废弃物转化为能源如何助力循环经济

联合国环境规划署（UNEP）报告显示，若当前趋势持续，到2050年全球城市固体废弃物年产生量将从21亿吨激增至38亿吨，近乎翻倍。更令人担忧的是，其中40%属于“失控废弃物“——即被随意倾倒或露天焚烧的废弃物，不仅释放导致气候变暖的甲烷气体，更威胁周边地区的健康安全。尤其是亚洲和非洲^*2 等人口与消费快速增长的新兴经济体，正面临日益严峻的垃圾管理挑战。令人痛心的是，垃圾山起火或坍塌掩埋居民区的骇人新闻，恐将随垃圾量增长而愈发频繁。

在理想状态下，随着减量、再利用和回收系统的完善，此类填埋场终将成为历史。但现实是，即使采用先进技术，许多生活垃圾仍无法实现技术和经济双可行的回收。这些“残余废弃物“虽可填埋，但即使通过先进管理减少甲烷排放和有毒物质渗漏，仍将占据土地稀缺城市周边的宝贵空间。另一种选择是送往垃圾发电厂（WtE），通过焚烧实现减容并转化为资源。

正如一家欧洲垃圾发电技术协会所强调：“废弃物转化为能源，为处理不可回收、非危险性废弃物提供了整体解决方案：既避免填埋，又能回收金属矿物，并利用可降解废弃物生产可再生能源。^*3

尽管有观点认为垃圾发电可能削弱减废动力，但相较于发展中国家普遍存在的垃圾管理不善问题，其优势显而易见。联合国环境规划署2020年的报告《废弃物转化为能源：明智决策的考量因素》指出：“将废弃物从填埋场、露天堆放场和露天焚烧场转移至垃圾发电厂，可有效减少废弃物分解产生的甲烷。^*4

还有人担心，这些工厂在焚烧废弃物时会带来健康风险。然而，联合国环境规划署的报告指出，随着现代排放控制技术的进步，有害空气污染物可以减少，降低对公共健康的影响。

事实上，全球约1800座垃圾发电厂主要分布在发达国家，特别是瑞典、德国、日本等回收率高且环保法规严格的国家。以瑞典为例，其生活垃圾填埋率仅1%，半数通过回收处理，余下焚烧发电，为全国千万人口中的150万户提供区域供暖，78万户供电^*5。

对横河电机而言，持续提升垃圾发电和生物质能电厂效率，始终是企业实现碳中和与循环经济承诺的重要使命。其测量控制技术在锅炉安全启动、燃烧效率优化、燃料配比调节、蒸汽稳定生产及有害排放消除等方面发挥着重要作用。这些技术不仅应用于垃圾发电厂，更助力泰国的米糠、匈牙利的木屑、日本的禽粪等生物质发电项目。

横河电机已为全球总装机容量达3 GW的垃圾与生物质发电厂提供控制、监测及维护系统解决方案，现正扩展产品线以满足更高能效需求。

2022年，横河电机收购丹麦Dublix Technology ApS公司，获得其垃圾发电和生物质能领域专有技术。Dublix的燃烧控制与锅炉优化方案，包括可实现全天候高效运行的“FuzEvent“燃烧控制软件，可显著提升电厂运营效率。

这种燃烧优化技术尤其适用于解决生活垃圾热值和含水量波动的技术难题，这些问题导致转动涡轮机的蒸汽量波动，从而引起发电不稳定。与发达国家相比，发展中国家的垃圾热值更低、含水量更高，因此横河电机与Dublix的联合解决方案将在这些增长市场中发挥关键作用。

Dublix的“DD-Jet系统”采用喷射技术，可在锅炉运行期间有效清洁开放通道，去除沉积物。这种在线清洁技术不仅能提升效率，还可减少腐蚀、延长设备寿命、降低非计划停机。所有这些解决方案都有助于提高工厂的效率和盈利能力^*6。

2023年，横河电机在位于波兰克拉科夫的大型垃圾焚烧厂成功进行了性能测试，结果表明，在保证排放量保持在政府设定的限值范围内，同时确保蒸汽轮机优化运行的前提下，垃圾焚烧量增加了2.5%（如果工厂满负荷运行，相当于年增5,500吨）。通过提高工厂效率，克拉科夫工厂提高了运营可用性，焚烧量计价模式下的处理费利润同步增长。

