走進(jìn)芬蘭垃圾焚燒發(fā)電廠

Kymijarvi二期電廠，這座位于芬蘭南部城市拉赫蒂的發(fā)電廠從2012年投入運作至今，已經(jīng)產(chǎn)生了50兆瓦的電力和90兆瓦的熱能。用垃圾產(chǎn)生干凈燃料進(jìn)行發(fā)電和供熱是拉赫蒂能源公司、加工行業(yè)服務(wù)與解決方案提供商美卓、分銷商和芬蘭政府四方共同合作的結(jié)果。美卓為此項目提供了循環(huán)流化床氣化爐和美卓DNA自動化控制系統(tǒng)。

固體回收燃料，直白點說就是垃圾。而相應(yīng)的發(fā)電技術(shù)也就是所謂的垃圾焚燒發(fā)電。這家電廠所采用的是垃圾焚燒發(fā)電中比較常見的流化床燃燒技術(shù)，但在此基礎(chǔ)上，美卓又為循環(huán)流化床做出了一些改變，形成了比較獨特的循環(huán)流化床氣化爐。垃圾在經(jīng)過900℃的高溫流化床中燃燒至氣化后，會被導(dǎo)入400℃的環(huán)境下冷卻，使氣體中的雜質(zhì)凝結(jié)成顆粒。接著，氣體和顆粒的混合物會被一同輸送至過濾裝置，顆粒物質(zhì)以及燃燒產(chǎn)生的焦油等有害物質(zhì)會在此被吸附到過濾裝置之上變成灰狀物質(zhì)，與氣體產(chǎn)生分離。而燃燒所產(chǎn)生的水則會被送回前一步驟，用于幫助氣體冷卻。

“那些有害的物質(zhì)重新被固化，并沉到鍋爐底部，那些不必要的粒子，例如金屬化合物和堿，也在氣體冷卻的同時被去除了。”拉赫蒂能源公司公共關(guān)系總監(jiān)JaanaLehtovirta說。

這兩個步驟保證在氣體燃料生成前，垃圾中的有害物質(zhì)已經(jīng)大部分被去除，保證了燃料燃燒發(fā)電時的無害化，也讓Kymijarvi二期電廠的電變得更干凈。接下來的過程與普通的發(fā)電比較相似，這些可燃?xì)怏w進(jìn)入高效蒸汽鍋爐燃燒，產(chǎn)生蒸汽，帶動蒸汽渦輪，從而產(chǎn)生電能和熱能。

直觀來看，因為發(fā)電燃燒的氣體本身就已經(jīng)足夠純凈，所以即使不在最后添加過濾裝置，從煙囪中也不會看到濃煙排出。但是，僅憑過程中的凈化步驟并不足以使整個發(fā)電過程保證干凈。

燃燒垃圾發(fā)電并不是什么新鮮事，但是一直以來，它的問題在于焚燒物中會產(chǎn)生有毒物質(zhì)，如SOx、NOx、HCl、粉塵和殘渣中的重金屬，特別是氧化反應(yīng)產(chǎn)生劇毒有機(jī)物二惡英。對此，目前普遍采用的辦法是加強(qiáng)燃燒后的過濾凈化，保證在最終的排放物中，有毒污染物成分降到最低。而Kymijarvi二期電廠最為不同之處，在于燃燒之前，就保證原料已經(jīng)達(dá)到了純凈化，這在全球尚屬首例，2012年，它憑借創(chuàng)新的節(jié)約化石燃料、減少排放以及可復(fù)制性被芬蘭能源產(chǎn)業(yè)部門授予了“氣候行動”的年度獎項。

事實上，在被存入兩個7500立方米的燃料倉，正式進(jìn)入焚燒氣化過程之前，這些成噸的垃圾還要經(jīng)歷一道重要工序。“我們會在實驗室中檢測每一車固體燃料。”Jaana

“你可以看到，在普通的氣化方式下，高溫高壓燃燒會產(chǎn)生大量非常骯臟的廢料，影響發(fā)電機(jī)組的運轉(zhuǎn)，因此他們不得不降低溫度和壓力，但這同時也遏制了產(chǎn)電效率。但是我們使用的能源相當(dāng)純凈，這使得燃料能夠在高溫下進(jìn)行充分的氣化，并更高效地產(chǎn)生電力。”Jaana Lehtovirta說。

