过去三十多年，以炉排炉为代表的垃圾焚烧发电技术，在引进、吸收、消化的基础上做了大量的创新，并形成完整的产业链及较强的竞争实力，目前我国建成并投入使用高参数余热锅炉垃圾焚烧发电厂无论是绝对数量还是相对比例都远高于欧洲，我国垃圾焚烧焚烧发电处理能力接近全球三分之二，在替代填埋方面率先实现碳达峰，人均温室气体排放量也显著低于美国、欧盟，处于国际领先水平。
然而面对垃圾处理能力过剩、入炉垃圾少、处理费低、补贴不到位等问题，本文在介绍我国生活垃圾焚烧发电的发展成就基础上，分析了行业面临的挑战，并提出了未来发展方向，旨在为我国垃圾处理行业的可持续发展提供参考。
01我国运行的生活垃圾焚烧发电处理能力接近全球三分之二
目前，全球运行的生活垃圾焚烧发电厂总处理能力约为 170 万吨/日。其中，中国内地投入运行的生活垃圾焚烧发电厂达到 107 万吨/日（截止 2024 年 6 月），约占全球生活垃圾焚烧发电处理能力 63%。目前欧洲运行的生活垃圾焚烧发电厂 500 座，处理能力 35 万吨/日；日本运行的生活垃圾焚烧发电厂 400 座,处理能力 12 万吨/日；美国运行的生活垃圾焚烧发电厂 77 座，处理能力 8.6 万吨/日。近 10 多年，生活垃圾焚烧发电厂在中国内地呈现高速发展态势，全球最大处理规模的垃圾焚烧发电厂、高参数垃圾焚烧发电厂主要诞生在中国。
内地生活垃圾焚烧余热利用水平不断提高。同样条件下，单台处理规模较大的垃圾焚烧发电厂余热利用效率高于规模较小的垃圾焚烧发电厂。内地生活垃圾焚烧发电厂平均单台规模大于 500 吨/日，明显高于日本、欧洲。尽管内地生活垃圾焚烧发电厂进厂垃圾热值大多数低于 1800 千卡/千克，但由于采用生活垃圾放置在垃圾池中堆置发酵 1 周左右，一方面使得厨余垃圾中大量水分渗出，从而提高入炉生活垃圾热值，另一方面也可以改善入炉垃圾热值均匀性，提高垃圾焚烧炉运行的稳定性。
内地生活垃圾焚烧发电厂锅炉普遍采用中温中压参数（蒸汽温度 400 ℃、压力 4.0 MPa）近几年，为进一步提高发电效率，越来越多生活垃圾焚烧发电厂采用高参数余热锅炉（如中温次高压和中温超高压），目前内地建成并投入使用高参数余热锅炉垃圾焚烧发电厂无论是绝对数量还是相对比例都远高于欧洲。因此，我国生活垃圾焚烧发电余热利用总体上处于先进水平（见表1）。
表1主要经济体垃圾焚烧量及余热产生利用状况
数据来源：国家能源局、CEWEP、ERC、ITAD、日本环境部
我国以炉排炉为代表的生活垃圾焚烧发电技术与工艺在引进、消化吸收的基础上完成了大量创新，已经形成完整产业链及较强竞争力的产业，具备“走出去”优势，正在为“一带一路”国家等提供中国方案。
02内地生活垃圾处理率先实现碳达峰
生活垃圾焚烧发电是实现垃圾处理卫生无害化最快速、最有效的手段，也是实现生活垃圾资源化、能源化的有效途径。近 10 多年来，国内有关方面逐步取得共识，各地积极发展生活垃圾焚烧发电替代卫生填埋处理方式。生活垃圾处理已经由填埋为主转变为以焚烧发电为主。
随着生活垃圾焚烧发电处理的快速发展，内地生活垃圾填埋处理量占比（这里不包括废品回收部分的剩余垃圾处理量）快速下降。2010 年城市生活垃圾填埋处理量占比为 84.2%，县城生活垃圾填埋处理量比为 97.6%，城乡生活垃圾填埋处理量占比为 88%；2022 年城市生活垃圾填埋处理占比下降到 12.6%，县城生活垃圾填埋处理占比下降到 42.9%，城乡生活垃圾填埋处理量占比下降到 19.1%（见下图1）。预计未来几年城乡生活垃圾填埋处理比例还将显著下降。
