文/施庆燕 焦学军 周洪权，上海环境卫生工程设计院 上海环境集团
1可持续垃圾处理
可持续垃圾处理是指有效利用资源、减少垃圾产生、最大限度回收、从回收后剩下的垃圾中获得尽可能多的能源，最后以对环境负责任的方式处置最后剩下的废物。主要包括：预防垃圾产生、减量化、重复使用、循环使用、能源回收、处理处置。
欧盟于2008年10月通过了《废弃物框架指令》（WFD），并列出了垃圾处理各个方面所可能采取的方式。能源回收列于WFD附件II回收方式第1项；处理处置列于WFD附件I处置方式第10项。
回收是可持续垃圾处理至关重要的一环，具有大大减少废物并对有价值资源再利用的潜能。垃圾焚烧发电不仅是有效的垃圾处理方式，更是对废物回收利用的有效补充，将剩余废物转化成电力，实现能源回收，是可持续发展的一个助推器。
减少滋扰、节约资源是仅有的2条环境法则，也是垃圾处理的最终目标。欧洲多年的垃圾处理经验证明了垃圾焚烧从根本上遵循了这2条法则。
2污染物排放控制
采用焚烧法处理城市生活垃圾已有100多a的历史。1874年，英国建成世界上第1座垃圾焚烧厂；1905年，美国在纽约建成世界上第1座垃圾焚烧发电厂。20世纪70年代，受资源和能源危机的影响以及各种环保法规的实施和不断强化，发达国家的垃圾焚烧发电厂得到迅猛发展。
欧盟专门制定了《大型燃烧装置大气污染物排放限制指令》（2001/80/EC）和专门针对垃圾焚烧的《废弃物焚烧指令》（WID-2000/76/EC），收紧污染物排放标准，要求焚烧过程必须设有控制污染的设施和复杂的测试仪表，严格监控焚烧过程中的污染物排放。并且针对垃圾焚烧的立法明显严于一般燃烧装置。
由于制定了严格的法规，垃圾焚烧厂不再大量排放二恶英、粉尘和重金属。即使从1985年开始垃圾焚烧厂的处理量翻了1番，这些法规仍然适用。而且，欧盟各国在进行垃圾焚烧厂设计时，本着以人为本的宗旨，设计值一般低于排放标准限值，在实际运行过程中监测到的值更低于设计值。
3 欧洲垃圾焚烧处理现状
1996—2007年，欧盟15国垃圾填埋量不断减少，而焚烧量却呈上升趋势。据统计，2006年欧洲主要国家总人口为5.78亿人，生活垃圾产生总量约为2.97亿t，人均垃圾产生量为1.4kg/（d•人）。生活垃圾焚烧厂从2001年的402座，到2004年增至421座，到2006年又增加到425座。垃圾焚烧量也逐年增加，2006年约63.62Mt/a，较2004年增加了13.6%。
表1欧洲各国垃圾焚烧厂数量及处理量
从表1还可以看出，虽然有些国家的焚烧厂数量有所减少，但是焚烧处理能力却在增加。在实际运行中发现，日处理垃圾量在1000t以上时，单独建立发电输送网，投入产出才经济。因此，后来建设的焚烧厂大都选择大容量的焚烧炉。
4节能减排
4.1能源替代
通过对垃圾正确的利用，垃圾可变成能源。1t垃圾产生的能源相当于200L汽油。
欧盟于2001年9月颁布的2001/77/CE指令和法国于2005年7月颁布的Loi de programme n° 2005-781均将垃圾中的生物质（可生物降解部分）产生的能源（电、热）纳入可再生能源范畴，这部分生物质相当于垃圾能源的50%，如法国生活垃圾中非化石碳含量为57%。
垃圾焚烧后产生的余热主要用于供热、发电或是热电联产。欧洲国家一般将垃圾焚烧发电厂建于市区，将其与城市供热网络或城市电网相连。垃圾焚烧产生的余热最高供热量可达1800~2000kW•h/t，将蒸汽降为低压蒸气后即可进入供热网络，满足周边居民的用热和工业用热。这种通过烟气冷凝而得到余热蒸汽的方式在斯堪的那维亚被广泛应用，烟气冷凝最高效率可达80%。
1995—2004年欧洲供热来源50%是可再生能源，其中生活垃圾供热占14.57%。
