英国固废产业全解析:45%的垃圾回收利用率,焚烧发电厂贡献全国总发电量的1.8%,中国洋垃圾禁令及脱欧影响巨大

智慧环卫联盟 2018-12-05 16:37:08

编译  小帆       来源公号  智慧环卫联盟  

英国Lakeside垃圾焚烧发电厂


 概况

在大不列颠及北爱尔兰联合王国(英国),废物管理的政策由联邦内各政治实体(下文中地区)制定,即除了英格兰会执行英国政府制定的废物管理策略,苏格兰、威尔士和北爱尔兰也会制定各自的策略。虽然这导致各地区在废物管理的具体方式上有所差异,但英国全国的废物管理目标却都是一致的,减少填埋处置量,注重废物产生的预防、再利用与能量回收,并同时减少废物管理过程的温室气体排放量。

总体上说,各地区都相继颁布了旨在提升生活垃圾和城市固废循环利用率,并同时减少填埋处理量的废物管理策略,例子包括英格兰和威尔士于2000年颁布的《废物策略》、英格兰于2007年颁布的《废物策略》、威尔士于2009年颁布的《向零费前进政策》、苏格兰于2010年颁布的《零废策略》、北爱尔兰于2007年颁布的《废物管理策略》。

英国环境、食品和农村事务部于20145月对英国的城市固废进行了重新的分类界定。根据新的定义,住宅产生的废物(下文中简称为住宅废物)涵盖的范围比之前使用的定义生活垃圾小,不包括地方当局从街边垃圾箱收集、清扫马路产生、以及从公园及其他场所收集到的垃圾,即不包括任何不是由住宅直接产生的废物。新的定义增强了英国四个地区废物数据的可比较性,方便了对全国循环利用率改善情况的计算。同样,为了方便计算循环利用率,英国于20154月将焚烧厂产生的金属残余物列入了住宅废物的范畴。


在2010年~2015年期间,英国的住宅废物产生量基本上没有出现明显的变化,只有2013年的产生量较低,为2590万吨,而其他年份的产生量均在2640万吨~2700万吨之间。

1. 英国及国内各地区2010年~2015年的住宅废物产生量

住宅废物产生量(单位:万吨)

2010

2011

2012

2013

2014

2015

英国

2700

2680

2640

2590

2680

2670

英格兰

2210

2220

2220

2160

2240

2220

苏格兰

260

250

240

230

230

240

威尔士

130

130

130

130

130

130

北爱尔兰

80

80

80

80

80

80

 

1. 英国各地区2010年~2015年的住宅废物产生量

循环利用

循环利用是目前英国废物管理工作中最受重视的环节,英国政府设定了目标,要在2020年市令住宅废物的循环利用率至少上升到50%(按重量计算)。自2000年以来,循环利用率出现了显著的上升,但目前却开始停滞不前,在英国国内引发了不小的关注。

由于英国国内的废物管理工作由各地区负责,所以各地区会统计各自的循环利用率。目前为止,威尔士是英国国内唯一一个达成了50%目标的,在2015~2016财年的循环利用率为60.2%。英格兰、苏格兰、北爱尔兰的循环利用率均在42~45%这一范围之内。2016年,英国全国的住宅废物循环利用率为44.9%。

英格兰正在执行英国环境、食品和农村事务部制定的零废政策,尽可能地减少废物产生量、进行再利用和循环利用;而威尔士、苏格兰和北爱尔兰,也都颁布了相应的零废政策。在英国的所有地区中,威尔士是唯一一个制定了法定目标的,其境内的地方政府必须依法按时达成规定的循环利用率。

 

2. 20102016年期间英格兰的废物循环利用状况

废物类型(单位:万吨)

2012

2013

2014

2015

2016

16年与15年比较(%)

循环利用总量,包含:

干物质,其中有

焚烧厂产生的金属残余物

分类投放的厨余废物

其他有机物质

968.4

565.2

-

23

380.2

952.3

567.5

-

27.3

357.5

1002.5

580.7

-

29

392.8

984.3

583

97

30.7

370.6

1021.9

604.6

152

35.3

382

3.8

3.7

56.9

15

3.1

残余废物总量

1227

1203.8

1232.7

1236.5

1252.9

1.3

住宅废物产生总量

2195.6

2156.4

2235.5

2222.5

2277

2.5

住宅废物循环利用率(包括焚烧厂产生的金属残余物)

