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處理一噸有機垃圾要花多少錢?以餐廚與污泥為例

[2021-09-13] [點擊:25]

餐廚垃圾處理也好,污泥處置也罷,如果沒有一個合理的垃圾處置價格,那么整個有機垃圾處置的無害化、減量化、資源化的生態閉環就無法形成良性地生態循環。但是想要一個合理的支付價格,就必須知道影響它成本的因素有哪些,然后才能通過技術、政策補貼等手段來制定合理的價格支付制度,保證生態閉環合理地運營。本文以餐廚和污泥處置為例,詳細講解了處理一噸有機垃圾,到底要花多少錢?

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  一、餐廚垃圾處理廠收益情況

  20217月《“十四五”循環經濟發展規劃》中明確提出,固廢處置行業要遵循“減量化、再利用、資源化”原則,著力建設資源循環型產業體系。此外,《“十四五”城鎮生活垃圾分類和處理設施發展規劃》也指出鼓勵有序推進廚余垃圾處理設施建設,鼓勵積極探索廚余垃圾多元化可持續運營模式,為餐廚垃圾處理乃至固廢處置行業發展指明了方向。

  早期,餐廚垃圾在國內大多數城市存在著管理無序、任意處置等問題。“潲水豬”和“地溝油”現象屢禁不止,嚴重威脅著公眾的食品安全和身體健康。另外,無序處置的餐廚垃圾會滋生大量細菌、蒼蠅、蚊子等害蟲,危害人們的生活和環境。

  鑒于此,國家開始重視餐廚垃圾規范化處理,并將其列入國家重要規劃領域。從2011年至2015年,國家發改委分5批共設置了100個“餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理試點城市”。根據王子源[1]的研究發現,試點城市中絕大多數餐廚垃圾處理項目采用了厭氧消化工藝。厭氧消化工藝處理餐廚垃圾收益主要來源于三個方面:粗油脂(衍生產品)銷售、政府補貼(使用者付費)、沼氣(衍生產品)銷售。其中,粗油脂(衍生產品)銷售和國家補貼(使用者付費)又是厭氧消化工藝處理餐廚垃圾項目的主要收益來源。

  1.粗油脂(衍生產品)銷售

  厭氧消化過程中會對餐廚垃圾進行高溫蒸煮,經三相分離機分離后會制得粗油脂。餐廚垃圾中油脂的含量跟地域有關,不用地域生活人群飲食習慣的不同會造成餐廚垃圾中油脂含量不同,一般來說,我國餐廚垃圾中油脂含量由高及底的地域排布為(1)西北、云貴川地區;(2)華東、華北地區;(3)東南沿海地區。結合研究和實地訪談安徽某一采用厭氧消化工藝處理餐廚垃圾企業發現,我國餐廚垃圾油脂含量為2%-8%,粗油脂銷售價格受市場波動影響較大,在2000-5000/噸區間波動。

  另外,粗油脂也可以經過一系列的物理化學反應制成生物柴油,性能和石油基柴油類似,具有可獲得性和環境友好等特征,可用在空調設備、農林業設施等領域。生物柴油售價受國際原油價格市場影響,一般約為4200/噸。

  2.政府補貼(使用者付費)

  我國的生活垃圾處理會通過不同形式收取一定的處理費用,例如附征于水、電、燃氣等公用事業收費或以戶/人數為計量依據等方式征收。目前,餐廚垃圾運輸處置費用主要由政府財政支持,同時部分城市實行餐廚垃圾處理單獨收費補充生活垃圾處理費的不足。使用者付費制度在我國各個城市的收費標準不一,一般由各地結合實際制定收費標準。根據研究發現,目前廈門、蘇州和深圳等城市暫未收繳餐廚垃圾處理費。而收繳餐廚垃圾處理費的部分城市,主要采取定額征收、計量征收和按經營面積征收等計量方式。

  餐廚垃圾處理補貼分為兩個部分,一是收運補貼;二是處理補貼。由于各地餐廚垃圾收運處理模式不同:一種是單獨收運體系和處理體系,兩部分拆分由不同主體建設運營;二是收運處理一體化運營模式,這種模式的責任邊界更清晰、管理需求更明確,物料品質和物料接收等環節更容易協調一致,其應用越來越普遍。因此,補貼費用標準也不統一。