若垃圾焚烧余热用于发电，所有发电量均可厂内自用或发电上网，基本上永远可行。由于发电需要的是高蒸汽压力，整体效率为15%～25%，若采用热电联产的方式，整体效率可高达73%。以法国巴黎为例，巴黎建有1个很大的供热网络，其中连接了3个热电联产的垃圾焚烧发电厂，2007年的能源回收利用率分别为70%、55%和46%。
4.2减少排放
2004年欧洲通过垃圾焚烧发电供热，为2880万户居民提供27TW•h电量（如比利时、葡萄牙和奥地利）；为800万户居民提供63TW•h热量（如丹麦和爱尔兰），相当于节约燃料74亿L石油（5000万桶）或3060万t裸煤，节约二氧化碳当量2000万～3000万t。
4.3能源政策目标
EU-27在1995年由垃圾焚烧产生的能源为8181kt煤，到2005年比1995年增长了80%，达到14742kt煤，其中，2005年50%的垃圾能源来自法国、荷兰和德国。
法国2005年可再生能源为24.15Mt煤，占能源结构的5.9%，计划到2010年增长至10%，其中，可再生能源发电占全国电量的21%，在2005年基础上增加6.6Mt煤，可再生能源供热达到50%，在2005年基础上增加7.65Mt煤。能源强度从2005年至2010年每年下降2%，到2015年，每年下降2.5%。
欧盟2005年可再生能源为168Mt煤，占能源结构的6.38%，计划到2010年增长至12%，增加148.5Mt煤。其中，可再生能源发电提高至22.1%，加快可再生能源供热的开展步伐。能源强度到2020年减少20%。通过可再生能源利用，减少二氧化碳排放20%。
5欧洲垃圾焚烧发展趋势
欧洲各国人均垃圾焚烧量基本呈逐年递增的趋势。EU-27人均垃圾焚烧量从1995年的65kg/（a•人）到2006年为98kg/（a•人），除了比利时和卢森堡，其他各国平均增长50%。人均垃圾焚烧量最高的是丹麦。据统计，2006年丹麦人均垃圾焚烧量已达1.17kg/（人•d）。英国和法国经过焚烧厂重建后，垃圾焚烧量再次出现递增趋势。
德国是欧洲各国中较早开发垃圾焚烧发电技术的国家，也是焚烧垃圾量最大的国家。2004年，德国焚烧厂年处理能力为13.88Mt，到2010年预计达到18.2Mt，年增长5.2%。
欧洲其他国家也相继制定了垃圾焚烧发展规划。荷兰2004年焚烧厂年处理能力为5.36Mt，到2010年预计达到8.1Mt，增长幅度高达51%。瑞典到2010年预计达到5.1Mt，比2003年增长54.5%，挪威到2016年预计达到1.9Mt，比2003年增长1倍。
6案例分析
6.1荷兰阿姆斯特丹AEB垃圾焚烧热电厂
1917年第1代阿姆斯特丹垃圾焚烧厂投入运行，年处理垃圾量约150000t，垃圾焚烧产生的蒸汽接入邻近的发电厂用于发电，当时烟气未经任何处理直接排放。1969年该厂被当时较现代化的第2代垃圾焚烧发电厂Noord所代替，对烟气粉尘进行捕集回收，从那以后垃圾产生量巨增，年处理垃圾量约500000t。1993年阿姆斯特丹垃圾焚烧厂Noord关闭，第3代垃圾焚烧厂（Afval Energie Bedrijf，AEB）投入运行，年处理垃圾量为840000t。该厂增加了烟气净化系统，保证各项排放均在当时严格的污染物排放指标之内。该厂是当时世界7大焚烧厂之一，更是世界最先进的垃圾焚烧厂。2004年AEB投资4亿欧元，在第3代垃圾焚烧厂的基础上新增2条焚烧线（第4代），于2007年投入运行，新增530000t/a的处理量，污染物排放值比排放标准限值低20%。炉渣等全部回收利用，回收利用率高达99%，发电效率达30%，年减排二氧化碳470000t。至此，AEB成为世界最大、最高效的垃圾焚烧热电厂。主要技术参数：垃圾处理量140万t/a；垃圾中生物质含量48%（持续提供能源的保障）；无需辅助燃料（100%垃圾）；垃圾坑深度30m；炉排形式为马丁水平炉排；炉膛温度1000~1200℃；垃圾在炉膛内停留时间1h；焚烧炉安装容量4×30t/h+2×33.6t/h；热容量4×73MW+2×93.3MW；蒸汽输出量4×77t/h+2×102t/h；过热蒸汽温度440~480℃；过热蒸汽压力12.5~13.0MPa；全厂雇员300人。
