2023-08-09 18:43:24
生活垃圾焚烧是最古老、最原始的生活垃圾处理方法之一。过去，人们通过露天焚烧处理生活垃圾。在工业化的今天，焚烧炉作为机械化设施能够大量焚烧处置生活垃圾。但不管是露天焚烧还是机械焚烧，目的和原理都是大同小异，就是把人们扔掉的东西化为灰烬。随着现代社会对垃圾焚烧产生的有毒污染的认识的提高，以及对地球资源可持续管理的更高需求，许多人开始质疑焚烧处置生活垃圾。
任何形式的焚烧都会排放一定的污染物，并阻止这些材料被重复利用，以及会对社会和环境具有一定程度的负面影响，例如烟囱排放的有毒烟雾会危害社区居民的健康。
大型焚烧炉建造过程中有相当大的⼀部分成本都归属于污染控制结构和系统，其成本超过总建设成本的⼀半。在大型基础设施项目中，发达国家配备最新的焚烧炉设施耗资可高达1.5亿美元。截至2017年，最昂贵的设施耗资6.7亿美元。但是，许多国家仍然认为它是有效的垃圾处理方式。不少焚烧企业也在各地区积极推广使用焚烧炉。
值得庆幸的是，不少欧美国家和地区已经发起变革，推进城市转向循环经济，摆脱焚烧处置生活垃圾的陷阱。为了加快循环经济，我们需要了解生活垃圾和生活垃圾焚烧的事实、以及零废弃这种可持续的资源管理方式。
问题一：焚烧炉有哪些种类？
焚烧炉可以根据燃烧类型、熔炉设计或所处理的生活垃圾类型进⾏分类。各类型的焚烧炉在处理生活垃圾时的⽅式及其污染控制系统都各不相同。
下面会具体介绍焚烧、气化、热解和等离子焚烧炉。
1. 焚烧（Combusion）
简单地说就是化合物的燃烧或氧化。未完全燃烧的材料和氧化过程中形成的新固体将组合形成飞灰。最常见的生活垃圾焚烧技术有以下两种：
a. 直接焚烧：焚烧过程中产生的热量将⽔转化为蒸汽，驱动与发电机相连的涡轮机。
b. 垃圾衍生燃料（Refuse-derived fuel）：先将混合垃圾进⾏处理，处理步骤通常包括粉碎、去除金属和其他低热值材料，处理后的材料再被用作燃料。
2. 热解（Pyrolysis）
热解是指生活垃圾在一个限氧环境里被加热到1,000到8,000摄氏度后的降解过程。热解可以通过热量来源进行分类。不同的加热方式包括使用天然⽓、合成⽓和/或燃油燃烧、电阻加热、感应加热、等离子热解。
过程中，化合物的形成会产生一定量的氧气，而氧气是高温环境中爆炸事件的主要导火索。因此，热解过程中需要严格控制环境中的氧气量。但是，消除所有氧气是不可能的，而氧化反应会产生二噁英等有毒化合物。除了有毒化合物的排放，整个过程还会产生固体残渣，如“焦炭”或“炉渣”（可能含重金属）。
3. 气化（Gasification）
气化和热解的过程非常相似。气化厂在氧气有限的环境下，将生活垃圾加温到约1,600摄氏度。气化过程中会产生合成气。这种气体的热值是天然气的25%-40%。随后可用于锅炉或燃⽓轮机/发电机。同时气化也会产生炉煤气（Producergas），其热值是天然⽓的25%。同样，气化的过程中会产生含有高浓度的有毒污染物，例如飞灰。
4. 等离子弧（PlasmaArc）
等离子弧是气化系统的一部分。该过程通过添加有限量的空气或氧⽓，在温度范围约为1000-4500摄氏度的环境中将材料快速热分解。
⽓化、热解和等离子焚烧炉在⼀个腔室中以有限的氧⽓加生活垃圾材料，然后将燃烧释放的废⽓排放在另⼀个单独的空间⾥，之后通过燃烧废⽓产生热量，利用热量产生蒸汽，然后使用蒸汽为涡轮机提供动力，从而发电。这三种焚烧技术要求的环境温度和氧气量都各有不同，也会产生不同的副产品。通常，热解使用较少的空⽓或氧⽓，并且温度低于⽓化。因此，热解会产生大量气体和其他副产品（例如炭和热解油）。此外，高温⽓化和等离子弧⽓化会产生玻璃化残渣。
以上这四种焚烧方式的相同点是它们都对环境和人体有害。焚烧过程中都会产生二噁英、呋喃和其他持久性有害污染物。它们还会产生有毒的固体和液体残留物，例如飞灰，被归类为危险生活垃圾。
