒng)一垃圾發(fā)電標桿電價每千瓦時0.65元;其余上網電量執(zhí)行當地同類燃煤發(fā)電機組上網電價。”考慮到各地脫硫燃煤機組標桿上網電價一般都在0.40元左右,垃圾焚燒發(fā)電項目理論上獲得的可再生能源發(fā)電補貼大概為0.25元左右,占垃圾發(fā)電上網電價的38.5%。
很顯然,以上文件設定的生活垃圾焚燒發(fā)電補貼標準,實際將焚燒廠所有入廠垃圾都當成了“生物質能源”來給予支持,并未區(qū)分焚燒處理的垃圾既包含生物質廢棄物燃料,又包含非生物質廢棄物燃料,特別是化石源廢棄物燃料的情況,犯了根本性的錯誤。
由前文測算可知,本來旨在支持生物質可再生能源的電價補貼實際有40%~70%錯補到了非可再生能源的部分,由此還可以進一步推算出每年錯補的金額總量。
據最新統(tǒng)計數據,2015年全國生活垃圾清運總量達到約1.91億噸,其中28%采用焚燒處理(絕大部分都可發(fā)電),焚燒量達到5300多萬噸。若以每噸生活垃圾折算上網電量280度來計算,全年可獲得補貼的電量約為150億度。如果這些電量都可獲得可再生能源電價補貼(每度0.25元),總金額將達到37.5億元人民幣。再按錯補率40%~70%計算,錯補總額達到15~26.3億元!
及時修正錯誤每年至少可幫助縮小可再生能源補貼缺口2.7%
2016年10月,國家能源局官員向媒體透露,我國可再生能源補貼累積缺口達到550億元;雖然該局會同國家發(fā)改委連續(xù)出臺十多份文件,以期解決這個問題,但實際效果不明顯,缺口仍在加大。
由此可見,旨在推動可再生能源發(fā)展的財政補貼本來就是一種稀缺資源,支持了某一行業(yè)或某些技術,就可能影響到其他行業(yè)或其他技術的發(fā)展,因此必須謹慎確定補貼范圍,精準核定補貼標準,才能確保它的公平、有效使用,才能確保它真正發(fā)揮了推動可再生能源發(fā)展的作用。
然而,目前全國各地的生活垃圾焚燒發(fā)電廠,通過大量燃燒化石源廢棄物發(fā)出的電力竟然也在獲得可再生能源電價補貼,嚴重違反相關法律的要求,破壞市場公平,阻礙其他可再生能源的健康發(fā)展。造成這種“錯誤激勵”的政策和管理制度必須得到糾正。
由本文的測算可見,若將每年至少錯補給垃圾焚燒發(fā)電的15億元從可再生能源累積補貼缺口550億元中扣除,一年就可使該缺口縮小2.7%,也無形中“增加”了2.7%的補貼能力,必然會給可再生能源行業(yè)發(fā)展帶來相當重要的正向推動。
說明:本文主要參考了磐石環(huán)境與能源研究所《錯誤的激勵:中國生活垃圾焚燒發(fā)電與可再生能源電力補貼研究》中的研究方法和重要計算參數。生活垃圾組分數據來自于中國人民大學國家發(fā)展與戰(zhàn)略研究院《我國城市生活垃圾“十三五”管理目標和管理模式建議》。
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