AEB垃圾焚烧热电厂位于荷兰阿姆斯特丹西部港口中心城区，承担处理阿姆斯特丹市以及27个邻近市产生的所有生活垃圾、工业垃圾和商业垃圾，主要通过600辆垃圾车和2辆500m长的铁路货运车运输垃圾，为减少路面负荷，AEB正在研究采用水路方式运输。
荷兰对于垃圾分类宣传力度高，执行效果好，入炉垃圾热值较高，垃圾发电量可达850kW•h/t，年发电量1TW•h，不仅满足阿姆斯特丹市3/4的居民用电，而且覆盖了阿姆斯特丹市的交通、地铁、路灯、标志性建筑等，如大剧院、市政厅和Botanical公园。发电剩余热量接入区域供热系统，2008年供热量为300TJ，2009年又新增4万户居民接入该供热系统。
AEB开发了多项技术，从炉渣和烟气中回收各种有用物质。烟气净化过程中，可以回收用于生产石膏板和砖等建筑材料的硫、硫磺和用于解冻路面的氯化钙；从炉渣中回收的非铁金属包括铝、不锈钢、锌、铅、铜、银和金，其中每年从垃圾中回收的银，相当于荷兰市场上在售总量的10%。目前，AEB仍致力于研发从炉渣和烟气中回收更多的有用物质。
6.2法国巴黎Isseane垃圾焚烧热电厂
Isseane垃圾焚烧热电厂位于法国巴黎西南郊，与塞纳河仅一路之隔，距巴黎市中心约6.6km。该厂由欧洲最大的垃圾处理联合企业Syctom建造，厂房高55m，其中33m处于地面以下。总投资5.26亿欧元，年处理垃圾能力超过50万t，其中，焚烧处理46万t/a，分类回收5.5万t/a。该厂于2000年9月已获准建设，由于该厂主体位于地面以下，施工难度极高，整个土建工程和安装工程均非常耗时，因而该厂1号焚烧线于2007年12月才投入运行，2号焚烧线于2008年1月投入运行。
垃圾进入厂后先进行分类回收，其余部分再进行无害化焚烧。冬季每焚烧1t垃圾可以发电225kW•h，供热（蒸汽）2550kg（2MPa，220℃）；夏季吨垃圾发电量可达820kW•h。每年供热量可以满足79000户家庭使用，相当于节约石油11万t/a。该厂通过发电每年可获利300万欧元，供热每年获利800万欧元。
主要技术参数如下。①炉排和锅炉系统：焚烧线2条。每条线垃圾处理量30.5t/h；最大机械负荷35t/h；热负荷85MW；炉排Von RollR100104；炉排面积108m2。②烟气再循环系统：锅炉4通道卧式锅炉；每条线蒸汽量100t/h；蒸汽参数400℃/5MPa；发电机52MW。③烟气净化系统：烟气流量（每条线）14.5万m3/h；预除尘为静电除尘（2区域）；烟气净化为干法，碳酸氢钠+活性炭吸附；袋式除尘器隔仓数量6个；脱氮系统为SCR系统（低温）；催化层数量3；烟气再热为气体燃烧器；气体燃烧器负荷10.5MW；最高烟气温度290℃。
该厂采用封闭式管理，对周边没有二次污染，如噪声、臭气、烟气排放等。所有产生噪声的设备均安装于该厂中心部位，卸料大厅位于地下6m处；卸料大厅和垃圾坑产生的臭气作为一次风进入炉膛；垃圾堆放产生的气雾作为燃料进入气体燃烧器用于垃圾助燃；通过烟气净化处理后排放的废气是400℃的热空气；燃烧后的炉灰将用船运走。
7结论
1）欧洲垃圾焚烧起步较早，垃圾发电是已经成熟的技术，各项工艺、流程、法规均已较完善，通过对垃圾焚烧发电整个工艺流程的实时监控，可有效控制各类污染物排放。因此，垃圾发电厂一般建于城市中心地区，可与城市能源网络相连。
2）虽然垃圾焚烧发电项目前期投资相比填埋等传统处理工艺高出很多，但是通过发电、供热、有用物质的回收，产出效应良好。
3）生活垃圾已经是欧洲能源结构的一部分，为其他国家解决垃圾围城、改善能源结构、减缓气候变化提供了经验。
