開發城市垃圾能源,利用城市垃圾發電,化害為利,變廢為寶,不僅減少了垃圾對環境的汙染,還為解決當今能源匱乏問題開創了新路,是解決日益增多的城市環境汙染和日漸短缺的常規能源的一種最佳選擇。專家們預言,垃圾發電在21世紀將成為能源市場的一名新主角。

垃圾,是人類在生產和生活中遺棄的廢料。隨著世界經濟的發展,人口的急劇增長,工業和生活垃圾越來越多。如美國,每年“生產”城市生活垃圾2.5億噸,工業垃圾22億噸。被稱為亞洲“垃圾王國”的日本,年“生產”各類垃圾3億多噸。目前全球每年產生的垃圾總量達450億噸,人均約8噸。其中,全球每年新增垃圾100多億噸,遞增速度高達8%~10%。如此豐富的垃圾資源已成為全球科技界開發的又一新領域。

科學研究表明,在城市垃圾中,蘊藏著大量的二次能源物質——有機可燃物,其含有的可燃物的比例和發熱值相當高。如通常城市生活垃圾中的灰渣,可燃物占27%;菜類可燃物占23.5%;紙類可燃物占84.4%;塑料可燃物占88%。綜合起來,大約2噸垃圾燃燒的熱量就相當於1噸煤燃燒時所發出的熱量。因此,能源專家認為,一座城市的垃圾,就像一座低品位的“露天礦山”,可以無限期地進行開發。而開發使用最經濟有效的方法,就是開發城市垃圾發電。

利用城市垃圾能源發電,近年來,迅速在全球蓬勃發展。目前,美、日、法、英、德、荷蘭、意大利等工業發達國家都將垃圾發電列入國家“議事日程”,投入大量資金和人力,運用現代高科技手段,大規模地開發城市垃圾發電新技術,並使其趨於商業化。目前,全球有800多座形形色色的垃圾電站在運行。德國1995年垃圾電廠有67座;美國有170多座垃圾電廠;日本目前有垃圾電廠125座,總發電能力450兆瓦,到2010年垃圾電廠將達200座以上,總發電能力10吉瓦(10×109瓦);英國將有50%以上垃圾用於發電。因此,城市垃圾發電作為一種新能源,其開發前景廣闊。

美國垃圾熱電廠的裝機容量為1.27吉瓦(1.27×109瓦),日本為1.25吉瓦,法國為970兆瓦。美國的垃圾熱電廠是近年世界上發展最快的。美國投資3.2億美元於1990年11月運行的埃薩克斯縣垃圾熱電廠,日處理垃圾2277噸。日本最大的垃圾熱電廠——橫濱鶴見發電廠,日處理垃圾1200噸,年處理能力34萬噸,使用3台高效率的複水式汽輪機,最大發電能力達22兆瓦。

此外,不少國家還積極開展將垃圾製成固體燃料,或用工業垃圾直接燃燒,進行發電。印度在馬德拉斯市興建一座垃圾濃縮燃料電廠,其日處理垃圾燃料60噸,發電能力5兆瓦。英國在蘇格蘭建成每年可焚燒800萬隻廢舊輪胎的垃圾熱電廠,向2.5萬戶家庭供電。日本在福島縣的岩木建一座以廢塑料作燃料的熱電廠,日處理廢塑料200噸,發電能力25兆千瓦,向1萬個家庭供電。

我國垃圾“資源”也十分豐富,全國每年產生垃圾1億多噸,年增長速度達10%。其中上海市年“生產”垃圾438萬噸,北京市每天“生產”垃圾1.3萬噸,廣州市日人均“生產”垃圾1.1千克。我國垃圾發電工業已經起步,利用城市垃圾發電也已列入各大城市的議事日程。不少大中城市已開展垃圾發電。

當前利用城市垃圾發電,有多種途徑。一種是利用城市垃圾填埋製取沼氣,進行發電,而更主要的是將垃圾用焚燒爐燃燒的餘熱進行發電,再就是將垃圾製成固體燃料直接燃燒進行發電。

利用垃圾“沼氣田”發電,可以說是當前技術成熟、投資少、造價低、使用管理方便,備受各發達國家青睞的一種城市垃圾處理途徑。因此,目前有140多座“垃圾沼氣田”發電站在世界各地運行。荷蘭1991年就已頒布城市垃圾沼氣發電計劃,並投資8000多萬美元,建造了幾座大型沼氣發電廠。荷蘭北部威達斯特垃圾沼氣田,儲有1500萬噸生活垃圾,每小時可產沼氣5000立方米,可轉化為4.5兆瓦的電能,到2000年,荷蘭全國垃圾沼氣利用將達2.5億~3億立方米,屆時可供荷蘭全國30多萬個家庭的用電量。法國在梅斯舉行了“歐洲發酵垃圾開發大會”,提出加快利用垃圾生產沼氣發電的計劃。芬蘭首座垃圾沼氣田發電廠在萬塔建成投產,已填埋103萬噸垃圾,在今後10年內可生產3000萬立方米的沼氣用於發電。英國目前垃圾沼氣田發電能力達18兆瓦。英國能源部擬將在10年內再投資1.5億英鎊興建一批垃圾沼氣田發電廠。而美國伊利諾斯州的垃圾沼氣田發電廠,占地61公頃,填埋180萬噸垃圾,發電能力1600千瓦,相當於每年用2.8萬桶石油的發電量。日本在幹葉縣建成的4.2萬平方米的垃圾沼氣田發電廠,年發電量達1.1萬千瓦時。