牛 剛

上海市節(jié)能減排中心有限公司

0 前言

城市生活垃圾處置對(duì)城市環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展有著巨大的影響。上海在邁向卓越的全球化城市進(jìn)程中，面臨著人口繼續(xù)增長(zhǎng)和資源環(huán)境約束趨緊的壓力，秉持“減量化、資源化、無(wú)害化”的理念持續(xù)推進(jìn)城市生活垃圾合理處置，對(duì)于維護(hù)城市公共環(huán)境和資源節(jié)約利用具有重要的作用。

通過(guò)垃圾焚燒處理城市生活垃圾并利用余熱鍋爐進(jìn)行發(fā)電是資源化處置城市生活垃圾的重要途徑之一，而垃圾焚燒發(fā)電廠通過(guò)供熱改造實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)不僅提高了機(jī)組效率，更是推進(jìn)垃圾焚燒發(fā)電廠可持續(xù)發(fā)展的有效手段。基于搭建的垃圾焚燒發(fā)電廠蒸汽成本測(cè)算模型，并通過(guò)機(jī)會(huì)成本法和沉沒(méi)成本法進(jìn)行計(jì)算和校核，提出了垃圾焚燒發(fā)電廠對(duì)外售熱價(jià)格的成本依據(jù)。

1 本市垃圾焚燒發(fā)電廠現(xiàn)狀

截至2019 年，上海市垃圾焚燒發(fā)電總裝機(jī)容量為42.6 萬(wàn)kW（見表1），較2018 年增加54.3%。2019年，垃圾焚燒發(fā)電廠全年發(fā)電量25.5億kWh，年均利用小時(shí)達(dá)到6 000 h，垃圾處理能力達(dá)到19 300 t/d。未來(lái)上海市規(guī)劃建設(shè)的垃圾焚燒發(fā)電容量約120 MW。2019 年上海市垃圾焚燒發(fā)電廠情況見表1。

2 垃圾焚燒發(fā)電廠實(shí)施對(duì)外售熱的必要性

垃圾焚燒發(fā)電對(duì)城市清潔化發(fā)展至關(guān)重要，為引導(dǎo)垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，本市對(duì)垃圾焚燒發(fā)電實(shí)施了電價(jià)補(bǔ)貼政策，根據(jù)《關(guān)于完善本市垃圾焚燒發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)的通知》（滬價(jià)管〔2013〕18號(hào)），每噸生活垃圾折算上網(wǎng)電量不超過(guò)280 kWh部分，執(zhí)行全國(guó)統(tǒng)一垃圾焚燒發(fā)電標(biāo)桿電價(jià)0.65元/kWh。

表1 本市垃圾焚燒發(fā)電廠情況（2019年數(shù)據(jù)）

與此同時(shí)，垃圾焚燒發(fā)電仍然面臨可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)。

一是污染物排放的控制成本較高。由于垃圾電廠燃料的特殊性，故對(duì)其污染物排放控制要求較為嚴(yán)格?！渡罾盥駡?chǎng)污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)垃圾滲濾液提出了排放要求。同時(shí)，《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)垃圾焚燒產(chǎn)生的SO2、NOx、HCl、Hg和其它重金屬、二噁英、CO等污染物也提出了嚴(yán)格的排放限制。

二是運(yùn)行穩(wěn)定性較差。相比普通燃煤電廠，垃圾焚燒發(fā)電廠燃料的來(lái)源存在較大的不確定性，造成垃圾的熱值、含水量等參數(shù)變化較大，對(duì)機(jī)組出力、效率和運(yùn)行安全性都帶來(lái)考驗(yàn)。

三是機(jī)組維修成本較高。垃圾燃燒產(chǎn)生的煙氣中，含有SO2、NOx、HCl 及CO 等多種氣體，較容易使機(jī)組的受熱面產(chǎn)生結(jié)焦、積灰及設(shè)備腐蝕等，造成機(jī)組維修費(fèi)用較高。

