11月10日，由科技部頒發(fā)的奧運(yùn)科技先進(jìn)集體獎(jiǎng)中，“城市垃圾污染控制戰(zhàn)略及資源化利用處理技術(shù)研究”榜上有名，該項(xiàng)目的主要研究方向之一是垃圾填埋氣焚燒火炬和填埋氣發(fā)電機(jī)組的研究與制造技術(shù)，這是由中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所先進(jìn)燃燒技術(shù)研究發(fā)展中心研究員馬人熊課題組研發(fā)的。

垃圾填埋是世界大多數(shù)城市，也是我國(guó)城市垃圾處置的主要方式。填埋氣（沼氣）的50%左右是甲烷，甲烷易燃易爆，是強(qiáng)溫室氣體，不僅對(duì)溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)是二氧化碳的21倍，同時(shí)對(duì)臭氧層有破壞作用。消納、利用垃圾填埋氣，實(shí)現(xiàn)其無(wú)害化勢(shì)在必行。

同時(shí)，正是利用該技術(shù)對(duì)溫室氣體的減排作用，深圳市東江環(huán)保再生能源有限公司根據(jù)《京都議定書(shū)》與英國(guó)方面達(dá)成CDM（清潔機(jī)制）碳貿(mào)易項(xiàng)目。該公司總工程師孫軍省對(duì)《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者介紹說(shuō)，從去年7月開(kāi)始，其碳貿(mào)易達(dá)成3年期的合作，溫室氣體價(jià)格達(dá)到12~14歐元/噸。去年6月至11月，通過(guò)碳貿(mào)易，他們得到50萬(wàn)歐元的收入，估計(jì)今年收入有望達(dá)到200萬(wàn)歐元，明年能更多。因?yàn)殡S著生活水平的提高，垃圾量在逐年遞增，利用填埋氣體的發(fā)電量也會(huì)增加，氣體減排量增加。

“由于深圳人口多，生活垃圾量大，把填埋氣體中產(chǎn)生的甲烷回收利用，一方面可以遏制地球氣候變暖的趨勢(shì)，另一方面，污染環(huán)境的氣體作為可再生資源轉(zhuǎn)化成清潔能源，可為城市供熱、供電產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。”孫軍省說(shuō)。

獲得合作方的大力支持

馬人熊課題組最開(kāi)始關(guān)注填埋氣，是從安全角度關(guān)注它的治理問(wèn)題，后來(lái)開(kāi)始從溫室氣體減排角度考慮它的處置。設(shè)想采用火炬的形式，通過(guò)高溫焚燒，把危害比較大的甲烷，變成危害比較小的二氧化碳，同時(shí)也消除臭氣及其他一些有毒有害的成分，實(shí)現(xiàn)填埋氣的無(wú)害化，這也是國(guó)外普遍采用的一種方式。在此基礎(chǔ)上，課題組進(jìn)一步研究了利用填埋氣發(fā)電的技術(shù)。利用填埋氣發(fā)電對(duì)于促進(jìn)填埋氣的資源化利用、改善垃圾填埋場(chǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)狀況等都具有特別重要的意義。填埋氣發(fā)電技術(shù)在填埋場(chǎng)的利用不僅提供了一定的電力，同時(shí)還消納了具有強(qiáng)溫室效應(yīng)的甲烷氣體，經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益巨大。

馬人熊對(duì)《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者表示，在課題立項(xiàng)和研究過(guò)程中，得到了科技部、北京市科委、北京市市政管理委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院和工程熱物理所各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的支持。

立題初期，中國(guó)科學(xué)院工程熱物理所的領(lǐng)導(dǎo)和馬人熊找到了當(dāng)時(shí)北京市市政管理委員會(huì)副主任梁廣生（現(xiàn)任北京環(huán)衛(wèi)集團(tuán)董事長(zhǎng)），向他陳述了實(shí)現(xiàn)填埋氣消納利用的設(shè)想，希望得到支持。會(huì)后，梁廣生作出決定：“我們和你合作！”并很快簽訂了合作協(xié)議。

