杭州天子岭垃圾填埋产生沼气发电技术经济评价.doc

一、选点及其依据 1.自然地理位置浙江省省会杭州位于浙江中部，幅员面积 16596 平方公里，以平原、湖泊为主杭州为一风景优美的城市，1995 年全市绿化面积 7737 公顷杭州气候温暖湿润，雨量充沛，年均气温 166℃夏季平均气温 33.8℃， 冬季平均气温3.6℃，年日照时数 1912 小时，年均降雨量 1449 毫米，属亚热带湿润气候区2.社会经济发展和环境状况杭州市辖 5 个区，7 个县，134 个建制镇，96 个乡及 4681 个村，共有人口 59796 万，总户数 182.55 万，其中市区人口 143.52 万，户数 46.06 万，市区人口中非农业人口 121.38 万，农业人口 22.14 万 杭州经济以轻工、纺织、电子、旅游、医药为主，近年来经济发展十分迅速，国民生产总值增长率约 19％ 1995 年全市国民生产总值 762 亿元，人均国民生产总值 10838元，财政收入 55.12 亿元，市区职工平均年收入 6619 元，农民人均年纯收人 3641 元，城市用水普及率达 98.9％，燃气普及率 81.2％近年来，杭州在经济发展的同时，其环境状况也有了很大的改善，市区绿化面积逐年增加，大气中：氧化硫和 TSP 含量下降，1995 年全市废气、废水、粉尘的处置回收率分别为 64.7％、68 8％、84.8％，城市生活污水日处理能力达 895 万吨，城市垃圾的收集率在 60％以上。

3.资源量和可获得性情况随着城市的不断发展、人口的逐年增加，浙江省及杭州市的固体生活垃圾的总量也在以约 10％的年增长率逐年递增，到 1995 年，杭州市区生活垃圾的口清运量为 1781 吨，年清运总量达 65 万吨；而整个浙江省 1995 年城镇生活垃圾清运总量已达 490 万吨（见表 1）表 1 浙江省及杭州市生活固体垃圾资源情况1990 年 1991 年 1992 年 1993 年 1994 年 1995 年浙江省城镇生活垃圾清运量（万t） 251 288 341 372 443 490杭州市区生活垃圾清运量（万 t） 47.6 51 54 65浙江省城镇粪便清运量（万 t） 184 260 228 304 311 241杭州市区粪便清运量（万 t） 27.3 26 30 22目前垃圾处理的方法仍以填埋、卫生填埋及堆放为主，其中杭州天子岭垃圾填埋场本要处理杭州市区的生活垃圾今后，由于经济发展、人口增加和城市化进程的加速，必然导致生活垃圾总量的进一步增加在杭州市清运的混合生活垃圾中，无机物含量约占 69％，有机物含量占 31％. 其中食品类废弃物占有机物含量的绝大部分，垃圾的含水率在 20％以上（见表 2）。

表 2 杭州市生活垃圾组成分（％）垃圾成分 厨余 纸类 塑料 纤维、草木 有机物计 炉灰、土 玻璃 金属 无机物计含量 25 3 1.5 1.5 31 65 2 2 69杭州经济发达，自然环境优雅，但能源资源等相对缺乏，缺口靠外省调运，因此，利用垃圾填埋产生的沼气发电，既有利于保护杭州优美的自然旅游环境，又可作为一种补充能源的途径4.天子岭垃圾填埋厂沼气利用工程基本情况杭州大子岭垃圾填埋场位于杭州市北部郊区，垃圾填埋场呈峡谷型，总占地面积 16 万平方米垃圾填埋场于 1991 年投入运行，起始作业面标高 54 米，现在的填埋作业面是 90 米，填埋作业可持续到 2004 年，届时作业面标高 165米，总填埋能力为 600 万立方米，最深处可达 5O 米左右天子岭填埋场的填埋物设计能力为日处理垃圾 1288 吨，即每年处理 47 万吨，而实际填埋量为设计的 70％截止到 1995 年底，已有 140 万吨垃圾在大子岭填埋场填埋由于运输回收等多种原因，大子岭的填埋物组分与杭州市混合生活垃圾相比略有不同，有机物的比例较无机物略高（见表 3）表 3 天子岭垃圾填埋物组成成分（％）垃圾成分 食品 纸类 塑料 动物 纺织品 有机物计 炉灰、土 玻璃 金属 砖瓦瓷器 无机物计含量 46.11 1.51 1.54 0.98 1.18 52.32 45.49 1.4 0.9 0.89 48.68由于杭州年降雨量较大，因此填埋场垃圾的含水量也较高，一般在 40％左右，雨季时可达 50％～60 ％；沥滤液的平均发生量在旱季是每天 300～400 吨，雨季时为每天 700～800 吨。

大子岭填埋场为浙江省较为光进的大型填埋场，主要用于填埋处理杭州及其周围城镇的固体垃圾，在收集填埋气体之前填埋作业已进行约 6 年，产气量基本稳定并达到发电利用的要求，适干作为案例分析和示范的对象二、系统技本经济特性1、工艺技术路线及系统描述（1）工艺技术路线案例初步设计值如下：填埋气体流量；20000 标米 3/日 能量值（低热值 LHV）：17.67 兆焦/ 米 3 能量值（高热值 LHV）； 19.65 兆焦/ 米 3 硫化氢：25 微克/升 挥发性有机物： 950 微克/升 含水量：饱和 电力输出：1400 千瓦（净值）垃圾填埋场产出气体的收集：根据测定计算，天子岭垃圾填埋物产生气体的回收率为 70％左右，每天可回收气体 9657 立方米，通过打垂直气井，每天可回收气体 19131 立方米天子岭填埋气体的成分组成为：甲烷占 54.4％，二氧化碳占 34.1％，另外还有 10％的氮气和 1.3％的氧气， 每标准立方米的回收气体热值为 19500 千焦由于垃圾的含水率比较高 （40 ％～50%），因此垃圾内部的气体的通透性很差，从商业利用的角度而言，所打的竖井的井距需限制在 50 米以内，竖井井口的平均温度在 40℃； 填埋回收气体力水蒸汽所饱和，因此回收系统还考虑了冷凝水的收集和 向沥滤液处理系统排放。