向推崇焚烧炉的利益相关方提问：焚烧厂内使用的是什么种类的焚烧炉？
他们会说⽓化、热解和等离子弧设施不属于焚烧炉，但事实是这三项技术都依赖于对生活垃圾的高温焚烧，应当被归类为焚烧处置生活垃圾，并受到严格监管。
问题二：焚烧炉如何处理生活垃圾？
由于焚烧炉焚烧的⼤部分材料都含有有毒物质，⽽且燃烧本⾝也会产生有毒化学物质，因此焚烧产生的副产品会⽐原生生活垃圾毒性更⼤。为了妥善处理有毒的飞灰，城市仍然需要垃圾填埋场对残留物进行进一步的处理。
焚烧炉产生的副产品包括：污染物排放（二噁英、呋喃等有害物质）；飞灰；（炉底残留物）底灰或者熟料；还有操作过程中释放的液体，所以焚烧炉并不是生活垃圾的最终归宿。
向推崇焚烧炉的利益相关方提问：焚烧厂是如何管理飞灰的？
焚烧炉产生的飞灰属于危险生活垃圾。工厂需要遵循协议来运输、处理焚烧的副产品。焚烧厂还需要对社区公开说明飞灰填埋场的具体位置，以防对相关社区不利。例如，将飞灰从焚烧厂运输到危险生活垃圾填埋场需要使用专门的卡车，普通拖运或垃圾车不能安全地处置飞灰。
焚烧过程中，废气排放的越“干净”，飞灰的毒性和危害性就越大。这是因为焚烧产生的有毒物质会定量存在在废气过滤装置、排放的废气和飞灰中。当废气中的有毒物质减少，也就代表飞灰和过滤装置中的有毒物质增加。焚烧厂又是如何处理这些飞灰和焚烧副产品的？
问题三：有了焚烧炉，就不需要垃圾分类了？
生活垃圾分类是一个良好生活垃圾管理体系的基础。只有分类才能确保再生资源的回收和利用。城市和市政当局需要警惕“焚烧厂降低了对垃圾分类的需求”这一说法。将垃圾混合在⼀起会大幅度降低焚烧炉的效率。不少⽓化⼚倒闭的原因就是因为⽆法处理未分类的混合垃圾。因此，有了焚烧炉也依然需要严谨对待垃圾分类。
国际固体生活垃圾协会（ISWA）前主席和传统生活垃圾焚烧公司South Scania Waste Company的⾸席执⾏官Hakan Rylander曾经说过，任何技术跃进都需要以垃圾分类作为前提。欧洲许多焚烧厂都尝试推进焚烧技术、扩大焚烧规模。
然而，这些努力在没有均匀、统一的燃料的前提下都是没有意义的，今日的科学技术仍不适用混合垃圾。
问题四：焚烧炉能否解决城市的垃圾问题？
首先，焚烧不能同时解决生活垃圾处置和能源问题。2017年，德国国际合作机构（GIZ）出版了一份报告——“Waste-to-Energy：Options in Municipal Solid Waste Management”（从垃圾到能源：城市生活垃圾管理的选择）。该报告指出，不少技术提供商向发展中国家和新兴国家承诺生活垃圾焚烧厂将同时解决当地的生活垃圾处理问题、创造有利可图的商业机会并为能源供应做出积极贡献。然而，到⽬前为止，只有非常少数的焚烧转能源项⽬能够长期并成功的运⾏。
生活垃圾管理是⼀个复杂的问题，⽆法通过建造单⼀设施来解决，也没有⼀次性的解决⽅案。源头减量、回收和再利用才是今日正确的生活垃圾管理宗旨。只有秉承着“零废物”的原则才能达到各地所期许的循环经济体系。
其次，围绕“变废为能”存在着几个虚假神话，为焚烧企业所推崇：
误解1：“生活垃圾焚烧厂是城市垃圾问题的直接解决⽅案”
城市垃圾是一个极其复杂的课题。焚烧厂需要专业的规划、建设和运营。但是不少公司缺乏针对发展中国家的垃圾处理经验。决策制定者需要意识到，焚烧企业的目的是销售产品，而不是解决当地问题。
误解2：“焚烧厂能通过销售可回收能源来为其成本融资”
在⽆政府补贴的情况下，能源（电能或热能）销售产生的最高收⼊可能⾜以⽀付运营成本，但⽆法覆盖全部投资成本。
误解3：“焚烧厂运营可以满⾜城市⼤部分的能源需求”
实际上，生活垃圾产生的能源只能占城市总电力需求的极小⼀部分（约5%）。欧洲在焚烧的热能利用上稍微高效，但大多数发展中国家⼏乎没有在供热。
误解4：“垃圾焚烧可以获利”