图1 2010年-2022年生活垃圾卫生填埋处理量占比变化
（数据来源：住建部城乡建设统计年鉴）
全球生活垃圾填埋场甲烷排放是废弃物领域温室气体排放的主要部分，约占废弃物温室气体排放量 80-90%。中国内地在生活垃圾处理方面及其温室气体减排取得了巨大进步。
根据住建部城乡建设统计年鉴的数据，国内生活垃圾填埋量从 2017 年开始下降，2020 年焚烧处理量超过填埋处理量，2022 年全国城镇生活垃圾填埋处理量下降到 0.59 亿吨，焚烧处理量达到 2.32 亿吨，回收利用后的生活垃圾填埋处理比例下降到 20%。对比全球主要发达经济体，目前回收利用后的生活垃圾填埋比例美国是 80%，欧盟是 48%；2022 年我国内地人均生活垃圾填埋量约为 42 千克，约为欧盟三分之一，美国的九分之一。按照 IPCC 的同一口径比较，2022 年我国生活垃圾处理领域人均温室气体排放量显著低于美国、欧盟，处于国际领先水平。
2023 年 11 月 30 日全球垃圾能源技术研究学会致函 COP28 主席苏尔坦·贾比尔充分肯定中国在固废领域通过垃圾焚烧发电替代填埋对甲烷减排的贡献，并称这一经验值得发达国家和发展中国家学习。
03过剩与协同
《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》提出，到2025年底，全国城镇生活垃圾焚烧处理能力达到80万吨/日，焚烧处理能力占城镇生活垃圾处理能力的65%左右。实际上在2021年我国建成并投入运行的生活垃圾焚烧发电厂处理能力就已经达89万吨/日，超过了规划的2025年目标。
国家发改委、住房城乡建设部、国家能源局、环境保护部、国土资源部在2017年12月发布《关于进一步做好生活垃圾焚烧发电厂规划选址工作的通知》（发改环资规〔2017〕2166号），通知要求各地加快组织编制生活垃圾焚烧发电中长期专项规划；专项规划必须单独编制，专项规划截止时间为 2030 年。近年来随着各地生活垃圾焚烧发电厂建设规划的实施，一些地区开始出现垃圾焚烧发电厂处理能力“过剩”现象。
出现这个问题的主要原因：一些地区没有根据实际垃圾产生量，而是想当然按照人均1千克/日甚至1.2千克/日规划垃圾焚烧处理规模。如某省实际城乡生活垃圾清运量 3.5 万吨/日，却规划建设了 7.5 万吨/日垃圾焚烧发电规模。
2018 年世界银行发布了《2050年全球固体废物管理一览》报告，报告指出人均生活垃圾量与收入消费水平密切相关（见表2）。对于农村生活垃圾量的估算一方面要根据实际居住人口，另一方面要考虑实际生活垃圾产生量。
表2 人均生活垃圾产生量与收入水平调查(单位：千克/日)
来源：世界银行，《2050年全球固体废物管理一览》
我国生活垃圾处理规划一般是以县为单位。例如，国家发展改革委等部门关于加强县级地区生活垃圾焚烧处理设施建设的指导意见（发改环资〔2022〕1746号）提出，到 2025 年，全国县级地区基本形成与经济社会发展相适应的生活垃圾分类和处理体系。
但是，我国一些地区县的人口较少，不能形成规模化垃圾处理设施。例如，山西省 80 个县，平均每个县常驻人口 20 万人，其中 66 个县低于 30 万人，大部分县的生活垃圾产生量不足 200 吨/日，如果县级范围内建设垃圾焚烧电项目则规模小、成本高。因此，需要打破行政界线，实现区域协同，才能使得生活垃圾焚烧发电厂规划建设进入健康轨道。