2）填埋气体收集系统参数如下： 填埋气体垂直收集井数：10～15 井距：40～50 米 抽气泵：1000 标米 3/日应急火炬：20000 标米 3/日填埋气体处理：填埋气体处理系统见图 1，填埋气体将处理到完全满足燃气发动机的要求，规格化的处理系统被安装在国个完整的集装箱内，以便于现场安装和工厂图 1 填埋气体处理系统流程图填埋气体发电：填埋气体收集处理后经净化送入两台燃气轮机，就地发电并网平行运行的每台燃气轮机的技术参数如下：机械输出：760 千瓦 Stanford 400V 发电机：＞ 36 千瓦 发电机效率：39.05％ 排放：NOX 500 毫克/米 3 CO 955 毫克/米 3 VOC 150 毫克 /米 3 能量输入：1888 干瓦燃气发动机、发电机等被装在集装箱内，都有完整的润滑油系统、冷却系统、管路系统、排放消声器、控制器、开关屏、用电配电系统、保护继电器、通风设备、照明系统等2.主要技术经济指标填埋气体回收利用上程设计寿命为 20 年，日回收气体 19131 立方米，气体热值 19500 千焦，发电输出电力 1400 千瓦，工作方式为 24 小时运行，运行时间占全年时问的 95％。

工程设计总投资 2075 万元，项目年直接经济效益为510.7 万元三、投资工程设计总投资 2075 万元，其中包括 1660 万元的设施建设资金和 415 万元的技术投入；工程占地 1250 平方米，初始投资见表 4表 4 天子岭垃圾填埋气体利用工程初始投资表（万元，1995 年价格）项目名称 财务 经济征地及平整费用 7.5 15工程投资 土建工程 45 45焚烧火炬 5.8 5.8发电机组及风机 931 931 自控系统及测量仪器 120 120零部件、配件及工具 257 257安装 105 105办公设备、交通工具 30.7 30.7技术投入 415 415其它 158 158合计 2075 2082.5四、运行费用及效益1. 运行费用工程运行费用包括人下、动力、设备维修检测等项目运行费用见表 8.5表 5 天子岭垃圾填埋气体利用项目运行费用表（万元，1995 年价格）项目名称 财务 经济动力、水费等维护及维修费工资、奖金管理费及其它合计65105301021013010530102752.效益项目中沼气口收发电后直接上网，分峰谷电价，预定电价如下： 14 小时峰值电价为： 0.63 元／千瓦时10 小时非峰值电价为； 0.17 元人千瓦时平均电价为：0.438 元／千瓦时年电力销售收入为（税前）：510.69 万元项目经济分析电价（按长期预测价格）为；0.80 元／千瓦时五、财务经济分析1.财务及经济分析垃圾填埋气体发电项日在基准情况下的财务和经济分析结果见表 8.6。

如果考虑通货膨胀，项目的财务内部收益率为 12.5％，属于微盈利项目；在不考虑通货膨胀的情况下，则项目的 FIRR 仅为 8.37％，低于 12％的基准内部收益率2.敏感性分析表 8.7 为项目财务敏感性分析，结果表明，该项日对初始投资及运行费用的变化不是特别敏感，相对而言，项日对效益的变化比较敏感，因此，电力销售情况及电价的变化将对项目的经济性产生比较重要的影响但是应当看到，在无通货膨胀的情况下，即使电力销售收入增加 10％，项目的内部收益率仍低于基准内部收益率3.各种方案的比较下面进一步分析不同投资方式、政府采用减免税、贷款补贴等优惠政策对项目产生的影响，并对各种方案进行比较在以下分析中基本方案条件如下：投资：纯政府投资或完全利用自有资金，无贷款增值税率：17％增值税附加率:8％所得税率；33％折旧年限:10 年不考虑通货膨胀1）投资来源基本方案纯政府投资或完全利用自有资金；无贷款方案卫；自有资金 50％，贷款 50％” NPV（万元） FIRR（％）贷款利率 12％，贷款年限 10 年2）贷款利率以下为不同贷款利率情况下的财务分析，投资来源均为自房资金 50％，贷款50％，贷款年限 10 年。

万案 1:全息贷款（12%）方案 2：低息或贴息贷款（6％） 方案 3；低息或贴息贷款（3％） 方案 4；无息贷款（0％），还本不付息 NPV（万元）FIRR（％）(3)税率以下为各种减免税政策下的财务分析结果，方案 5～方案9 中均为无 贷款的情况基本方案：纯政府投资或完全利用自有资金，无贷款方案 5：免所得税方案 6:免增值税附加 方案 7：减增值税及附加 u％） 方案8：免增值税及附加方案 9：免所得税、增值税及附加方案 10：免所得税、增值税及附加，无息贷款 NPV（万元）FIRR（％）以上几种方案分析结果表明：(1) 由于垃圾填埋气体回收利用项目的特殊性，在基本方案下，如项目的全部投资完全来源于政府投资或企业的自有资金，财务内部收益率。