能源销售带来的收益只能⽀付一部分热处理成本。所有地区的焚烧厂都有高昂的初始和日常支出，需要其他业务收入来承担运营成本和投资成本。因此，垃圾管理不是一个可以依赖能源销售的高获利行业。
误解5：“不少国际公司正争先恐后的在发展中国家和新兴国家投资、运营⼤型焚烧厂”
目前，经验丰富的国际公司并不愿意投资发展中国家和新兴国家的焚烧事业。这种投资的法律风险、经济风险和声誉风险都普遍偏高。
问题五：气化、热解和等离子弧是否⽆污染？
所有焚烧炉，无论其类型或⼯艺如何，都会产生污染，并危害周围环境质量和人群健康。焚烧的主要副产品包括二噁英、呋喃、汞和其他重金属、颗粒物、⼀氧化碳、氯化氢、⼆氧化硫等。同时，焚烧还会产生炉渣和飞灰，导致水污染和空气污染。其中许多污染物具有致癌性，即使在非常低的剂量水平下也会威胁公众健康。不少研究已证实，在焚烧炉附近地区死于癌症的风险普遍大于可接受水平。因此控制焚烧污染物至关重要。
部分公司宣传的焚烧技术“无污染”或“零排放”都是不切实际的。自2003年以来，不少公司因为经受不住公众和政府的污染排放审查，甚至无法使用等离子弧、热解和⽓化技术的生活垃圾处理设施。
向推崇焚烧炉的利益相关方提问：
公众、监管部门以及地方政府应尽可能多地询问有关污染控制的问题，并仔细校核。焚烧炉价格的一半以上都是其污染控制系统的价值。不少焚烧厂通过在污染控制⽅⾯偷⼯减料来降低设施的价格。
二噁英是热处理的主要副产品之一。焚烧炉刚启动、关闭时，以及出现异常情况时通常代表着二噁英大规模排放。许多焚烧厂仅在高峰运⾏期间监测二噁英，却忽略了在启动、关闭或异常条件下测试的重要性，扭曲了真实数据。气化、热解和等离子弧设施也会产生二噁英。公众应注意焚烧厂的数据采集方式，斟酌数据的可信度。
如今，公认的测量二噁英的⽅法是在整个运营过程中进⾏连续监测。不幸的是，许多发展中国家，包括中国都不具备这种监测条件。在⼀些国家，如菲律宾，全国只有⼀个二噁英实验室，或者根本没有实验室。这意味分析二噁英样本需要数周到数⽉的时间。在此期间，二噁英早已经扩散到了环境中，并已经进入到了附近居民的体内。
问题六：气化/热解/等离子弧的处置方式是否经过了验证？
⽓化/热解/等离子弧都不是经过验证的生活垃圾处置方式。世界各地目前也还没有成功运营范例。
德国国际合作机构（GIZ）在其2017年的报告中证实了这⼀点。报告解释道，目前，先进的技术和操作要求高昂的前期投资，使上述技术难以得到⼤规模应用，其中⼀些工厂在扩⼤商业规模时因为技术和经济问题而停止进⾏。而一些国家正在小规模测试⽓化/热解/等离子弧的焚烧炉，但与大规模焚烧相⽐，这三项技术只占国家总处理能⼒的⼀⼩部分，并且仅适用于选定的垃圾种类。
向推崇焚烧炉的利益相关方提问：您知道哪些焚烧厂成功运营的案例吗？
他们大概率⽆法举出⼀个例子，因为⽬前世界上没有一家商业性质的生活垃圾气化工厂。如果他们确实举了例子，那我们应通过互联网或其他途径谨慎验证。
问题七：生活垃圾焚烧厂的成本是多少？
焚烧是最昂贵的处置生活垃圾和产能的⽅法，焚烧厂（尤其是⽓化、热解和等离子弧设施）会给其城市财政及其纳税⼈带来沉重的经济负担。
2013年，一份美国⾏业贸易杂志估计了不同类型焚烧炉的建设成本。根据此报道，每1千瓦时处置能力的建设成本如下：焚烧的成本约7,000-10,000美元，热解处理的成本约8,000-11,500美元，气化的成本约7,500-11,000美元，等离子弧气化的成本约8,000-11,500美元。⽓化、热解和等离子弧设施运营的成本甚至比直接燃烧更加昂贵。
美国能源信息署（US Energy Information Administration）称，新垃圾焚烧炉设施的成本预计是燃煤电⼚成本的两倍，⽐核能设施的成本高出60%。垃圾焚烧炉运营和维护成本也是燃煤电⼚成本的10倍，而燃煤电⼚的成本是核电⼚成本的4倍。
