“中国的生活垃圾焚烧发电厂经过这些年的发展，已经世界领先了，但还有很多地方需要优化提升。”
在“2024(第十一届)上海固废热点论坛”上，上海康恒环境股份有限公司首席技术官焦学军以《垃圾焚烧发电能源利用效率大幅提升的思考与实践》为题发表演讲。他指出，生活垃圾焚烧发电项目具备“能源节约”和“环境保护”的双重功效。能效的提升不光企业重视，国家政策层面也相当重视，推进能效提升不但可以增加收益，改善项目的经济效益，对于实现碳减排和“3060”目标具有重要的建设意义。
焦学军
01 我国垃圾焚烧发电行业能效现状
我国人口基数大，每人每日生活垃圾生产量大致介于 0.8 ~ 1.5千克之间，居民生活垃圾处理是一个重要的环保问题、民生问题。
生活垃圾焚烧发电项目，是具有“能源属性”的环保设施，是城乡市政基础设施。垃圾焚烧发电兼具能源和环保双重价值，在我国主要由住建部和生态环境部管理。国家高度重视能效提升，尤其在工业余热利用方面。此前，光大环境、康恒环境等行业代表参与了由国家能源局专门召开的全国性会议，会议主题围绕“如何利用中国北方的工业余热”的话题展开，会上首次将垃圾焚烧发电作为工业余热利用的重要部分进行讨论，展示了垃圾焚烧发电在经济效益、环境效益和碳排放效益方面的显著成果。提升垃圾焚烧发电能效不仅能增加收益，改善项目的经济效益，还对实现“3060”碳减排目标具有重要推动作用。
焦学军现场展示了一份数据，数据收集了我国32个纯发电的生活垃圾焚烧发电厂能源利用效率全厂性能测试结果。数据显示，这些厂的平均热效率为25.31%，总体范围在19.42%~31.60%。尽管32个项目只是我国垃圾焚烧发电项目的一小部分，但也能大致反映行业能源利用效率情况：全厂热效率最高31.60%，这个数字是全国顶尖水平，即使放在欧洲也属于高效;25%~26%是国内1000多座垃圾焚烧发电厂的平均热效率水平;28%~29%属于优秀水平，大于30%的则寥寥无几。
02 能源利用效率评价方法
能源利用效率评估方法有两个，一是欧盟能源利用效率评估(R1计算公式)，另一个是我国的WtE-能源利用效率评估方法。
根据欧盟《废弃物框架指令》，能源利用率R1计算公式为：
R1是衡量生活垃圾焚烧发电厂从垃圾中回收能源程度的绩效指标。R1评价中，分子中的Ep(产生的电或热)需调整系数(输出电能乘以产电系数2.6，输出热能乘以产热系数1.1)，再减去非垃圾燃料热量，以0.97(默认浪费率)为分母系数。R1≥0.65，垃圾焚烧发电厂为资源化利用设施，R1<0.65，垃圾焚烧发电厂为垃圾处理设施。中国目前仅两厂参与此评审，均未达标。
在欧盟能源利用效率评估基础上，我国也出台了相关标准，住建部 2016 年标准中能源效率评价参数公式与欧盟类似，电能系数因我国火电厂热效率低而变为 2.86，其他基本沿用了欧盟的参数。
我国两试点厂均按此标准计算，均未达标。焦学军指出，我们一直呼吁提升垃圾焚烧发电厂的能源效率，这也需要政策的激励以推动行业创新，进而提升行业能效水平。
下图是欧洲和国内部分垃圾焚烧发电厂能效分析。欧盟垃圾焚烧发电厂蒸汽供热、热电联供能效R1值分别为0.64、0.76，均高于单纯发电模式能效。
欧洲和国内部分垃圾焚烧发电厂能效分析对比
我国垃圾焚烧发电厂大多为单纯发电模式，排烟、排汽热量利用不充分。从上图对比来看，我国与欧洲在垃圾焚烧发电厂的能源利用效率上存在显著差异，欧洲R1参数显著较高。这是因为欧洲很多厂尤其北欧个别厂充分利用热能，尤其烟气余热，全厂能源利用率可超 100%。因为分母是低位热值，把烟气的热量利用起来，意味着把高位热值用起来，所以会超过100%。