綜上因素，垃圾焚燒發(fā)電廠通過(guò)建立對(duì)外售熱的運(yùn)營(yíng)模式，在提高機(jī)組發(fā)電效率的同時(shí)增加企業(yè)收入。通過(guò)提高企業(yè)處理垃圾的積極性，保證了城市垃圾的處理量及處理效率。

3 垃圾焚燒發(fā)電廠對(duì)外供熱成本模型

3.1 供熱成本測(cè)算模型的思路

垃圾焚燒發(fā)電廠以提供蒸汽的方式開展對(duì)外售熱，蒸汽成本可考慮采用“機(jī)會(huì)成本法”及“沉沒(méi)成本法”兩種方法進(jìn)行測(cè)算并相互校核。

“機(jī)會(huì)成本法”是指在無(wú)市場(chǎng)價(jià)格的情況下,資源使用的成本可以用所犧牲的替代用途的收入來(lái)估算。對(duì)于垃圾焚燒發(fā)電廠，由于外供蒸汽的收入相應(yīng)減少發(fā)電所獲得的收入，即按照每噸蒸汽產(chǎn)生的外售電量及相應(yīng)上網(wǎng)電價(jià)測(cè)算蒸汽成本。

“沉沒(méi)成本法”指已發(fā)生或承諾、無(wú)法回收的成本支出。對(duì)于垃圾焚燒發(fā)電廠，為按照已產(chǎn)生的投資和經(jīng)營(yíng)成本等各生產(chǎn)要素成本測(cè)算蒸汽成本。

由于機(jī)會(huì)成本相對(duì)可更真實(shí)地反映外供蒸汽對(duì)垃圾焚燒發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)影響，因此本文對(duì)蒸汽成本測(cè)算以機(jī)會(huì)成本為主，并采用沉沒(méi)成本法做校核。

3.2 供熱價(jià)格測(cè)算模型的建立

3.2.1 機(jī)會(huì)成本法測(cè)算

機(jī)會(huì)成本法測(cè)算為了對(duì)外售熱損失上網(wǎng)電量收入折算的蒸汽成本，即:

其中：

Ps—采用機(jī)會(huì)成本測(cè)算的蒸汽成本；

E—每噸蒸汽對(duì)應(yīng)外售電量，

每噸蒸汽對(duì)應(yīng)外售電量=每噸蒸汽發(fā)電量-廠用電量；

Pe—上網(wǎng)電價(jià)，上網(wǎng)電價(jià)執(zhí)行全國(guó)統(tǒng)一垃圾焚燒發(fā)電標(biāo)桿電價(jià)0.65元/kWh；

Cw—除鹽水制水成本。

3.2.2 沉沒(méi)成本法測(cè)算

沉沒(méi)成本法即計(jì)算產(chǎn)生蒸汽所消耗的成本總和，即：

其中：

Ts—采用沉沒(méi)成本法計(jì)算的蒸汽成本；

C1—外購(gòu)材料及燃料費(fèi)，包括石灰、鹽酸、液堿、活性炭、尿素、自來(lái)水、生產(chǎn)用水、輕柴油和外購(gòu)電費(fèi)等；

C2—專業(yè)處置費(fèi)，即“三廢”處理費(fèi)，包括飛灰處理費(fèi)（含飛灰螯合固化費(fèi)及填埋運(yùn)輸費(fèi)）、爐渣處理費(fèi)（含爐渣填埋運(yùn)輸費(fèi)）和垃圾滲濾液外送處理費(fèi)等；

C3—人員工資及福利，人員工資根據(jù)企業(yè)職工薪酬計(jì)算方法測(cè)算，職工福利包括福利費(fèi)、養(yǎng)老(醫(yī)療、失業(yè)、工傷、生育)保險(xiǎn)、住房公積金等；