  區分來看,單獨收運體系補貼受各地人員工資水平、收運距離、收運模式、運輸車輛車型載重影響較大,人員工資水平的高低、收運范圍的大小、收運效率、不同載重運輸車型所需燃油成本高低都會影響運輸成本,因此不同地區的運輸補貼需要通過招標或由政府與運輸企業協定形式最終確定。根據研究表明運輸補貼在100-220/噸區間波動。

  處理補貼一般由政府與餐廚垃圾處理企業共同協商確定,根據研究以及與部分餐廚處理企業的實地訪談顯示,餐廚垃圾處理費在80-360/噸區間波動。

  制定合理的餐廚垃圾收運處理補貼是餐廚垃圾處理市場得到有效、良性發展的保障。一方面補貼價格的制定需在政府可以承擔的范圍內,另一方面也應考慮企業運營管理成本和收益需求。

  3.沼氣(衍生產品)銷售

  餐廚垃圾經預處理和三相分離后,在厭氧發酵罐內,高溫產甲烷菌等微生物的共同作用下,經厭氧消化反應產生一種混合氣體,主要成分是甲烷、二氧化碳和硫化氫。

  厭氧消化工藝需要保持罐體在一恒定溫度,因此消化反應產生的一部分沼氣需供鍋爐燃燒供熱,使用量約占總產生量的1/3。根據研究并參照廚余垃圾厭氧發酵產沼行業標準,每噸餐廚垃圾可產生75m³沼氣。剩余的沼氣可根據企業實際情況,有三種不同用途:制得CNG售賣、燃燒熱水售賣、焚燒發電。

  制得CNG售賣:由于沼氣中的硫化氫具有腐蝕性,會腐蝕設備,因此其濃度應控制在設備生產商規定值以下。并且國家標準中對CNG中硫化氫的含量有著嚴格的要求,因此必須進行除雜提純。根據研究顯示沼氣價格約為1.38/m³。

  燃燒熱水售賣:處理能力較低的餐廚垃圾處理企業產沼能力有限,基于建設發電系統或制得CNG設備成本及經濟回報率的考慮,此類企業會將產生的沼氣燃燒熱水售賣或直接火炬燃燒處置。

焚燒發電:研究顯示每立方米的沼氣可以發2度電。根據《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》(發改價格【20067)(以下簡稱“辦法”),沼氣發電電價=燃煤機組標桿上網電價+可再生能源補貼電價=0.532/kWh。“辦法”第七條指出電價標準由各省(自治區、直轄市)2005年脫硫燃煤機組標桿上網電價加補貼電價組成。補貼電價標準為每千瓦時0.25元。發電項目自投產之日起,15年內享受補貼電價;運行滿15年后,取消補貼電價。自2010年起,每年補貼電價遞減2%。且發電消耗熱量中常規能源超過20%的混燃發電項目,視同常規能源發電項目,執行當地燃煤電廠的標桿電價,不享受補貼電價。

  綜上,例如一個處理能力為200/天的厭氧消化餐廚垃圾處理采用收運處理一體化項目,假如每天都能接收200噸餐廚垃圾,且粗油脂產生率按3%,4000/;收運補貼按300/噸計。前15年的收益為:1、粗油脂銷售收入876萬元/;2、收運處理補貼2190萬元/;3、沼氣(衍生產品)扣除損耗及廠區自用發電銷售收入243萬元/年。

  以上為理論上的分析,實際根據《“十四五”城鎮生活垃圾分類和處理設施發展規劃》,也提到了餐廚垃圾處理存在餐廚垃圾分類效果不佳、處理后的肥料消納途徑存在障礙、設施運行不穩定、處理成本高等問題,通過訪談也獲知存在不少餐廚垃圾處理廠正在虧本運營。

  這絕不僅僅是政府補貼的問題,還涉及到技術研發以加強餐廚垃圾處理系統的穩定性并降低運行成本,因地制宜科學選擇收運處理技術線路,積極推廣廚余垃圾資源化利用技術并匹配政策鼓勵,增強公眾分類意識提高餐廚垃圾純凈度等諸多問題。

  2021913-14日,(第九屆)上海固廢熱點論壇將在上海開幕,屆時,論壇將專門設有有機垃圾板塊,攜手固廢領域有重要或持久影響的各級政府主管部門領導、領跑企業、金融機構、行研機構及產業媒體代表,圍繞雙碳目標下有機垃圾產業的升級與突破進行探討與交流。我們期待您的加入,讓我們凝神聚力,共同引領行業新時代!