常规全厂热效率计算方法是有用能量除以替代热量，在热电联供的情况下，全厂热效率显著提升，因为热能也被视为有用能量，而分母(替代的热量)保持不变，把供热量和烟气的热加起来，就是大幅提升的效果。这种高效热能利用技术使得欧洲垃圾焚烧发电厂的能源利用效率远高于我国。我国需因地制宜拓宽垃圾焚烧发电厂的热利用渠道来提升能效。
03 能源利用效率提升技术
当前，我国垃圾焚烧发电全厂能效较低，可回收利用低品位能量提高电厂能源利用效率，包括：提高发电蒸汽参数、排烟损失利用、凝汽损失利用等。烟气余热利用、循环水热泵、背压机组等多方案可助力能效提升。
热用户的需求，是实现余热充分利用的关键。提高蒸汽参数以增强发电效率并减少排烟损失，相关技术已相当成熟，关键在于管理与领导决策。以康恒环境青岛市西海岸垃圾焚烧发电项目为例，项目方多次向领导介绍后获重视，从项目立项到供暖机开始供暖仅用了短短几个月时间，该项目预计每年为当地居民供暖78万吉焦。这背后是公司领导层的高度重视和主动推进，这不仅带来了经济效益，还推动了当地能源结构的优化。通过管理创新和技术创新，主动应对市场变化，是实现能源利用效率提升和环保目标的关键。
04 康恒环境垃圾焚烧能效提升实践
康恒环境旗下多个项目进行了供热、供暖、供汽等技术创新和改造，能源利用效率大幅提高，节能降碳效益显著，受到广泛关注!
山东省青岛市西海岸垃圾焚烧发电项目，该项目生活垃圾处理规模2250吨/日，3炉2机，采用高背压机组技术，乏汽余热利用(冬季向居民供暖)。项目于2023年11月13日完成改造投入运行，2023-2024供暖季预计实现供暖量78万吉焦。
高背压机组技术，即汽轮机提高背压运行，使凝汽器排汽温度升高，以提高循环水出口温度用于居民供暖。该项改造可以更好的兼顾机组冬季高背压供暖和其余季节纯凝低背压运行，且无需对汽轮机机组本体做较大改动，有较高的推广价值与意义。
依据欧盟的能源效率评价标准和我国热电厂计算全厂热效率的计算方法，对青岛市西海岸垃圾焚烧发电项目供暖季参数进行测算，改造后，一台机组的 R1 从 0.696 增至 1.042，全厂 R1 从 0.696 提高到 0.875，全厂热效率从 26%提升到 41.9%，该项目准备于下半年请住建部专家组评审。
青岛市西海岸垃圾焚烧发电项目-汽轮机高背压供暖改造前后能效对比
山东省东营市广饶垃圾焚烧发电项目，垃圾处理规模600吨/日，以烟气余热深度利用技术实现冬季向居民供暖，年余热回收总量11.5万吉焦。
烟气除湿及余热回收一体化技术，可实现烟气除湿脱水排放，回收水分汽化潜热、烟气显热及吸收过程中的溶解热，全部释放用于加热热网水，也有利于洁净干烟气的排放。这个项目可能会继续做技术优化，将烟气余热深度利用好，每年的供热就不止11.5万吉焦，项目能效利用率还会有本质提升。只有把技术优化和管理优化相结合，争取获得当地政府的支持，项目改造才会取得显著效果。
康恒环境柳州朝阳项目，通过热源+管网，实现为工业园区供汽。焦学军表示，垃圾焚烧产汽售汽比售电更值，南方很多地方不供暖可供冷，需将成熟技术创新性地用于垃圾发电，管理创新有时比技术创新更重要。
柳州珠海项目采取移动供热方式，实现工业供汽。移动供热虽收益有限，但仍是可行的附加业务。
截至2023年12月，康恒环境协同供热项目数21个，对外供汽量达200万吨/年，居民供暖面积265万平方米。
焦学军表示，垃圾焚烧领域的热电联产方兴未艾，焚烧发电已经成为生活垃圾末端处理的绝对主流方式，但能源利用效率还有很大的提升空间;垃圾焚烧发电厂进行“热+电”联供较纯发电具有更高的能源利用效率，需要挖掘热用户，向热电联产转型;多种技术手段可有效助力垃圾焚烧发电厂实现热电联产，这需要垃圾焚烧业主单位与技术提供方充分合作，引入各类供汽技术和余热供暖工艺，提升全厂热效率，提高电厂能效及经济效益，为节能减排和绿色低碳发展贡献力量。
编辑：赵凡
“中国的生活垃圾焚烧发电厂经过这些年的发展，已经世界领先了，但还有很多地方需要优化提升。”