焚烧厂是一个具有高维护成本的工厂，额外的维修成本、生活垃圾预处理以及更换零件、过滤器等的成本也需要考虑在内。与此同时，焚烧厂的收⼊是不确定的。因此，许多焚烧⼚都因财务压力⽽倒闭。
问题八：当地政府能否从垃圾焚烧产生的电力中获利？
生活垃圾是⼀种效率极低的燃料，因为它的热值相对较低。城市生活垃圾一般主要由有机生活垃圾组成，例如食物残渣、纸张和庭院垃圾，其中含有⼤量⽔分。这意味着焚烧炉想要获取化石能源，需要⾸先处理这些垃圾使其适合燃烧，然后利用处理过的垃圾产电。但是，包括⽓化、热解和等离子弧在内的生活垃圾焚烧发电设施能产生的电力都很少。因此焚烧厂所消耗的能源往往超过其产生的能源。
即使在发达国家，有机垃圾总量较小、生活垃圾的热值较高（主要是塑料等化石基废物）的情况下，⽓化⼚也很难从焚烧发电中获利。德国国际合作机构（GIZ）也承认生活垃圾焚烧⼚⽆法通过售电为其成本融资。所以，依靠售电收⼊的市政当局需要警惕焚烧炉售电获利的承诺。
向推崇焚烧炉的利益相关方提问：
设施的总成本是否包括：
1. 运营和维护每年花费多少？
2. 污染控制系统及其零件和更换过滤器的成本是多少？
3. 妥善处理灰渣的成本是多少？
4. ⼟壤、空⽓和地下⽔监测成本是多少？
5. 社区⼈体健康监测成本是多少？
焚烧厂通常与地方政府有长达30年的长期合同。焚烧厂在购销协议有效期内,要按照约定价格、数量和质量长期稳定供能（包括供电、供热），地方政府则为焚烧公司支付费用。许多焚烧厂通过收取政府补贴谋取财务利益，⽽不是通过产能来赚钱。
问题九：生活垃圾焚烧发电是可再生能源吗？
焚烧生活垃圾产生的能源不是可再生能源。可再生能源被定义为从自然过程中产生的，不会被耗尽的能源，例如风能、潮汐能或太阳能。城市生活垃圾，包括纸张、塑料（来自石油的化石基废物）和玻璃等废弃材料，来⾃有限的自然资源，是不可再生的。
问题十：瑞典和丹麦可以被视为成功案例吗？
焚烧并没有解决欧洲的垃圾问题。在过去的⼏年⾥，⼀些欧盟国家过度投资于焚烧设施，⽽在回收利用方面投资不足。在德国、丹麦、瑞典、荷兰和英国等⼀些欧盟国家，焚烧能⼒已经超过人群产生的垃圾总量。他们现在与焚烧厂签订了昂贵的长期合同（40-50年），而这些焚烧厂需要24小时不间断地处理生活垃圾以维持运营。其中许多国家，尤其是瑞典，甚至从国外进⼝⼤量生活垃圾来满⾜其焚烧设施的需求。不合理增加焚烧能⼒已经对环境和经济构成了威胁。
值得庆幸的是，欧盟已经开启循环经济⾏动计划。
循环经济是“尽可能长时间地保持产品、材料和资源价值，最⼤限度地减少浪费和资源使用的经济系统”。2017年1⽉，欧盟委员会就开始提倡“变废为宝”，建议成员国暂停新建焚烧炉，淘汰旧设施，并逐步取消对焚烧的公共⽀持和补贴。
结论和建议
面临⽇益严重的生活垃圾处理问题，地方政府可能会被“变废为能”的标语所吸引。不少人认为焚烧发电是⼀种“灵丹妙药”，⼀旦设施建成，似乎不少问题就会迎刃而解。然而，垃圾焚烧会带来更多并且更严峻的问题。它危害⼈类健康和环境、需要高昂的建设和维护成本、产出能源的效率也很低。世界各地有很多城市和市政当局在此类设施上投资亏本，并最终成为无法使用的搁浅资产。
生活垃圾管理是⼀个非常复杂的课题，不能仅仅通过建造生活垃圾焚烧设施来解决。它需要一种综合方法，将我们所说的生活垃圾转变为潜在资源，并认识到生活垃圾焚烧对人类和环境造成的有害负担。
“零废物”才是各地垃圾管理的最佳起点，解决垃圾管理问题应该从源头减量、回收和再利用开始。
本指南为地方政府提出以下建议：
1.实施生活垃圾管理计划，减少垃圾产生、推进再利用、回收和堆肥等可持续行动；
2.拒绝建设焚烧炉的建议（包括生活垃圾焚烧发电设施，如气化和热解），因为这些设施会产生更多问题。致癌物的排放将危害社区的生活，并为城市带来巨大的经济负担。
3.采用“零废物”方法，并实施计划。