杭州天子嶺垃圾填埋產(chǎn)生沼氣發(fā)電技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

1、一、選點(diǎn)及其依據(jù) 1.自然地理位置浙江省省會(huì)杭州位于浙江中部，幅員面積16596平方公里，以平原、湖泊為主。杭州為一風(fēng)景優(yōu)美的城市，1995年全市綠化面積7737公頃。杭州氣候溫暖濕潤(rùn)，雨量充沛，年均氣溫166夏季平均氣溫33.8， 冬季平均氣溫3.6，年日照時(shí)數(shù)1912小時(shí)，年均降雨量1449毫米，屬亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)。2.社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境狀況杭州市轄5個(gè)區(qū)，7個(gè)縣，134個(gè)建制鎮(zhèn)，96個(gè)鄉(xiāng)及4681個(gè)村，共有人口 59796萬(wàn)，總戶數(shù)182.55萬(wàn)，其中市區(qū)人口143.52萬(wàn)，戶數(shù)46.06萬(wàn)，市區(qū)人口中非農(nóng)業(yè)人口121.38萬(wàn)，農(nóng)業(yè)人口22.14萬(wàn)。 杭州經(jīng)濟(jì)以輕工、紡織、電子、旅游、醫(yī)

2、藥為主，近年來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅速，國(guó)民生產(chǎn)總值增長(zhǎng)率約19。1995年全市國(guó)民生產(chǎn)總值762億元，人均國(guó)民生產(chǎn)總值10838元，財(cái)政收入55.12億元，市區(qū)職工平均年收入 6619元，農(nóng)民人均年純收人3641元，城市用水普及率達(dá)98.9，燃?xì)馄占奥?1.2。近年來(lái)，杭州在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，其環(huán)境狀況也有了很大的改善，市區(qū)綠化面積逐年增加，大氣中：氧化硫和TSP含量下降，1995年全市廢氣、廢水、粉塵的處置回收率分別為64.7、68 8、84.8，城市生活污水日處理能力達(dá)895萬(wàn)噸，城市垃圾的收集率在60以上。3.資源量和可獲得性情況隨著城市的不斷發(fā)展、人口的逐年增加，浙江省及杭州市的固體生活垃圾的

3、總量也在以約10的年增長(zhǎng)率逐年遞增，到1995年，杭州市區(qū)生活垃圾的口清運(yùn)量為1781噸，年清運(yùn)總量達(dá)65萬(wàn)噸；而整個(gè)浙江省1995年城鎮(zhèn)生活垃圾清運(yùn)總量已達(dá)490萬(wàn)噸（見(jiàn)表1）。表1 浙江省及杭州市生活固體垃圾資源情況1990年 1991年  1992年1993年 1994年 1995年浙江省城鎮(zhèn)生活垃圾清運(yùn)量（萬(wàn)t）251288341372443490杭州市區(qū)生活垃圾清運(yùn)量（萬(wàn)t）47.6 5154 65浙江省城鎮(zhèn)糞便清運(yùn)量（萬(wàn)t）184260228304311241杭州市區(qū)糞便清運(yùn)量（萬(wàn)t）27.3 2630

4、 22目前垃圾處理的方法仍以填埋、衛(wèi)生填埋及堆放為主，其中杭州天子嶺垃圾填埋場(chǎng)本要處理杭州市區(qū)的生活垃圾。今后，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增加和城市化進(jìn)程的加速，必然導(dǎo)致生活垃圾總量的進(jìn)一步增加。在杭州市清運(yùn)的混合生活垃圾中，無(wú)機(jī)物含量約占69，有機(jī)物含量占31.其中食品類廢棄物占有機(jī)物含量的絕大部分，垃圾的含水率在 20以上（見(jiàn)表2）。表2 杭州市生活垃圾組成分（）垃圾成分  廚余紙類塑料纖維、草木有機(jī)物計(jì)爐灰、土玻璃金屬 無(wú)機(jī)物計(jì)含量2531.51.531652269杭州經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，自然環(huán)境優(yōu)雅，但能源資源等相對(duì)缺乏，缺口靠外省調(diào)運(yùn)，因此，利用垃圾填埋產(chǎn)生的沼

5、氣發(fā)電，既有利于保護(hù)杭州優(yōu)美的自然旅游環(huán)境，又可作為一種補(bǔ)充能源的途徑。4.天子嶺垃圾填埋廠沼氣利用工程基本情況杭州大子嶺垃圾填埋場(chǎng)位于杭州市北部郊區(qū)，垃圾填埋場(chǎng)呈峽谷型，總占地面積16萬(wàn)平方米。垃圾填埋場(chǎng)于1991年投入運(yùn)行，起始作業(yè)面標(biāo)高54米，現(xiàn)在的填埋作業(yè)面是90米，填埋作業(yè)可持續(xù)到2004年，屆時(shí)作業(yè)面標(biāo)高165米，總填埋能力為600萬(wàn)立方米，最深處可達(dá)5O米左右。天子嶺填埋場(chǎng)的填埋物設(shè)計(jì)能力為日處理垃圾1288噸，即每年處理47萬(wàn)噸，而實(shí)際填埋量為設(shè)計(jì)的70。截止到1995年底，已有140萬(wàn)噸垃圾在大子嶺填埋場(chǎng)填埋。由于運(yùn)輸回收等多種原因，大子嶺的填埋物組分與杭州市混合生活垃圾相比