-

-

-

44.3%

44.9%

0.6个百分点

住宅废物循环利用率(不包括焚烧厂产生的金属残余物)

44.1

44.2

44.8

43.9

44.2

0.4个百分点

 

2. 英格兰循环利用的干物质的组成情况

虽然英格兰在2012财年的循环利用率为44.1%,是2000年时的三倍,但从表2中却可以看出,近几年的循环利用率已经失去了上升的势头,处于停滞不前的状态。

3. 20002001财年及20152016财年期间威尔士的循环利用率a

a2000~2001财年至2011~2012财年间,循环利用率的计算包含了住宅废物及非住宅废物,但不包括报废汽车等。

b从2012~2013财年开始,对循环利用率的计算包含了所有以再利用、循环利用、堆肥及其他回收利用为目的而收集的废物。


从图3可以看出,威尔士的循环利用率自2000年起,就开始了稳步的增长,而在2013~2014财年、2014~2015财年、2015~2016财年的循环利用率则分别为54.3%、56.2%、60.2%,保持了增长的趋势。

4. 苏格兰的循环利用率(%)

从图4可以看出,与2000~2001财年的循环利用率相比,苏格兰在2011~2012财年的循环利用率提升了接近八倍。然而,苏格兰也出现了与英格兰相同的问题,2013年、2014年、2015年的循环利用率分别为42.2%、42.8%、44.2%,上升的速度开始明显放缓。


英国全国各地方政府辖区的回收利用率差别很大,以英格兰为例,循环利用率最高的达到了三分之二(南牛津郡),最低的只有15%(伦敦大区的纽汉市)。

居民的分类投放对循环利用十分重要。在英国,有机废物和厨余垃圾混入可回收利用废物是导致无法循环利用的主要原因之一。据统计,英国收集到的可回收利用废物中,大约有4%因此无法使用,只能被焚烧或填埋。4%虽然看起来不多,但却相当于41.7万吨。


英国国民在分类投放时最常犯的错误包括:有7%的人将尿布当作可回收利用废物投放;有5%的人将园林垃圾和厨余垃圾当作可回收利用废物投放;虽然匹萨包装属于纸板,是可回收利用废物,但如果沾上了油脂或食物,就不能被回收利用,而很多人却没有注意到这一点;聚苯乙烯塑料不能回收利用,但有20%的却会将其投放到街边的可回收利用废物收集点;许多人不知道,除非所在地当局明确说明电池可以回收利用,就应当在出售商店的回收箱进行投放;塑料是有机垃圾分类投放中的大问题,经常会被错误投放;很多人将土石当作有机垃圾投放。

5. 英国2016年时的废物循环利用率


焚烧发电

在2016年12月时,英国有37座处在正式运行状态的焚烧厂,还有4座处在试运行状态,总处置能力为每年1176万吨。此外,英国目前在建的焚烧厂在建成后,还将提供每年408万吨的处置能力。如果按照提供一吨处置能力的成本为750英镑计算,那么废物焚烧产业目前的投资总额就相当于119亿英镑。2016年,英国共在焚烧厂中处置了996万吨的残余废物,与2015年相比增长了18%。

 

3. 英国的焚烧处置能力(单位:万吨)

年份

正式运行

试运行

总处理能力

在建

建成后总处理能力

2014

677

165

842

-

-

2015

887

121

1009

416


2016

1048

128

1176

408

1584


6. 英国目前的焚烧厂数量(左侧)及锅炉数量(右侧)

7. 英国20062016年间焚烧厂的处置量(单位:百万吨)

8. 英国20082016年期间剩余废物的处置情况


4. 英国焚烧处置服务提供商的市场占有率

服务商名称

处置量(吨)

