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济邦观点 | 垃圾分类对焚烧发电项目收益影响及垃圾处理支出再平衡问题分析

定了!明年1月6日,青岛正式启动垃圾分类!个人最高可罚……

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垃圾分类对焚烧发电项目收益影响及
垃圾处理支出再平衡问题分析

作者:陈伟 济邦咨询 总部T1团队总经理

 

一、垃圾分类时代来临,政府财政支出压力增加

201971日起实施的《上海市生活垃圾管理条例》,让上海市率先走入了生活垃圾强制分类时代,而按照住建部《住房和城乡建设部等部门关于在全国地级及以上城市全面开展生活垃圾分类工作的通知》(建城〔201956号)的要求,全国地级及以上城市2025年要建成生活垃圾分类处理系统。垃圾分类时代来临后,笔者判断地方政府在垃圾处理上将面临着比较大的支出压力。


1、垃圾分类建立在足够的前端投入基础上

实行垃圾分类的重要前提前端的垃圾投放和转运环节的保障性投入,除环卫一体化项目外,这些领域主要还是以财政或政府平台类企业直接投资为主。以上海为例,上海城投初步建成的生活垃圾全程分类保障体系,除末端处理设施外,还包括有社区回收服务点、中转站、集装转运基地、压缩设备到信息平台等,需要涵盖功能规划、场地建设、设备升级、工艺改造、标准编制、智慧环卫等多层面的投入,总体投入规模相当可观。


2、垃圾分类末端处置能力亟需新增投资

分类后垃圾需要选择不同的处理工艺路线,其中,湿垃圾与厨余垃圾(行文方便,以下均简称湿垃圾)资源化利用项目还远不足。全国范围内已经建成较大规模的湿垃圾处理项目,主要分布在上海、北京、厦门、杭州、福州和宁波等地,总处理规模也十分有限。检索财政部PPP项目库,近年来采用PPP模式建设的湿垃圾项目则仅有宁波和福州各一个。


同样以上海为例,2018年的生活垃圾总产量约900万吨(2.6万吨/日),分类后湿垃圾预计可达0.7万吨/日,除目前已有大型设施4座(合计0.103万吨/日)以及部分中小型就近处理设施外,十三五期间需要新增约0.5万吨/日的湿垃圾处理能力,按照一般水平,新增投资至少约30亿元。


3、湿垃圾处理的补贴成本远高于焚烧处理

根据对PPP综合信息平台项目库中垃圾处理类示范项目成交情况的整理,生活垃圾焚烧项目的吨投资水平集中在50万元左右(横轴),而中标补贴单价也较为集中的分布在50/~80/吨之间(纵轴)。而如下表1所示,公开数据中的湿垃圾处理类PPP示范项目的中标补贴单价则多数要超过200/吨。这也就意味着在垃圾分类后,不考虑其他因素,仅湿垃圾处理的补贴支出就要大幅提高。

尽管多数为餐厨垃圾,考虑与湿垃圾工艺上的部分近似,目前成交的处理价格基本相当。

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图1 生活垃圾焚烧类PPP示范项目投资/补贴单价分布

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湿垃圾类PPP示范项目一览表

二、垃圾分类后垃圾处理项目收益可能存在增长空间

垃圾分类后,政府在前端和湿垃圾处理设施上都有较大的新增投入,而后端的垃圾焚烧发电项目综合而言各种有利和不利的影响,总体上还是受益于分类后生活垃圾在数量、组分上的变化。

1、基本供应量机制对冲进场垃圾数量减少,对垃圾处理项目收益水平构成支撑
分类对于生活垃圾焚烧项目最为明显的不利影响在于进场垃圾量的下降。若末端设施能够满足完全的分类处置,则处理量将仅剩干垃圾,以及少量其他设施二次分拣出的垃圾。即使是末端设施尚不能满足完全的分类处置,通过一定的分类收集和运输阶段也会减少直接进入焚烧厂的垃圾量。
当进场垃圾量变化较少时,结算垃圾数量的减少会直接降低垃圾焚烧项目的预期收益水平的实现,但基于数量变化减少,收益影响相对有限;而当进场垃圾量的大幅变化时,考虑到实践中垃圾焚烧项目普遍设置基本供应量机制,则合同会对垃圾处理贴费收入和收益水平起到基本的保障作用。另外,实际焚烧数量的减少,也有助于降低设施设备的维护修理成本,提高使用寿命。

2、垃圾组分变化对发电收入提升长期有利,短期内总发电量影响不明显
据相关研究,中国城市生活垃圾中食品废物组分占比通常大于50%,且其中含有大量蔬菜水果的组织水和食品剩余物的汤汁,初始弃置状态就有非常高的含水率。因此,湿垃圾的减少,可以大幅降低进场垃圾的含水率,而根据《生活垃圾焚烧处理工程技术》的相关测算,含水率每降低1%,垃圾低位热值提高约158~175kJ/kg,低位热值的提升,同时伴随着垃圾产生量在中长期的自然上升,理论上确实会增加现有垃圾焚烧项目的发电收入。但在短期内是否一定会提升发电收入,则需要分析和验证。
杨娜,邵立明,何晶晶. 我国城市生活垃圾组分含水率及其特征分析 [J],中国环境科学  2018,38(3):1033~1038

白良成主编,中国建筑工业出版社,2009年7月第一版

1)项目实例数据
笔者根据某垃圾分类城市大型焚烧项目2015年至201911月的公开运营数据进行了比较验证,从图2所示,项目实际垃圾日焚烧量在20197月实施垃圾分类后,不管是全年数据,还是按照分类可比口径(每年7月至11月)看,都没有明显的减少甚至略有增加,而从图2所示,每吨垃圾发电量同样没有明显变化(分类前后年平均变化仅1.3%,相比图3月度数据下的波动而言差异很小),因此,可以认为该项目在垃圾分类前后的发电收入确实没有明显提升。