6、略有不同，有機(jī)物的比例較無(wú)機(jī)物略高（見(jiàn)表3）。表3 天子嶺垃圾填埋物組成成分（）垃圾成分食品紙類塑料動(dòng)物紡織品有機(jī)物計(jì)爐灰、土玻璃金屬磚瓦瓷器無(wú)機(jī)物計(jì)含量46.111.511.540.981.1852.3245.491.40.90.8948.68由于杭州年降雨量較大，因此填埋場(chǎng)垃圾的含水量也較高，一般在40左右，雨季時(shí)可達(dá)5060；瀝濾液的平均發(fā)生量在旱季是每天300400噸，雨季時(shí)為每天700800噸。大子嶺填埋場(chǎng)為浙江省較為光進(jìn)的大型填埋場(chǎng)，主要用于填埋處理杭州及其周圍城鎮(zhèn)的固體垃圾，在收集填埋氣體之前填埋作業(yè)已進(jìn)行約6年，產(chǎn)氣量基本穩(wěn)定并達(dá)到發(fā)電利用的要求，適干作為案例分析和示范的對(duì)象。

7、二、系統(tǒng)技本經(jīng)濟(jì)特性1、工藝技術(shù)路線及系統(tǒng)描述（1）工藝技術(shù)路線案例初步設(shè)計(jì)值如下：填埋氣體流量；20000標(biāo)米3/日 能量值（低熱值LHV）：17.67兆焦/米3 能量值（高熱值LHV）； 19.65兆焦/米3 硫化氫：25微克/升 揮發(fā)性有機(jī)物： 950微克/升 含水量：飽和 電力輸出：1400千瓦（凈值）垃圾填埋場(chǎng)產(chǎn)出氣體的收集：根據(jù)測(cè)定計(jì)算，天子嶺垃圾填埋物產(chǎn)生氣體的回收率為70左右，每天可回收氣體9657立方米，通過(guò)打垂直氣井，每天可回收氣體19131立方米。天子嶺填埋氣體的成分組成為：甲烷占54.4，二氧化碳占34.1，另外還有10的氮?dú)夂?.3的氧氣， 每標(biāo)準(zhǔn)立方米的回收氣體熱值

8、為19500千焦。由于垃圾的含水率比較高 （4050%），因此垃圾內(nèi)部的氣體的通透性很差，從商業(yè)利用的角度而言，所打的豎井的井距需限制在50米以內(nèi)，豎井井口的平均溫度在40； 填埋回收氣體力水蒸汽所飽和，因此回收系統(tǒng)還考慮了冷凝水的收集和 向?yàn)r濾液處理系統(tǒng)排放。（2）填埋氣體收集系統(tǒng)參數(shù)如下： 填埋氣體垂直收集井?dāng)?shù)：1015 井距：4050米 抽氣泵：1000標(biāo)米3/日應(yīng)急火炬：20000標(biāo)米3/日填埋氣體處理：填埋氣體處理系統(tǒng)見(jiàn)圖1，填埋氣體將處理到完全滿足燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的要求，規(guī)格化的處理系統(tǒng)被安裝在國(guó)個(gè)完整的集裝箱內(nèi)，以便于現(xiàn)場(chǎng)安裝和工廠。圖1 填埋氣體處理系統(tǒng)流程圖填埋氣體發(fā)電：填埋氣體收

9、集處理后經(jīng)凈化送入兩臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)，就地發(fā)電并網(wǎng)。平行運(yùn)行的每臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)參數(shù)如下：機(jī)械輸出：760千瓦 Stanford 400V發(fā)電機(jī)：36千瓦 發(fā)電機(jī)效率：39.05 排放：NOX 500毫克/米3 CO 955毫克/米3 VOC 150毫克/米3 能量輸入：1888干瓦燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等被裝在集裝箱內(nèi)，都有完整的潤(rùn)滑油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、管路系統(tǒng)、排放消聲器、控制器、開(kāi)關(guān)屏、用電配電系統(tǒng)、保護(hù)繼電器、通風(fēng)設(shè)備、照明系統(tǒng)等。2.主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)填埋氣體回收利用上程設(shè)計(jì)壽命為20年，日回收氣體19131立方米，氣體熱值19500千焦，發(fā)電輸出電力1400千瓦，工作方式為24小時(shí)運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間