固體回收燃料的原材料主要從工業(yè)、零售業(yè)、建筑工地收集而來，同時，每家每戶的部分生活垃圾也是收集的目標(biāo)。當(dāng)然，這不需要發(fā)電廠自己動手收集，拉赫蒂的固體回收燃料主要來自于芬蘭南部的原料供應(yīng)商Kuusakoski，從發(fā)電廠角度來說，這樣能夠保證原料獲取的效率和穩(wěn)定性，因為一旦檢測出原料成分出現(xiàn)問題，他們就會直接與供應(yīng)商交涉，甚至退貨。

但僅靠原料供應(yīng)商來實現(xiàn)分類是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，PasiLaine所指的分類實際上更為源頭，就是居民和商戶們對待日常垃圾就能做到干濕分離，當(dāng)可燃物與不可燃物、金屬、玻璃在丟棄時徹底分開，大規(guī)模地實現(xiàn)拉赫蒂模式才有可能。

當(dāng)然，芬蘭在這點上已經(jīng)做到了。

與其他清潔能源相比，PasiLaine認(rèn)為，將固體廢物作為原料進(jìn)行發(fā)電一個比較獨特的優(yōu)勢就是只要保證原料供應(yīng)足夠，就可以24小時運作，而風(fēng)能、太陽能都可能會出現(xiàn)短暫的停產(chǎn)情況。此外，發(fā)電廠能夠在當(dāng)?shù)夭少徣剂?，對?dāng)?shù)氐木蜆I(yè)也有一定幫助。

當(dāng)然，不論對環(huán)境的意義多大，作為電廠，盈利是一個始終不能回避的問題。事實上，作為同樣是燃燒某種廢棄物質(zhì)的生物質(zhì)能源，一直以來面臨著盈利的困難，中國可能就是一個典型的例子，一直以來，生物質(zhì)能源廠商們大多都還在依靠政府的補(bǔ)貼政策維持。

不過，芬蘭的電力市場可能有些不同，發(fā)電廠的下游買家并非國家所掌控的電力網(wǎng)絡(luò)，而是各個電力能源供應(yīng)商，這意味著，除了給本地或者本國使用，國外的市場也是拉赫蒂能夠努力的方向，并且JaanaLehtovirta透露，拉赫蒂正在這么做。

不過，她也提到，電力并不是收入的主要來源。“事實上，目前每度電的售價并不高，因此，我們的主要盈利點并不在于發(fā)電，供熱才是最大的收益來源。我們直接將供暖輸送到拉赫蒂地區(qū)，我們掌握定價權(quán)，并且直接向終端用戶收費。”當(dāng)然，對于供熱市場的需求，冬季總是好過夏季的，不過相對有利的是，對于地處北歐的芬蘭來說，冬天總是顯得特別漫長。

這可以說是焚燒垃圾發(fā)電的一個主流盈利方式，正在被大部分垃圾焚燒發(fā)電廠所采用。“如果能夠同時把電和熱利用起來，那么就是一個可以盈利的方式。”PasiLaine從加工設(shè)備與解決方案的供應(yīng)商角度出發(fā)對記者說道。

目前，Kymijarvi二期電廠所生產(chǎn)的電力主要覆蓋于拉赫蒂地區(qū)，一個小時就能氣化360立方米，相當(dāng)于兩輛重型卡車裝載量的固體回收燃料。為了滿足源源不斷的原料需求，緊鄰Kymijarvi二期電廠的原料輸入口已經(jīng)建起了一座固體回收燃料的處理廠房。

事實上，在芬蘭的鄰國瑞典，已經(jīng)出現(xiàn)了因為垃圾處理的效力太強(qiáng)，首都斯德哥爾摩已經(jīng)開始每年向國外進(jìn)口80萬噸垃圾用以維持焚燒垃圾以電熱能源供給的情況。但另一方面，《自然》科學(xué)期刊最近的文章顯示，全世界人口每天制造的垃圾大約為350萬噸，如果人類不改變自己的行為方式，到2100年每天全球就會新增1100萬噸生活垃圾，讓地球成為一個大垃圾場。如果能夠?qū)⑷绱她嫶蟮睦暈?a href="http://www.msthinker.com/news/article-1695.html" target="_blank">能源資源，通過清潔能源轉(zhuǎn)化方式將其消耗掉，那或許是個不錯的結(jié)果。