在“2024(第十一届)上海固废热点论坛”上，上海康恒环境股份有限公司首席技术官焦学军以《垃圾焚烧发电能源利用效率大幅提升的思考与实践》为题发表演讲。他指出，生活垃圾焚烧发电项目具备“能源节约”和“环境保护”的双重功效。能效的提升不光企业重视，国家政策层面也相当重视，推进能效提升不但可以增加收益，改善项目的经济效益，对于实现碳减排和“3060”目标具有重要的建设意义。
焦学军
01 我国垃圾焚烧发电行业能效现状
我国人口基数大，每人每日生活垃圾生产量大致介于 0.8 ~ 1.5千克之间，居民生活垃圾处理是一个重要的环保问题、民生问题。
生活垃圾焚烧发电项目，是具有“能源属性”的环保设施，是城乡市政基础设施。垃圾焚烧发电兼具能源和环保双重价值，在我国主要由住建部和生态环境部管理。国家高度重视能效提升，尤其在工业余热利用方面。此前，光大环境、康恒环境等行业代表参与了由国家能源局专门召开的全国性会议，会议主题围绕“如何利用中国北方的工业余热”的话题展开，会上首次将垃圾焚烧发电作为工业余热利用的重要部分进行讨论，展示了垃圾焚烧发电在经济效益、环境效益和碳排放效益方面的显著成果。提升垃圾焚烧发电能效不仅能增加收益，改善项目的经济效益，还对实现“3060”碳减排目标具有重要推动作用。
焦学军现场展示了一份数据，数据收集了我国32个纯发电的生活垃圾焚烧发电厂能源利用效率全厂性能测试结果。数据显示，这些厂的平均热效率为25.31%，总体范围在19.42%~31.60%。尽管32个项目只是我国垃圾焚烧发电项目的一小部分，但也能大致反映行业能源利用效率情况：全厂热效率最高31.60%，这个数字是全国顶尖水平，即使放在欧洲也属于高效;25%~26%是国内1000多座垃圾焚烧发电厂的平均热效率水平;28%~29%属于优秀水平，大于30%的则寥寥无几。
02 能源利用效率评价方法
能源利用效率评估方法有两个，一是欧盟能源利用效率评估(R1计算公式)，另一个是我国的WtE-能源利用效率评估方法。
根据欧盟《废弃物框架指令》，能源利用率R1计算公式为：
R1是衡量生活垃圾焚烧发电厂从垃圾中回收能源程度的绩效指标。R1评价中，分子中的Ep(产生的电或热)需调整系数(输出电能乘以产电系数2.6，输出热能乘以产热系数1.1)，再减去非垃圾燃料热量，以0.97(默认浪费率)为分母系数。R1≥0.65，垃圾焚烧发电厂为资源化利用设施，R1<0.65，垃圾焚烧发电厂为垃圾处理设施。中国目前仅两厂参与此评审，均未达标。
在欧盟能源利用效率评估基础上，我国也出台了相关标准，住建部 2016 年标准中能源效率评价参数公式与欧盟类似，电能系数因我国火电厂热效率低而变为 2.86，其他基本沿用了欧盟的参数。
我国两试点厂均按此标准计算，均未达标。焦学军指出，我们一直呼吁提升垃圾焚烧发电厂的能源效率，这也需要政策的激励以推动行业创新，进而提升行业能效水平。
下图是欧洲和国内部分垃圾焚烧发电厂能效分析。欧盟垃圾焚烧发电厂蒸汽供热、热电联供能效R1值分别为0.64、0.76，均高于单纯发电模式能效。
欧洲和国内部分垃圾焚烧发电厂能效分析对比
我国垃圾焚烧发电厂大多为单纯发电模式，排烟、排汽热量利用不充分。从上图对比来看，我国与欧洲在垃圾焚烧发电厂的能源利用效率上存在显著差异，欧洲R1参数显著较高。这是因为欧洲很多厂尤其北欧个别厂充分利用热能，尤其烟气余热，全厂能源利用率可超 100%。因为分母是低位热值，把烟气的热量利用起来，意味着把高位热值用起来，所以会超过100%。
常规全厂热效率计算方法是有用能量除以替代热量，在热电联供的情况下，全厂热效率显著提升，因为热能也被视为有用能量，而分母(替代的热量)保持不变，把供热量和烟气的热加起来，就是大幅提升的效果。这种高效热能利用技术使得欧洲垃圾焚烧发电厂的能源利用效率远高于我国。我国需因地制宜拓宽垃圾焚烧发电厂的热利用渠道来提升能效。