市场占有率

威立雅

2374000

23.8

Viridor

2182000

21.9

苏伊士集团

1210000

12.1

FFC

1150000

11.6

公共所有

938000

9.4

Cory

753000

7.6

MFE

573000

5.8

MES

386000

3.9

其他服务商

393000

3.9

总量

9960000

100


2016年,英国的焚烧厂共向电网输送了5208千兆瓦的电力,大约相当于全国总发电量的1.8%,与2015年相比增加了12%。同年,英国只有8座焚烧厂在发电的同时还向厂外输送热蒸汽,输出总量为730千兆瓦,其中有50%的输出都来自Viridor的朗科恩焚烧厂。2016年时,英国焚烧厂每吨废物的能量产出为524千瓦时,其中最低的为198千瓦时/吨,最高的为717千瓦时/吨。影响能量产出的主要因素包括焚烧厂的使用年限、废物供给是否充足、废物的类型。由于英国的焚烧厂基本上都只进行发电,与欧洲其他国家焚烧厂热电联产的方式相比,每吨废物的能量输出要低得多。

 

9. 英国焚烧厂每吨废物的能量产生能力(左侧)及与欧洲其他国家的比较(右侧)

10. 英国焚烧厂的底灰(左侧)和飞灰(右侧)产生率

 

5. 英国焚烧厂的处置费用

修建年份

年份

每吨处置费用(英镑)

最低

中值

最高

早于2000

2015

36

73

110

2016

22

58

90

晚于2000

2015

65

99

132

2016

65

95

131

全部

2015

36

86

132

2016

22

86

132 

2016年,英国焚烧厂的平均底灰产生量为废物输入总量的20.2%,除去阿灵顿(使用了流化床技术)和兰辛焚烧厂(使用衍生燃料和废木头做燃料),其他的焚烧厂最低的为14%,最高的为26%。基本上所有的底灰都会得到循环利用,因此不存在需要填埋处置的问题。同年,飞灰的平均产生量占到了废物输入总量的3.5%,总产生量为34.5万吨。该年,阿灵顿焚烧厂的飞灰产生率最高,为大约6%。2016年,在处置地方政府收集的残余废物时,焚烧厂的处置费中值为86镑每吨。

11. 英国焚烧厂的分布地图

厨余垃圾

 根据英国“废物及资源行动计划”(WRAP)*的估算,该国每年会产生大约1000万吨的厨余垃圾,产生源分别是居民、餐饮业、食品加工业、食品的批发和零售。该组织认为,在全部厨余垃圾中,有60%的产生是可以避免的,相当于每年有价值170亿英镑的食物被白白浪费,并同时释放出大约2000万吨的温室气体。在可以避免的厨余垃圾中,有85%来自居民和食品加工业。从图11可以看出,按照重量计算,居民产生的厨余垃圾占总量最多,为71%,排在后几位的是生产、餐饮服务和零售,占比分别为17%、9%和2%。在英国,每年的食品销售量为4100万吨,相当于每年有四分之一的食品最终都成为了厨余垃圾。

 

*“废物及资源行动计划”是一个在英国注册的慈善组织,成立的目的为通过减少废物产生量、研发具有可持续性的产品、提升资源利用效率,来帮助居民、企业和社区实现循环经济的目标。

12. 英国厨余垃圾产生源分布情况

  

从图11可以看出,按照重量计算,居民产生的厨余垃圾占总量最多,为71%,排在后几位的是生产、餐饮服务和零售,占比分别为17%、9%和2%。在英国,每年的食品销售量为4100万吨,相当于每年有四分之一的食品最终都成为了厨余垃圾。

为了应对厨余垃圾问题,WRAP制定了厨余垃圾策略金字塔,为厨余垃圾预防和管理的方式提供了优先级参考。应当最优先采取的措施为防止原料和产品变成厨余垃圾,但如果无法避免出现剩余食品,优先应当采取的措施则应当是首先向有需要的人群分发,其次将其用作动物饲料。对于已经产生的厨余垃圾,最佳的方法是进行回收利用,采用厌氧消化及堆肥技术。其次,应当采用焚烧厂焚烧处置,实现能量回收。最不应当采取的处置方法为没有能量回收手段的焚烧处置和填埋。

