填埋气利用现状

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填埋气利用现状 (2008-06-21 16:06:14)
标签:填埋气回收利用 国内现状 实践 政策 杂谈  分类:知识扩展
垃圾处理包含卫生填埋、焚烧发电、堆肥和其它综合处理等方式,其中卫生填埋是垃圾终处理方式,必不可少(李湛江,2007)。据统计,在我国卫生填埋占所有处理方式的70%以上,属于应用最普遍的处理方法(温志良,2006)。在卫生填埋过程中,有机物在厌氧微生物的作用下分解产生含有大量CH4和CO2的垃圾填埋气(Landfill gas,简称 LFG),据估计全球每年垃圾填埋场释放的甲烷为10~70Tg(1Tg = 109g)(Boeckx P,1996)。填埋场产生的填埋气体成份包括甲烷、二氧化碳、硫化氢、氮等。如果没有相应的技术措施,则在填埋场里会产生压力,尤其在夏季,高温、高湿时,产气加速,大量沼气可形成较高的内压,及时导出沼气才能防止因此而发生的爆炸(黄晓文和吴三达,2006)。同时,这个超压使生成的气体沿着阻力最小的路径流动,在填埋场的边缘处更易溢出,如果在低洼地、盆地、地下室等发生聚集,会对人造成伤害(窒息危险、爆炸危险或中毒危险)。当甲烷在空气中的体积达到5%~15%的爆炸范围时,就可能导致爆炸和火灾事故(BarlazM A等,2004)。填埋气体中的某些组份还会对人类产生各种不同的毒理作用。填埋气体中占主要成份的甲烷是一种强烈的温室效益气体,对温室效应所起的作用比CO2大得多,对环境造成难以逆转的破坏。每减少1吨CH4的排放,相当于减少21吨CO2的排放,对缓和全球温室效应非常有利(吴兑,2003)。因此,卫生填埋场必须将填埋气体收集和回收利用,防止无序排放。  为了使21世纪的地球免受气候变暖的威胁,1997年12月,149个国家和地区的代表在日本京都召开了《联合国气候变化框架公约》(又称UNFCCC)缔约方第三次会议,会议通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》。《京都议定书》规定,在2008年至2012年间,发达国家的二氧化碳等6种温室气体的排放量将在1990年的基础上平均减少5.2%,而发展中国家在此阶段无减排义务。作为一种有效的温室气体减排措施,清洁发展机制(CDM)是指工业化国家的政府或企业,以资金和技术投入的方式帮助发展中国家实施具有减少温室气体排放项目的一种合作机制(张相锋等,2006)。
综上所述,卫生填埋必不可少,其填埋气体中含有的高热值甲烷必须得到有效处理。若能利用填埋气体发电,则既能实现温室气体减排,具有良好的环境效益;同时在CDM机制协助下可实现良好的经济效益(李湛江,2007)。目前,我国新建的垃圾卫生填埋场纷纷考虑利用填埋气体进行发电,但由于填埋气回收利用及对城市垃圾填埋制取沼气技术的研究在我国起步比较晚,到目前为止,只有二、三年的实验性研究,尚还没有成套成熟的国产设备和技术的出现,特别是我国目前大多数的填埋气利用项目都是引进国外成套的设备和技术(陈加军,2007)。因国内外的生活垃圾成分、填埋场的垃圾填埋和管理方面存在比较大的差异和不同,及国家产业体制与政策上的诸多障碍,使得项目系统规划和运营管理经验相当不足,经济回报困难等存在诸多问题(李辉,2007)。
杭州天子岭卫生填埋场是国内第一家进行填埋气体回收利用的填埋场,其下设的填埋气发电设计规模4—6MW,于1998年正式发电,并入华东电网,年上网电量达14343MW·h,年产值717万元,投资回报周期为6—7年。
1997年,国家环保总局在南京、鞍山和马鞍山三城市启动了“促进中国城市垃圾填埋气体收集利用”项目。目前,南京市已成功实现气体收集发电的目标。鞍山市的“收集甲烷用于汽车燃料”项目,马鞍山市的“收集甲烷用于焚烧医院有毒有害废物” 项目,也已于2003年完成。
由国家计委、还价环保局、国家经贸委、财政部、建设部、科技部等共同编写的《中国城市垃圾填埋气体收集利用国家行动方案》于2002年10月23日正式出台,预计到2015年中国城市垃圾填埋无害化处理将达到60%至70%(李辉,2007)。
2006年,国家发改委发布了《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》,规定生物质发电(含垃圾焚烧和填埋气发电)上网电价由标杆上网电价加补贴电价组成。补贴电价标准为每度0.25元。发电项目自投产之日起,15年内享受补贴电价(国家发改委,2006)。可以预见,该政策的实施将对我国填埋气体利用产生积极的影响。
甲烷在填埋气中一般可占50%~70%,是一种有价值的能源,其低位热值为35857 kJ·Nm-3 ,应得到充分利用,化害为利,变废为宝。如果能够加以利用,其能源效益是巨大的。据专家测算,根据现在的增长速度,到2010年,我国城市每年垃圾产生量将达到2. 9亿吨,如果其中有70%填埋处置,可回收利用的能量相当于40亿~280亿标准立方米的天然气(李湛江,2007)。这是一个相当可观的数字。