  二、詳解污泥處置費

  2015年的時候,我們曾發布一篇《把一噸污泥處置好 到底應該花多少錢?,里邊詳細分析了污泥的噸處置費用,經過幾年的發展,E20研究院以此為模板,更新如下:

  自“ 十五”規劃期間開始進行污泥處理到“十四五”開局之年明確提出向污泥資源化、價值化轉變,尤其是“30·60”雙碳戰略,污泥作為污水處理的“最后一公里”被重新納入污水處理系統,成為污水處理行業節能減耗、踐行碳達峰、碳中和的重要抓手,能源資源回收利用成為重要的方向。“重水輕泥”是導致污泥處理處置始終處于困境的根本原因之一,“污染轉移”和“成本驅動”的工業文明的邏輯勢必在污泥處理處置過程中采取以“頭疼醫頭、腳疼醫腳”的方法進行治理,是單個技術創新的過程;邁入生態文明新時代,污泥處理從“規模增長”向“提質增效”轉變,更加關注人民群眾的切身感受,是打造人與自然生命共同體,實現人與自然和諧共生的過程,是需要進行辨證施治、系統統籌的過程。那么如何解鎖污泥困境呢?今天,讓我們從污泥處理處置費用角度進行探析。

  1.污泥噸處理處置項目服務費用在300-500/

  E20研究院發布的《中國污泥處理處置市場分析報告(2020)(以下簡稱“《報告》”)針對目前國內污泥處理處置項目(BOT項目為主)進行了多方調研,調研結果顯示的成本信息如下:BOT項目中標價格大于300元的項目個數占比達到了56%,中標價格處于200-300元之間的項目個數占比達到了33%。據調研,污泥厭氧消化+沼氣利用+土地利用以及好氧發酵+土地利用整體技術路線的處理處置費用在300元左右,干化焚燒相對較高在400-500元左右。

  從報告調研結果來看,由于統計口徑、地區物價不同等各方面原因,不同處置路線成本差異較大,從BOT項目角度來看,報告顯示近90%污泥處理處置項目服務費用區間在200-500/噸,折合到污水處理費中約合0.15-0.35/噸。特別值得注意的是,“十二五”時期,污泥干化(深度脫水)后進入填埋場是主要路線其服務費用相對較低,在100-200元左右,但后續也帶來了資源浪費和填埋場安全隱患的風險,進入“十三五”時期,環保問題越來越體現系統性特征,固廢和水的政策之間體現了越來越強烈的相關性,發改委、住建部、生態環境部發布的生活垃圾補短板實施方案對城市新建填埋場做了廣泛的限制,填埋場成為了稀缺的資源,也由此進一步關閉了污泥簡單干化填埋處置的路線。

  據《報告》顯示,目前新建項目中70%左右的項目采取了干化焚燒路線,且以摻燒居多,處理處置費用在400-500/噸之間,上海環境院總工程師楊新海曾對E20研究院研究人員表示:按照我個人的經驗,如果是包括了折舊以及最終處置的成本,全成本一般超過500/噸,折合成水費為0.35/噸。協同處理的成本往往會稍低些,比如說垃圾焚燒廠協同,一般包括利潤的全成本在400/噸左右。

  與此同時,隨著行業對污泥無害化、資源化的重視,政府對于污泥處理處置的支付意愿已從“十一五“、”十二五“時期的100-150/噸,提高至300-500/噸,且已有部分省份提出污泥干化焚燒作為其主要處理處置路線,其服務費用也給到500/噸,甚至更高,處理處置價格的提高有利于污泥的無害化、資源化的妥善處置的落地。