C4—折舊及攤銷費(fèi)用，參考企業(yè)財(cái)務(wù)報(bào)表，取其相應(yīng)的折舊及攤銷費(fèi)用；

C5—維修費(fèi)，根據(jù)企業(yè)某一完整年度的維修支出進(jìn)行測(cè)算；

C6—管理費(fèi)用及其他，管理費(fèi)用一般包括保險(xiǎn)費(fèi)、招待費(fèi)、辦公費(fèi)、差旅費(fèi)、租賃費(fèi)等；

C7—財(cái)務(wù)費(fèi)用，根據(jù)項(xiàng)目固定資產(chǎn)投資總額，銀行貸款還款的方式及來(lái)源，計(jì)算運(yùn)營(yíng)期內(nèi)的財(cái)務(wù)費(fèi)用；

C8—補(bǔ)貼費(fèi)用，主要為處理垃圾的補(bǔ)貼費(fèi)用，在成本測(cè)算中，應(yīng)考慮扣減企業(yè)獲得的垃圾處置費(fèi)用收入；

Cw—除鹽水制水成本；

Qs—因?qū)ν馐蹮岙a(chǎn)生的蒸汽量。

3.2.3 除鹽水制水成本

垃圾焚燒發(fā)電廠在純發(fā)電狀態(tài)，除鹽水補(bǔ)水率多在3%左右，由于機(jī)組需要對(duì)外提供蒸汽，故除鹽水量將大幅增加，因此，項(xiàng)目需要對(duì)除鹽水制水設(shè)備進(jìn)行改造升級(jí)。

對(duì)以下基于系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行的蒸汽成本測(cè)算需要加上除鹽水制水成本。即

其中：

Cw—除鹽水制水成本；

Qw—制備除鹽水年總量；

V1為材料及燃料費(fèi)用，包括聚合氯化鋁、次氯酸鈉、阻垢劑、非氧化殺菌劑、鹽酸、液堿和自來(lái)水等除鹽水制備材料；

V2為設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用，主要是化學(xué)水處理系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)耗用的電費(fèi)；

V3為排污費(fèi)，主要是反滲透系統(tǒng)中產(chǎn)生的排污水處理費(fèi)用；

V4為人員工資，根據(jù)實(shí)際配備運(yùn)維人員數(shù)量及公司薪酬規(guī)定進(jìn)行測(cè)算；

V5為折舊費(fèi)用；

V6為維修費(fèi)，根據(jù)具體項(xiàng)目實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)算。

4 案例及分析

4.1 垃圾焚燒發(fā)電廠基本情況

以本市某垃圾焚燒發(fā)電廠為例，根據(jù)其投資總額及某年實(shí)際運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，進(jìn)行蒸汽成本測(cè)算。

該項(xiàng)目采用的主要工藝流程為垃圾焚燒＋余熱發(fā)電＋煙氣凈化。項(xiàng)目焚燒爐和余熱鍋爐參數(shù)見表2和表3。

表2 焚燒爐主要技術(shù)參數(shù)表

表3 余熱鍋爐主要技術(shù)參數(shù)表

熱用戶申請(qǐng)用汽量80 t/h，平均用汽量50 t/h，最大用汽量65 t/h，蒸汽負(fù)荷穩(wěn)定且連續(xù)，年用汽時(shí)間7 200 h，用汽參數(shù)2.5 MPa，280～300 ℃。項(xiàng)目將在垃圾焚燒發(fā)電廠廠區(qū)新建除鹽水制備站，供焚燒爐余熱鍋爐的補(bǔ)給水。

4.2 測(cè)算參數(shù)取值依據(jù)