此外，生活垃圾焚烧发电厂协同焚烧其他来源的垃圾也是必要的。例如：根据欧洲垃圾焚烧协会（CEWEP）统计：2020 年欧洲生活垃圾焚烧厂焚烧量约为 1 亿吨，其中生活垃圾约为 6 千万吨，占 60%；其余 40% 是来自工商业的垃圾。
04“以旧换新”政策推进炉排炉替代流化床
党中央、国务院着眼于高质量发展大局，作出推动大规模设备更新和消费品以旧换新的重大部署。2024 年 3 月，国务院印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》（国发〔2024〕7号），2024 年 4 月 8 日，住房城乡建设部印发《推进建筑和市政基础设施设备更新工作实施方案》（建城规〔2024〕2号）。在生活垃圾处理领域，对流化床垃圾焚烧发电厂进行设备更新替代为炉排炉生活垃圾焚烧发电厂完全符合“以旧换新”政策要求。
我国流化床生活垃圾焚烧发电厂经历 20 多年发展历程。上世纪 90 年代针对生活垃圾焚烧热值低等问题，国内科研机构及有关企业开始开发掺煤燃烧流化床焚烧技术。1995 年，中科院工程热物理研究所承担了中科院“九五”攻关课题《城市固体废弃物焚烧处理及综合利用》，并在北京海淀区上庄建成了 100 吨/日生活垃圾流化床焚烧炉中试装置，依托此技术，2001 年在福建漳州市建成 100 吨/日生活垃圾焚烧发电厂。1998 年，杭州锦江环境股份有限公司依托浙江大学，对杭州锦江余杭热电厂将原有的一台燃煤锅炉进行技术改造，设计掺烧比垃圾：煤为 6:4；设计单炉焚烧垃圾量 150 吨/日，完成垃圾焚烧发电工业化试验，此后，在此基础上，杭州锦江环境在 2001 年山东菏泽首次以 BOT 方式建设生活垃圾焚烧发电厂，处理规模 600 吨/日。此后，由于流化床垃圾焚烧发电厂投资较低等因素在国内得到快速发展，先后建成并投入运行流化床垃圾焚烧发电厂近 100 座。
由于流化床垃圾焚烧炉往往需要添加煤助燃、飞灰产生量高、焚烧烟气中一氧化碳产生量大且达标排放难、生活垃圾入炉前机械预处理造成异味控制量大、焚烧炉工况稳定较差以及停炉频繁等因素，流化床生活垃圾焚烧厂已经不适应我国生活垃圾焚烧厂环保要求。近 10 年来我国已经有 60 多座流化床生活垃圾焚烧发电厂进行技改转型，这些焚烧发电厂分布在东莞、茂名、泰安、临沂、绍兴、义乌、金华、宁波、慈溪、无锡、南通、连云港、盐城、淮安、淮北、安庆、天津、荆州、常德、许昌、承德、石家庄、昆明、淮南、太原等几十座城市。流化床垃圾焚烧发电厂通过技术改造后转变为炉排炉垃圾焚烧发电厂不仅取得了好的环境效益也取得了好的经济效益。国内垃圾焚烧发电企业如粤丰环保（HK01381）、中科环保（301175）等成长业绩也充分体现了流化床垃圾焚烧发电厂技术改造的重要意义。
目前，国内还有 30 多座流化床生活垃圾焚烧发电厂需要技改，这些生活垃圾焚烧发电厂主要分布在我国东北和西北地区，利用国家“以旧换新”政策，推进现有流化床生活垃圾焚烧发电厂技改，将使我国生活垃圾焚烧发电厂整体水平进一步提高。
05分散处理还是集中处理
生活垃圾处理无论是卫生填埋还是焚烧处理都需要充分考量规模效应。没有规模，难有有效管理；没有规模，经济性就差；没有规模，环保措施也就难以落实。
比较集中处理带来收运成本增加，与分散处理造成的小规模处理成本增加，是选择生活垃圾处理集中度的主要考量。笔者根据国内垃圾焚烧实际状况测算焚烧处理规模与成本费用（见表3）。规模越小成本越高而且是刚性约束，收运成本的降低还有空间如改变收运模式、采用长周期转运等。