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项目日均垃圾焚烧量(吨)


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图3 项目每1吨垃圾发电量(kwh,年度数据


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图3 项目每1吨垃圾发电量(kwh,月度数据

2)总发电量在垃圾分类前后变化不明显的可能原因可能有热值和热效率两方面的原因。
热值:进场垃圾热值提升不等于入炉垃圾热值提升,总发电量影响可能有限。即使在分类前,垃圾焚烧厂也已经普遍将生活垃圾入炉前进行一段时间的堆酵,以析出较多水分,提高热值,经过5~7d堆放后的垃圾含水率可由原来的60%70%降至10%15%,从而大幅提高入炉垃圾的热值。这类后端预处理工艺带来的效果和前端垃圾分类在降低含水率提升入炉垃圾低位热值上具有一定的等价性。差别只是在处理环节上和成本分担上的变化,并不能必然带来总发电量的上升。
热效率:原有焚烧厂设计指标可能无法实现热值提升的全部优势。在国内存量的垃圾焚烧厂的设计上,设计阶段对低位热值的取值往往偏低,当用于高热值垃圾焚烧时原有的设备、工艺很可能无法完全匹配至最优状态,最而导致全厂热效率下降,影响总发电量的提升。

3垃圾组分变化可降低厂用电率,提升上网电量和发电收益
湿垃圾减少最直观的表现就是渗滤液的产生量会大幅降低,而由于传统上厂用电中相当一部分是用于渗滤液处理工艺,因此,渗滤液的减少就会直接减少厂用电率。按照国内垃圾焚烧电厂一般厂用电率12%到15%考虑,相比2018年燃煤机组平均6.70%的水平,尚有相当的提升空间。

4、垃圾组分变化可以降低三废处置成本,提升收益水平
1)渗滤液处置成本降低和收益增加
如前所述,垃圾分类后渗滤液的减少,可以降低焚烧厂的渗滤液处置成本,直接表现就为水处理药剂和厂用电消耗减少,而由于渗滤液处理成本的占比相对较高,这对垃圾焚烧项目实际收益水平的提升最为直接和明显。
此外,如果减少后的渗滤液的处理工艺优化调整为炉内回喷,不但有可能高效地处理少量渗滤液,还可以降低炉温和减缓炉内结焦等热值上升的带来不利影响,甚至还可以延长锅炉的运行周期和提升综合热效率。但同时烟气处理环节药剂使用量可能会有所增加。
2)其他污染控制成本降低
笔者注意到还有研究认为,垃圾分类后由于垃圾性质变化和焚烧过程更彻底,可减少二噁英的产生量和排放量,对于整体污染控制成本也是比较有利的。

三、垃圾处理支出结构再平衡问题的讨论

综合网络数据,上海市实行垃圾分类后,每吨垃圾的全过程总成本为 985 /,其中,前端垃圾分类服务成本为 390 /吨,中端垃圾收运成本为 290 /吨,终端垃圾处理综合成本为 305 /吨。面对如此高昂的成本,再考虑分类前后的支出结构变化后,将分类收益在政府和各环节参与主体之间进行再平衡就有了一定的合理性和必要性。

1、合理性:财政支出增加部分是末端处理成本转移的结果
如前所述,财政支出的增加相当部分是来自于在分类和收运环节增加的投入,而垃圾焚烧项目收益则增加则直接或间接来自于渗滤液的减少。换言之,这实际上是政府和企业之间在成本分担转移的结果,即原来的垃圾焚烧项目承担的末端成本在分类后被部分转移给了前端由政府承担。

2、必要性:可再生能源补贴退坡可能会进一步加大地方财政补贴压力
根据国内外实践看,垃圾焚烧发电项目随着垃圾分类和城乡人民生活水平等因素影响下在发电收益水平的上差异会逐渐拉大,而按照财政部、国家发展改革委和国家能源局联合发布的财建〔20204文,“价格主管部门将根据行业发展需要和成本变化情况,及时完善垃圾焚烧发电价格形成机制”,未来可再生能源电价补贴整体退坡的可能性也越来越高。而退坡政策可以理解为对于生活垃圾处理补贴责任在地方政府和中央政府/电网企业之间的重新分配,地方政府有必要在退坡政策出台前就做好准备。

3、中期评估与再谈判下的平衡路径
2004年的《市政公用事业特许经营管理办法》,财金〔201690号和财建〔2017455要求在垃圾处理领域强制应用和全面实施PPP模式PPP(特许经营)都是垃圾焚烧项目的主流模式。在PPP模式下,针对垃圾处置支出进行再平衡可行的路径是启动中期评估,结合评估结果后判断是否需要进行对垃圾补贴价格或其他合同机制进行再谈判,谈判内容可以包括:
(1)直接调整垃圾补贴价格;
2根据实际垃圾产生量、进场量、入炉量以及现有设施的处理能力等指标综合考虑后调整基本供应量机制;
3)以项目范围/特许经营权范围的调整以对冲风险和控制成本,如将所辖行政区域内生活垃圾从前端收运和后端处理打包实现纵向一体化,甚至考虑将多种生活垃圾的特许经营权都授予一家企业(横向一体化)等。

综上,本文是针对垃圾分类推行后地方政府财政支出和垃圾发电收益变化形成机制的分析,提出对于垃圾处理成本的支出结构进行再平衡的必要性和可行性问题。但考虑垃圾分类是从经济发达的中心城市开始,因此,对于具体城市和项目的适用性问题还需要个别分析。

— END —

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本文来源于互联网:济邦观点 | 垃圾分类对焚烧发电项目收益影响及垃圾处理支出再平衡问题分析

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