本文測(cè)算參數(shù)取值依據(jù)如下：

1）現(xiàn)有機(jī)組運(yùn)行情況：根據(jù)項(xiàng)目單位提供的《年度運(yùn)營(yíng)情況匯總表》，項(xiàng)目月均進(jìn)廠垃圾93 590 t，月均入爐垃圾73 755 t，月均發(fā)電量3 653萬(wàn)kWh，月均外售電量3 166萬(wàn)kWh，月均廠用電量503萬(wàn)kWh，噸垃圾焚燒發(fā)電量為495.3 kWh，噸垃圾產(chǎn)汽量2.2 t。

2）上網(wǎng)電價(jià)：根據(jù)《上海市物價(jià)局關(guān)于完善本市垃圾焚燒發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)的通知》（滬價(jià)管〔2013〕18 號(hào)）的相關(guān)規(guī)定，全國(guó)統(tǒng)一垃圾焚燒發(fā)電標(biāo)桿電價(jià)為0.65元/kWh。

3）材料費(fèi)、人工費(fèi)等費(fèi)用按照《年度生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)情況匯總表》、《年度生產(chǎn)輔料用量表》、《人工成本預(yù)算表》等材料計(jì)取。

4）按照國(guó)家相關(guān)規(guī)定，電力稅率取13%；折舊費(fèi)采用平均年限法，殘值率5%，年限為15年。

4.3 測(cè)算結(jié)果

1）除鹽水成本測(cè)算結(jié)果

根據(jù)項(xiàng)目單位提供的材料，新增除鹽水的成本測(cè)算見表4。

表4 除鹽水成本

2）機(jī)會(huì)成本法測(cè)算結(jié)果

根據(jù)項(xiàng)目單位提供的材料，采用機(jī)會(huì)成本法計(jì)算蒸汽成本見表5。

表5 蒸汽成本測(cè)算（機(jī)會(huì)成本法）

3）沉沒(méi)成本法測(cè)算結(jié)果

根據(jù)項(xiàng)目單位提供的材料，采用沉沒(méi)成本法計(jì)算蒸汽成本見表6。

4.4 本市現(xiàn)有其他用熱方式的成本情況

本市現(xiàn)有企業(yè)用熱方式主要有以下三類：

1）電鍋爐

具有零排放、占地總面積小、熱效率高、節(jié)省人力成本等優(yōu)點(diǎn)，多用于0.7 MW 以下的熱水鍋爐。通過(guò)供熱成本測(cè)算，不考慮投資與維護(hù)費(fèi)用，僅用電成本達(dá)到了約330 元/t（谷時(shí)段）和690 元/t（平時(shí)段）。

表6 蒸汽成本測(cè)算（沉沒(méi)成本法）

2）燃?xì)忮仩t

具有熱效率高、占地面積小、環(huán)保性能好、安全可靠性高、操作運(yùn)行便捷等優(yōu)點(diǎn)。運(yùn)行成本主要考慮天然氣費(fèi)用、補(bǔ)水費(fèi)用、設(shè)備耗電費(fèi)用。通過(guò)供熱成本測(cè)算，蒸汽成本約380元/t。

3）集中供熱

具有綜合效率高、供應(yīng)穩(wěn)定，安全可靠、維護(hù)便利等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)成本測(cè)算，本市燃?xì)饧泄醿r(jià)格預(yù)計(jì)在330元/t左右。

綜合比較本市現(xiàn)狀及其他三種方式的用熱成本，垃圾焚燒發(fā)電廠實(shí)施對(duì)外售熱，既可推進(jìn)垃圾焚燒發(fā)電廠的可持續(xù)發(fā)展，也可降低用戶用熱成本，帶來(lái)較好的社會(huì)效益。

5 結(jié)論

按照“機(jī)會(huì)成本法”和“沉沒(méi)成本法”測(cè)算垃圾焚燒電廠對(duì)外供應(yīng)蒸汽成本是合理可行的。測(cè)算表明，垃圾焚燒發(fā)電廠對(duì)外供熱與燃?xì)夂碗娏岱绞较啾?，在成本上具有?yōu)勢(shì)，也有利于垃圾焚燒電廠發(fā)揮綜合效益。