表3 垃圾焚烧规模与全成本费用
笔者认为，低密度地区（小于 100 人/平方千米）生活垃圾收运处理是难点，这些地区主要分布在西藏、新疆、青海、云南、贵州、四川等 10 个省区，上述 10 个省区有总人口约 3 亿人，目前已经建成和在建的生活垃圾焚烧发电能力 17 万吨/日，可服务人口约 2.1 亿人，还有约 9000 万人没有覆盖,需要建设约 4 万吨/日生活垃圾焚烧发电厂以及生活垃圾集中收运系统。
从减少温室气体排放要求看，不应发展没有余热利用的小型焚烧。按照 IPCC 温室气体排放清单指南要求，含有余热利用的垃圾焚烧如垃圾焚烧发电温室气体排放统计在能源领域，对于没有余热利用的小型焚烧以及露天焚烧排放的二氧化碳统计在废弃物领域。此外，这类小型垃圾焚烧往往也是黑炭（BLACK CARBON，简称BC）产生源，根据国际气候与清洁空气联盟的研究数据，黑炭的温室效应是二氧化碳 460 到 1500 倍，虽然其在大气中的平均寿命只有 4-12 天，但其对全球温室效应却有着显著影响，根据调查，目前全球约 51% 黑炭来源是家庭做饭与取暖产生，也就说我们过去所说的炊烟袅袅所产生的。
美丽中国、生态文明都要求村镇生活垃圾收集处理全覆盖。因此，对于大部分地区，生活垃圾城乡一体化适度集中焚烧发电处理是迟早要走的路。
06回归合理垃圾收费水平
生活垃圾焚烧发电属于现代服务业，一般地讲，为消费者提供服务，消费者就应当付钱，为消费者提供高水平服务，消费者付费水平也应该相应提高。这些年很多人宣传生活垃圾焚烧发电是依靠补贴发展的，表面上看似乎如此，以至于怀疑生活垃圾焚烧发电的市场化程度。实际上国内生活垃圾焚烧发电市场化程度在全球是最高的，接近 100%，所谓垃圾焚烧发电的电价补贴实际上是生活垃圾处理费太低、不到位，以电价补贴的形式补充生活垃圾处理收费的不足。当电价补贴退坡后，按照生活垃圾焚烧发电 BOT 协议，应该相应增加生活垃圾处理费用 70 元/吨（电价补贴额=0.25 元/度*280 度/吨=70 元/吨）。
随着可再生能源电力步入市场化阶段，当生活垃圾焚烧发电上网电量与电价也随行就市时，生活垃圾焚烧发电厂垃圾收费水平需要合理回归。目前，我国生活垃圾焚烧发电厂生活垃圾收费水平中位数是 70-80 元/吨，总体过低、不足发达国家和地区的十分之一。
例如：瑞士生活垃圾焚烧厂 2019 年收费水平 90-234 瑞士法郎/吨，平均 135 瑞士法郎/吨，按照当时汇率相当于 92-240 美元/吨；德国巴伐利亚东部一垃圾焚烧厂 2024 年税前收费 200 欧元/吨，税后收费 238 欧元/吨；德国杜塞尔多夫垃圾焚烧厂 2024 年生活垃圾进厂收费是 286.7 欧元/吨（不含税），税后收费 362.70 欧元/吨；中国台湾高雄欣荣垃圾焚烧厂 2022 年生活垃圾收费是 4800 台币/吨，折合人民币约 1070 元/吨。生活垃圾焚烧发电厂收费水平不仅过低而且严重失衡，以中位数 70-80 元/吨为例，不足餐厨垃圾厌氧消化收费水平的三分之一。对比德国等欧洲国家，生活垃圾焚烧发电厂收费水平一般是餐厨垃圾厌氧消化收费水平 1.5-2 倍。因此，我国生活垃圾焚烧发电厂生活垃圾收费水平如果调整到餐厨垃圾厌氧消化处理的水平，不仅可以迎接垃圾发电上网市场化，而且会步入可持续、健康发展轨道，为社会带来更好的环境效益、经济效益。