10、占全年時(shí)問(wèn)的95。工程設(shè)計(jì)總投資2075萬(wàn)元，項(xiàng)目年直接經(jīng)濟(jì)效益為510.7萬(wàn)元。三、投資工程設(shè)計(jì)總投資2075萬(wàn)元，其中包括1660萬(wàn)元的設(shè)施建設(shè)資金和415萬(wàn)元的技術(shù)投入；工程占地1250平方米，初始投資見(jiàn)表4。表4 天子嶺垃圾填埋氣體利用工程初始投資表（萬(wàn)元，1995年價(jià)格）項(xiàng)目名稱 財(cái)務(wù)經(jīng)濟(jì)征地及平整費(fèi)用7.515工程投資  土建工程4545          焚燒火炬5.85.8        &

11、#160; 發(fā)電機(jī)組及風(fēng)機(jī)931931          自控系統(tǒng)及測(cè)量?jī)x器120120          零部件、配件及工具257257          安裝105105辦公設(shè)備、交通工具30.730.7技術(shù)投入415415其它158158合計(jì)20752082.5四、運(yùn)行費(fèi)用及效益1. 運(yùn)行費(fèi)用工程運(yùn)行費(fèi)用包括人下、動(dòng)力、設(shè)

12、備維修檢測(cè)等。項(xiàng)目運(yùn)行費(fèi)用見(jiàn)表8.5。表5 天子嶺垃圾填埋氣體利用項(xiàng)目運(yùn)行費(fèi)用表（萬(wàn)元，1995年價(jià)格）項(xiàng)目名稱財(cái)務(wù)經(jīng)濟(jì)動(dòng)力、水費(fèi)等維護(hù)及維修費(fèi)工資、獎(jiǎng)金管理費(fèi)及其它合計(jì)65105301021013010530102752.效益項(xiàng)目中沼氣口收發(fā)電后直接上網(wǎng)，分峰谷電價(jià)，預(yù)定電價(jià)如下： 14 小時(shí)峰值電價(jià)為： 0.63元千瓦時(shí)10小時(shí)非峰值電價(jià)為；0.17元人千瓦時(shí)平均電價(jià)為：0.438元千瓦時(shí)年電力銷售收入為（稅前）：510.69萬(wàn)元項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)分析電價(jià)（按長(zhǎng)期預(yù)測(cè)價(jià)格）為；0.80元千瓦時(shí)五、財(cái)務(wù)經(jīng)濟(jì)分析1.財(cái)務(wù)及經(jīng)濟(jì)分析垃圾填埋氣體發(fā)電項(xiàng)日在基準(zhǔn)情況下的財(cái)務(wù)和經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果見(jiàn)表8.6。如果考慮通

13、貨膨脹，項(xiàng)目的財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率為12.5，屬于微盈利項(xiàng)目；在不考慮通貨膨脹的情況下，則項(xiàng)目的FIRR僅為8.37，低于12的基準(zhǔn)內(nèi)部收益率。2.敏感性分析表8.7為項(xiàng)目財(cái)務(wù)敏感性分析，結(jié)果表明，該項(xiàng)日對(duì)初始投資及運(yùn)行費(fèi)用的變化不是特別敏感，相對(duì)而言，項(xiàng)日對(duì)效益的變化比較敏感，因此，電力銷售情況及電價(jià)的變化將對(duì)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生比較重要的影響。但是應(yīng)當(dāng)看到，在無(wú)通貨膨脹的情況下，即使電力銷售收入增加10，項(xiàng)目的內(nèi)部收益率仍低于基準(zhǔn)內(nèi)部收益率。3.各種方案的比較下面進(jìn)一步分析不同投資方式、政府采用減免稅、貸款補(bǔ)貼等優(yōu)惠政策對(duì)項(xiàng)目產(chǎn)生的影響，并對(duì)各種方案進(jìn)行比較。在以下分析中基本方案條件如下：投資：純政府投資或完全利用自有資金，無(wú)貸款增值稅率：17增值稅附加率:8所得稅率；33折舊年限:10年不考慮通貨膨脹。（1）投資來(lái)源基本方案純政府投資或完全利用自有資金；無(wú)貸款方案衛(wèi)；自有資金50，貸款50” NPV（萬(wàn)元） FIRR（）貸款利率12，貸款年限10年。（2）貸款利率以下為不同貸款利率情況下的財(cái)務(wù)分析，投資來(lái)源均為自房資金 50，貸款50，貸款年限10年。萬(wàn)案1:全息貸款（12%）方案2：低息或貼息貸款（6） 方案3；低息或貼息貸款（3） 方案4；無(wú)息貸款（0），還本不付息 NPV（萬(wàn)元）FIRR（）(3)稅率以下為各種減免稅政策