应对日益严峻的垃圾危机，不仅需要更完善的填埋管理或更高效的垃圾发电厂，更需要系统化的解决方案。“综合固体废弃物管理”即是此类战略——通过全面、可持续的战略方式管理固体废弃物各环节，实现资源的充分利用。据联合国环境规划署研究人员称，该模式有望带来更清洁、更安全的社区环境，更高的资源利用效率，并通过减少最终处置量，降低管理成本等^*7。

在此领域，横河电机正深度参与印度等面临废弃物挑战的重要市场，提供相应的解决方案。2023年，横河电机收购新加坡Ideation 3X公司部分股权，后者是一家废弃物管理公司，在印度拥有废弃物分类回收及塑料制优质替代燃料的成功经验。

双方计划为印度城市垃圾提供更多集成的解决方案。印度已划拨超5亿美元专项资金，计划整治全国约3000处遗留填埋场，并按循环经济原则，建设新型垃圾处理设施^*8。其中包括垃圾发电和生物质能项目在内的规划，既能减少废弃物数量、降低气候影响，又可缓解该国的电力短缺^*9。印度政府预估其垃圾发电潜力达5 GW，约为现有装机容量的30倍^*10。

尽管垃圾焚烧发电厂的广泛采用仍面临挑战——包括高昂的处理成本（对发展中国家来说尤甚），以及涉及原料供应、先进技术和监管体系的复杂商业模式——但对许多国家而言，它仍是应对失控垃圾问题的重要选择。

正如亚洲开发银行能源部门可持续发展与气候变化处负责人翟永平在2020年的一份报告中所言：“废弃物转化为能源是循环经济解决方案之一，可通过高效利用自然资源、减少排放、创造就业和推动创新，实现经济、社会、环境三重效益。先进的热能技术不仅提供高标准卫生处理与基载能源，更能将三分之二普通城市垃圾转化为能源、燃料、化学品和肥料，创造更大经济社会价值。”^*11

为了实现这一关键影响，横河电机正通过其全球网络，实现技术连接，为构建更智能、更循环的地球提供解决方案。

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参考资料

*1 欧洲议会: https://www.europarl.europa.eu/topics/en/article/20151201STO05603/circular-economy-definition-importance-and-benefits#:~:text=The%20circular%20economy%20is%20a,reducing%20waste%20to%20a%20minimum 
*2 联合国环境规划署: https://www.unep.org/resources/global-waste-management-outlook-2024 
*3 ESWET: https://eswet.eu/how-waste-to-energy-contributes-to-the-circular-economy/ 
*4 联合国环境规划署: https://www.unep.org/ietc/resources/publication/waste-energy-considerations-informed-decision-making#:~:text=Landfill%20and%20open%20dumping%20are,methane%20generated%20from%20waste%20decomposition 
*5 Earth Org: https://earth.org/sweden-waste-to-energy/ 
Avfall Sverige: https://www.avfallsverige.se/media/vtldhtom/2021-09-kort-eng.pdf  , https://www.avfallsverige.se/in-english/swedish-waste-management/treatment-methods/#:~:text=Landfill%20is%20the%20treatment%20method,sent%20to%20landfill%20each%20year 
Reasons to be Cheerful: https://reasonstobecheerful.world/waste-to-energy-sweden-power-plants/ 
*6 联合国环境规划署: https://www.unep.org/ietc/resources/publication/waste-energy-considerations-informed-decision-making 
*7 联合国环境规划署: https://sustainabledevelopment.un.org/content/dsd/csd/csd_pdfs/csd-19/learningcentre/presentations/May%202%20am/1%20-%20Memon%20-%20ISWM.pdf 
*8 彭博社: https://www.bloomberg.com/features/2022-methane-landfills-south-asia-climate-health-hazard/ 
*9 路透社: https://www.reuters.com/business/energy/india-projects-biggest-power-shortfall-14-years-june-2024-05-09/ 
*10 彭博社: https://www.bloomberg.com/news/features/2023-12-05/how-cop28-could-impact-india-s-waste-to-energy-industry 
*11 亚洲开发银行: https://www.adb.org/sites/default/files/institutional-document/659981/waste-energy-circular-economy-handbook.pdf