杭州天子嶺垃圾填埋產(chǎn)生沼氣發(fā)電技術(shù)經(jīng)濟評價

1、一、選點及其依據(jù) 1.自然地理位置浙江省省會杭州位于浙江中部，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，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，年日照時數(shù)1912小時，年均降雨量1449毫米，屬亞熱帶濕潤氣候區(qū)。2.社會經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境狀況杭州市轄5個區(qū)，7個縣，134個建制鎮(zhèn)，96個鄉(xiāng)及4681個村，共有人口 59796萬，總戶數(shù)182.55萬，其中市區(qū)人口143.52萬，戶數(shù)46.06萬，市區(qū)人口中非農(nóng)業(yè)人口121.38萬，農(nóng)業(yè)人口22.14萬。 杭州經(jīng)濟以輕工、紡織、電子、旅游、醫(yī)

2、藥為主，近年來經(jīng)濟發(fā)展十分迅速，國民生產(chǎn)總值增長率約19。1995年全市國民生產(chǎn)總值762億元，人均國民生產(chǎn)總值10838元，財政收入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，杭州在經(jīng)濟發(fā)展的同時，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的年增長率逐年遞增，到1995年，杭州市區(qū)生活垃圾的口清運量為1781噸，年清運總量達(dá)65萬噸；而整個浙江省1995年城鎮(zhèn)生活垃圾清運總量已達(dá)490萬噸（見表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)生活垃圾清運量（萬t）251288341372443490杭州市區(qū)生活垃圾清運量（萬t）47.6 5154 65浙江省城鎮(zhèn)糞便清運量（萬t）184260228304311241杭州市區(qū)糞便清運量（萬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本要處理杭州市區(qū)的生活垃圾。今后，由于經(jīng)濟發(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。在杭州市清運的混合生活垃圾中，無機物含量約占69，有機物含量占31.其中食品類廢棄物占有機物含量的絕大部分，垃圾的含水率在 20以上（見表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、草木有機物計爐灰、土玻璃金屬 無機物計含量2531.51.531652269杭州經(jīng)濟發(fā)達(dá)，自然環(huán)境優(yōu)雅，但能源資源等相對缺乏，缺口靠外省調(diào)運，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位于杭州市北部郊區(qū)，垃圾填埋場呈峽谷型，總占地面積16萬平方米。垃圾填埋場于1991年投入運行，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，屆時作業(yè)面標(biāo)高165米，總填埋能力為600萬立方米，最深處可達(dá)5O米左右。天子嶺填埋場的填埋物設(shè)計能力為日處理垃圾1288噸，即每年處理47萬噸，而實際填埋量為設(shè)計的70。截止到1995年底，已有140萬噸垃圾在大子嶺填埋場填埋。由于運輸回收等多種原因，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，有機物的比例較無機物略高（見表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物紡織品有機物計爐灰、土玻璃金屬磚瓦瓷器無機物計含量46.111.511.540.981.1852.3245.491.40.90.8948.68由于杭州年降雨量較大，因此填埋場垃圾的含水量也較高，一般在40左右，雨季時可達(dá)5060；瀝濾液的平均發(fā)生量在旱季是每天300400噸，雨季時為每天700800噸。大子嶺填埋場為浙江省較為光進(jìn)的大型填埋場，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象。

7、二、系統(tǒng)技本經(jīng)濟特性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)性有機物： 950微克/升 含水量：飽和 電力輸出：1400千瓦（凈值）垃圾填埋場產(chǎn)出氣體的收集：根據(jù)測定計算，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的氮氣和1.3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 向瀝濾液處理系統(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)見圖1，填埋氣體將處理到完全滿足燃?xì)獍l(fā)動機的要求，規(guī)格化的處理系統(tǒng)被安裝在國個完整的集裝箱內(nèi)，以便于現(xiàn)場安裝和工廠。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)凈化送入兩臺燃?xì)廨啓C，就地發(fā)電并網(wǎng)。平行運行的每臺燃?xì)廨啓C的技術(shù)參數(shù)如下：機械輸出：760千瓦 Stanford 400V發(fā)電機：36千瓦 發(fā)電機效率：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)動機、發(fā)電機等被裝在集裝箱內(nèi)，都有完整的潤滑油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、管路系統(tǒng)、排放消聲器、控制器、開關(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)濟指標(biāo)填埋氣體回收利用上程設(shè)計壽命為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小時運行，運行時間

10、占全年時問的95。工程設(shè)計總投資2075萬元，項目年直接經(jīng)濟效益為510.7萬元。三、投資工程設(shè)計總投資2075萬元，其中包括1660萬元的設(shè)施建設(shè)資金和415萬元的技術(shù)投入；工程占地1250平方米，初始投資見表4。表4 天子嶺垃圾填埋氣體利用工程初始投資表（萬元，1995年價格）項目名稱 財務(wù)經(jīng)濟征地及平整費用7.515工程投資  土建工程4545          焚燒火炬5.85.8        &

11、#160; 發(fā)電機組及風(fēng)機931931          自控系統(tǒng)及測量儀器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20752082.5四、運行費用及效益1. 運行費用工程運行費用包括人下、動力、設(shè)

12、備維修檢測等。項目運行費用見表8.5。表5 天子嶺垃圾填埋氣體利用項目運行費用表（萬元，1995年價格）項目名稱財務(wù)經(jīng)濟動力、水費等維護(hù)及維修費工資、獎金管理費及其它合計65105301021013010530102752.效益項目中沼氣口收發(fā)電后直接上網(wǎng)，分峰谷電價，預(yù)定電價如下： 14 小時峰值電價為： 0.63元千瓦時10小時非峰值電價為；0.17元人千瓦時平均電價為：0.438元千瓦時年電力銷售收入為（稅前）：510.69萬元項目經(jīng)濟分析電價（按長期預(yù)測價格）為；0.80元千瓦時五、財務(wù)經(jīng)濟分析1.財務(wù)及經(jīng)濟分析垃圾填埋氣體發(fā)電項日在基準(zhǔn)情況下的財務(wù)和經(jīng)濟分析結(jié)果見表8.6。如果考慮通

13、貨膨脹，項目的財務(wù)內(nèi)部收益率為12.5，屬于微盈利項目；在不考慮通貨膨脹的情況下，則項目的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為項目財務(wù)敏感性分析，結(jié)果表明，該項日對初始投資及運行費用的變化不是特別敏感，相對而言，項日對效益的變化比較敏感，因此，電力銷售情況及電價的變化將對項目的經(jīng)濟性產(chǎn)生比較重要的影響。但是應(yīng)當(dāng)看到，在無通貨膨脹的情況下，即使電力銷售收入增加10，項目的內(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、貸款補貼等優(yōu)惠政策對項目產(chǎn)生的影響，并對各種方案進(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）投資來源基本方案純政府投資或完全利用自有資金；無貸款方案衛(wèi)；自有資金50，貸款50” NPV（萬元） 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務(wù)分析，投資來源均為自房資金 50，貸款50，貸款年限10年。萬案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；無息貸款（0），還本不付息 NPV（萬元）FIRR（）(3)稅率以下為各種減免稅政策