03 能源利用效率提升技术
当前，我国垃圾焚烧发电全厂能效较低，可回收利用低品位能量提高电厂能源利用效率，包括：提高发电蒸汽参数、排烟损失利用、凝汽损失利用等。烟气余热利用、循环水热泵、背压机组等多方案可助力能效提升。
热用户的需求，是实现余热充分利用的关键。提高蒸汽参数以增强发电效率并减少排烟损失，相关技术已相当成熟，关键在于管理与领导决策。以康恒环境青岛市西海岸垃圾焚烧发电项目为例，项目方多次向领导介绍后获重视，从项目立项到供暖机开始供暖仅用了短短几个月时间，该项目预计每年为当地居民供暖78万吉焦。这背后是公司领导层的高度重视和主动推进，这不仅带来了经济效益，还推动了当地能源结构的优化。通过管理创新和技术创新，主动应对市场变化，是实现能源利用效率提升和环保目标的关键。
04 康恒环境垃圾焚烧能效提升实践
康恒环境旗下多个项目进行了供热、供暖、供汽等技术创新和改造，能源利用效率大幅提高，节能降碳效益显著，受到广泛关注!
山东省青岛市西海岸垃圾焚烧发电项目，该项目生活垃圾处理规模2250吨/日，3炉2机，采用高背压机组技术，乏汽余热利用(冬季向居民供暖)。项目于2023年11月13日完成改造投入运行，2023-2024供暖季预计实现供暖量78万吉焦。
高背压机组技术，即汽轮机提高背压运行，使凝汽器排汽温度升高，以提高循环水出口温度用于居民供暖。该项改造可以更好的兼顾机组冬季高背压供暖和其余季节纯凝低背压运行，且无需对汽轮机机组本体做较大改动，有较高的推广价值与意义。
依据欧盟的能源效率评价标准和我国热电厂计算全厂热效率的计算方法，对青岛市西海岸垃圾焚烧发电项目供暖季参数进行测算，改造后，一台机组的 R1 从 0.696 增至 1.042，全厂 R1 从 0.696 提高到 0.875，全厂热效率从 26%提升到 41.9%，该项目准备于下半年请住建部专家组评审。
青岛市西海岸垃圾焚烧发电项目-汽轮机高背压供暖改造前后能效对比
山东省东营市广饶垃圾焚烧发电项目，垃圾处理规模600吨/日，以烟气余热深度利用技术实现冬季向居民供暖，年余热回收总量11.5万吉焦。
烟气除湿及余热回收一体化技术，可实现烟气除湿脱水排放，回收水分汽化潜热、烟气显热及吸收过程中的溶解热，全部释放用于加热热网水，也有利于洁净干烟气的排放。这个项目可能会继续做技术优化，将烟气余热深度利用好，每年的供热就不止11.5万吉焦，项目能效利用率还会有本质提升。只有把技术优化和管理优化相结合，争取获得当地政府的支持，项目改造才会取得显著效果。
康恒环境柳州朝阳项目，通过热源+管网，实现为工业园区供汽。焦学军表示，垃圾焚烧产汽售汽比售电更值，南方很多地方不供暖可供冷，需将成熟技术创新性地用于垃圾发电，管理创新有时比技术创新更重要。
柳州珠海项目采取移动供热方式，实现工业供汽。移动供热虽收益有限，但仍是可行的附加业务。
截至2023年12月，康恒环境协同供热项目数21个，对外供汽量达200万吨/年，居民供暖面积265万平方米。
焦学军表示，垃圾焚烧领域的热电联产方兴未艾，焚烧发电已经成为生活垃圾末端处理的绝对主流方式，但能源利用效率还有很大的提升空间;垃圾焚烧发电厂进行“热+电”联供较纯发电具有更高的能源利用效率，需要挖掘热用户，向热电联产转型;多种技术手段可有效助力垃圾焚烧发电厂实现热电联产，这需要垃圾焚烧业主单位与技术提供方充分合作，引入各类供汽技术和余热供暖工艺，提升全厂热效率，提高电厂能效及经济效益，为节能减排和绿色低碳发展贡献力量。
编辑：赵凡
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