    根据图11中的金字塔,应对厨余垃圾的最佳方法为产生预防。在预防厨余垃圾产生方面,英国政府并没有采取立法的手段,而是希望能够由国民和企业资源采取措施。目前,英国全国范围内的自愿厨余垃圾预防活动主要由WRAP领导,资金的来源为英国环境、食品和农村事务部 。

 WRAP指出,绝大多数消费者都不知道自己到底浪费了多少食品。平均来说,每户家庭每年完全可以避免,但却依旧浪费掉的食品价值高达470英镑,而如果家中有小孩,此数值则会上升到700英镑。平均到每个英国国民的身上,就相当于每人每年浪费掉了200英镑的食品。根据估测,在英国厨余垃圾减排的全部潜力中,有大约三分之二是必须通过消费者减少日常居家生活中产生的厨余垃圾来实现。在WRAP的领导下,英国发起了诸如“爱惜粮食,杜绝浪费”之类的厨余垃圾预防活动,已经使可避免厨余垃圾的产生量与2007年时相比,减少了21%。然而,由于英国政府对WRAP的资金支持近年来大幅减少,导致该组织目前很难再继续实现其厨余垃圾减排目标。


目前,英国每年向有需要的人群发放的剩余食品只有不到1万吨,但这也为各类慈善机构节省了大约1960万英镑的开支。根据估测,英国零售业每年至少有11万吨的剩余食品能够满足发放条件,相当于每年为有需要的人群提供2.62亿次免费的就餐机会。一些零售商已经采取了措施,来帮助慈善组织对剩余食品类商品进行分发。举例来说,乐购旗下的英国超市有专用的App,可以通知与超市有合作关系的组织当天都有哪些过剩食品,起到组织收集的作用。


    英国政府对厌氧发酵处置厨余垃圾持积极态度2011年6月,英国环境、食品和农村事务部和能源与气候变化部联合发表了《厌氧发酵策略与行动计划》,承诺要增加通过厌氧发酵处置废物的沼气产量,指出厌氧发酵是“一种因地制宜、环境友好的优秀废物管理手段”。近年来,英国的厌氧发酵产业一只都在迅速增长,目前全国共有大约107座厌氧发酵设施。然而,英国的厨余垃圾处理大型企业Bio Collectors却指出,目前英国的厌氧发酵设施存在利用不足的问题,许多设施的处理能力只得到了50%左右的使用。此外,由于厌氧发酵产生的沼气在英国属于绿色能源,会得到减税优惠,而对剩余食物进行再分配却不能得到补贴,导致许多本应再分配的食物被厌氧发酵处置,违反了金字塔对处置方法优先级的规定。


WRAP在2016年9月13日发布的《用于促进英格兰生活垃圾回收利用一致性的框架文件》中提出,应当以进行厌氧消化处置为目的,对厨余垃圾进行分类投放和收集。目前,英格兰没有法律规定,要求对厨余垃圾进行分类投放和收集。在英格兰,住宅垃圾的收运制度由各地政府制定,因此可回收利用废物的界定和收运方法在英格兰各地各有不同。目前,英格兰是英国厨余垃圾分类收集比例最低的地区,导致只有大约10%的厨余垃圾得到了回收利用。2015年时,英国大约有一半的地方政府当局提供有机废物收运服务,将厨余垃圾和园林垃圾一起收运。但由于目前各地政府均面临资金不足问题,在未来,除非分类投放和收运能够变得更具成本效益,很多地方当局都很难继续提供有机废物的收运服务,更不要提对餐厨垃圾进行分类收运了。此外,由于没有法规强制性的要求,在提供有机废物分类收运的城市,还存在居民参与度过低的问题。


苏格兰、北爱尔兰和威尔士的厨余垃圾循环利用状况要远优于英格兰。在苏格兰,非农村区域的地方政府必须为居民提供厨余垃圾分类收运服务。在威尔士,按照法律的规定,地方政府对住宅废物进行循环利用、再利用及堆肥的量必须达到一定的比例,这其中就包括对厨余垃圾的要求,因此该地区有99%的住户都能够获得厨余垃圾分类收集服务。