  注:上圖根據不同規模城市的相關項目中標價格不完全統計得出

  如圖所示,新一城市,400-600/;二線城市,350-500/;三線城市300-450/;四五線城市200-300/噸。即便如此,與國外相比較,我國的污泥處理處置成本相對并不是很高。根據對國際污泥處理處置成本的調研顯示,在污泥焚燒比例達到70%以上的日本,干化焚燒運營成本在500-600/噸,污泥的熔化技術甚至達到了1000/噸以上。當然,由于國情、國民生活習慣、排水體制、物價等等方面的不同,在污泥的重金屬含量、含水率等方面存在很大的不同,因此,國外的污泥處理處理方式不見得適應中國,其成本數據也僅供國內參考(相關閱讀:曹斌:破解污泥困境的“道”與“術”)。

2.系統化解決污泥處理處置問題成為關鍵核心

  2004年,由清華大學環境系和中國水網聯合主辦的第一屆水業高級技術沙龍即以“污泥處理處置技術路線”為主題。十七年過去了,我國的污泥處理處置技術路線逐漸成熟,技術方向逐漸明晰,然而污泥處置存在的問題卻越來越嚴峻。E20研究院根據污水處理量測算,當前污泥(含水率80%)年產生量超過5000萬噸,無害化處理率在70%左右,但資源化利用率相對較低,不完全統計其僅在40%左右。一組簡單的數據,說明了污泥的處理處置問題歸根結底不是技術的問題,是技術路線沒有走通,產業沒有融通,政策缺乏貫通。

  在生態文明新時代,伴隨著生態文明進入我國生態文明建設進入了以降碳為重點戰略方向、推動減污降碳協同增效、促進經濟社會發展全面綠色轉型、實現生態環境質量改善由量變到質變的關鍵時期,污泥的減量化、無害化已經成為地方政府解決污泥問題的底線和紅線。但是大部分減量化技術處理成本較高,例如干化焚燒其處理處置費用在500/噸左右,其或成為地方政府實施減量化路線的主要制約點,未來企業的技術創新是重點,協同處置也會迎來市場空間。

  然而,在生態文明建設、“30·60”戰略、綠色低碳循環經濟體系等一系列指向高質量發展階段未來的國家戰略推動之下,污泥處理處置作為生態環境保護的重要一環,融入到整個生態系統中,融入到城市的綠色發展之中成為必由之路和必然選擇。污泥將成為生態循環鏈中的價值奇點,將跳出現有的市政體系,突破傳統的“無害化、減量化”的思路,回收污泥中有價值的資源能源,使得污泥處理處置工廠不再是污染物處理處置工廠,而變成城市的資源能源中心,成為產業鏈條上價值增值的“樞紐站”,站在全生命周期、全產業鏈條的更高價值尺度上整體性、系統性、協同性、融合性解決污泥問題,支撐我國綠色低碳循環經濟和可持續發展目標的實現。

  為此,聚焦行業高度關注的污泥資源能源回收技術路線,特別是對于污泥厭氧消化的沼氣利用以及焚燒的熱能利用等方面的探討,以及污泥處理處置過程中碳排放的研究。2021916E20環境平臺與上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司、上海城投污水處理有限公司共同主辦的2021(第十三屆)上海水業熱點論壇上將針對“低碳發展下的污泥處理處置路徑”特邀行業專家開展主題性研討。

  文章看到這,也許有人會問了:錢到位了,就一定能解決好污泥的問題嗎?對,有錢不一定能解決污泥的問題,但錢不到位一定解決不了。除了錢的到位,改變發展思路更為重要,用兩山思維看待污泥,將污泥處理處置當作循環起點和價值奇點,這是解決污泥問題的根本出路;诖,2021914日全國首座“兩山科匯館·污泥館”將在“雙百跨越”標桿水廠——上海泰和污水處理廠開館,屆時將呈現以“綠水青山就是金山銀山”為指導思想的污泥處理處置系統解決方案。

  污泥的處理處置本身就是一個系統解決方法,而“系統性”不再簡單的體現在技術的好壞,而是技術能不能更好的鏈接和融合,是政策、技術、產業、金融等形成合力驅動,更好的與城市的需求匹配,正所謂只有“美美與共”,才能“各美其美”。

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