14.  英国各地区能够获得厨余垃圾分类收运服务住宅的比例

英国脱欧对国内固废产业的影响

    英国很多与废物及循环利用相关的法规都是由欧盟制定的,其中包括减少填埋场处置量目标、增加循环利用率目标等。因此,目前还没有人能预测出,脱欧会对英国的固废产业造成什么样的影响。负责英国废物管理工作的环境、食品和农村事务部提出,“我们的目标是,开创先河,让自然环境在我们这一代的管理下得到改善,并同时在脱欧谈判中尽可能地英国争取到最优的协议条款。我们将致力于制定长远规划,以全新的方式对环境进行管理。”


英国目前最大的问题是,国内废物处置能力并不能完全应对废物产生量。因此,将大量不可回收利用的废物作为废物衍生燃料向欧洲出口便成了应对国内焚烧处理能力不足的重要手段。


早在2011年,为了应对国内焚烧处理能力不足,以及减少填埋处置量,英国就开始向欧洲大陆出口垃圾,主要的目的地为德国、荷兰和瑞典。2011年时,英国的出口量为27.2万吨;2014年时,出口量增长到了237万吨;到了2016年,出口量突破了300万吨,相当于英国不可回收利用废物产生量的十分之一。


业内专家认为,欧洲的焚烧厂在未来有可能停止接收英国出口的废物衍生燃料。目前,欧洲的经济体正处在复苏中,因此欧洲各国将会在各自境内的焚烧厂中处置越来越多的垃圾。此外,根据欧洲委员会的“循环经济一揽子计划”,欧盟各国对填埋处置的限制将越来越严格,对回收利用率的要求越来越高,将会进一步拉高各国对自身焚烧处置能力的需求。根据欧洲委员会的布局,欧盟各国将在实现循环经济的过程中,将跨境利用各成员国的富余焚烧处置能力作为手段之一,将会进一步减少各国的富余焚烧处置能力。总而言之,英国在脱欧后,将会面临欧洲大陆焚烧处置费用因为供需关系而上涨的大环境。


英国通过脱欧公投后,英镑对欧元和其他主要货币的汇率出现了下降,将会对英国固废行业造成难以预测的影响。在英镑走弱后,一方面,英国国内产生的可回收利用废物会在国际市场上变得更具竞争力,吸引更多的买家,但另一方面,英国在出口废物衍生燃料时,将更有可能被要求使用进口国的货币结算(比如使用瑞典克朗),导致出口成本上升。所以说,目前还很难确定英国脱欧对该国固废产业的长期影响。此外,英国在脱欧谈判中与欧盟达成的协议也会对该国的固废产业造成影响;如果根据脱欧谈判的结果,英国在向欧盟国家出口时,需要交纳过境管理费和关税,那么英国出口垃圾的成本就将会进一步攀升。


由于填埋处置会造成诸多不良影响,其淘汰已经是大势所趋,不能作为增加英国国内废物处置能力的手段,所以说英国政府的当物之急应当是加强基础设施建设,快速提升国内的焚烧处置能力。

我国洋垃圾禁令对英国回收利用业的影响

自2012年起,英国的公司共向中国大陆和香港(最终也会进口到大陆)出口了超过270万吨的废塑料,相当于本国同时期废塑料出口量的三分之二。自2018年1月起,我国开始对垃圾的进口实施禁令,提升了对进口废物的质量要求,导致绝大部分国家收集分类的塑料废物都不能满足进口要求,英国也不例外。英国循环利用业的业内人士指出,该国的塑料循环利用能力本就长期无法应对自身的产生量,中国的进口禁令无异于关闭了英国废塑料最大的出口市场,可能会导致整个行业的崩溃。


各地政府当局也许不得不停止某些种类塑料的回收利用服务,导致英国回收利用率下降,变得无法完成既定的回收利用率提升目标。从业公司除了正在寻找新的出口市场,还在考虑暂时采取焚烧、填埋等措施,甚至提出要使用废物料生产航空燃料。除了废物料,英国的废纸出口也将会受到禁令的严重打击。

15. 英国20122017年主要的废塑料出口目的地

 

    由于中国提高了对进口废物料的品质要求,废物分类厂的分类费用将会提升,英国各地的政府当局不是必须支付更多的处置费用,就是只能降价出售收集来的废品,从而令本已难以为继的财政状况雪上加霜。


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