馬人熊評(píng)價(jià)說(shuō)：“在這方面外國(guó)人賺了我們不少錢(qián)，其實(shí)他們有些技術(shù)也不是很先進(jìn)，但他們?cè)趦x器儀表控制方面確實(shí)做得比我們好。國(guó)外一些產(chǎn)品，買時(shí)不算太貴，但維修時(shí)要價(jià)非常高，有時(shí)也不是很及時(shí)。特別是在早期使用國(guó)外設(shè)備時(shí)，廠方在中國(guó)尚無(wú)辦事處，需跟總部聯(lián)系，再派人過(guò)來(lái)，費(fèi)時(shí)費(fèi)錢(qián)。”

后來(lái)，梁廣生找了北京市北神樹(shù)垃圾填埋場(chǎng)的場(chǎng)長(zhǎng)何亮，協(xié)助課題組進(jìn)行示范工程的建設(shè)。一系列配合為課題的順利進(jìn)行提供了人力和物力的支持。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

課題組獲得了4項(xiàng)專利，研發(fā)的低壓頭、多管組合式填埋氣焚燒火炬采用了與國(guó)外不同的技術(shù)路線，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，不僅性能比國(guó)外進(jìn)口的好，價(jià)格還便宜1/2到1/3�；鹁鏋榉忾]式，外部不見(jiàn)明火，控制系統(tǒng)工作可靠，可無(wú)人值守。同時(shí)火炬具有高穩(wěn)定性、超寬負(fù)荷調(diào)節(jié)比，能適應(yīng)較寬的流量變化和氣體成分的變化。

垃圾填埋場(chǎng)一般規(guī)模比較大，每小時(shí)有幾千立方米氣體的排放，如果做幾千立方米的火炬，幾乎是不可能的，花費(fèi)也會(huì)很大。課題組的研發(fā)思路是化整為零，著重攻克了小火炬的燃燒技術(shù)，風(fēng)吹不滅，雨澆不滅，燃燒完全、穩(wěn)定，排放也很好。通過(guò)集成，數(shù)十個(gè)小火炬最終成為符合設(shè)計(jì)要求的大火炬。這樣，雖然試驗(yàn)規(guī)模很小，投入也很少，但最終解決了一個(gè)大問(wèn)題。正因?yàn)槿绱耍@個(gè)火炬有比較寬的負(fù)荷調(diào)節(jié)比�？雌饋�(lái)是一個(gè)整體，其中分了多組，通過(guò)開(kāi)啟不同的閥門(mén)，調(diào)節(jié)其負(fù)荷。低壓頭、多管組合式填埋氣焚燒火炬的負(fù)荷調(diào)節(jié)比可以大于100∶1，而國(guó)外一般是十幾比一。示范工程的填埋氣焚燒火炬能適應(yīng)垃圾填埋場(chǎng)建成后填埋氣從少到多再到少的各個(gè)時(shí)期，自始至終在不同的情況都可以用，減少了投入，管理上也比較方便。

項(xiàng)目在2005年底完成驗(yàn)收，專家對(duì)項(xiàng)目驗(yàn)收的評(píng)價(jià)是：高性能填埋氣焚燒技術(shù)、大功率填埋氣發(fā)電技術(shù)以及相應(yīng)設(shè)備在國(guó)內(nèi)尚屬首創(chuàng)，實(shí)現(xiàn)了兩項(xiàng)重大環(huán)保設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化。其共同特點(diǎn)是：性能可靠，價(jià)格低廉，運(yùn)行費(fèi)用低，售后服務(wù)好，比進(jìn)口產(chǎn)品有競(jìng)爭(zhēng)力，預(yù)期可在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占據(jù)較大份額。由于具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，還可向國(guó)外出口。

課題組開(kāi)發(fā)的火炬在全國(guó)一共做了10多臺(tái)，占據(jù)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的主要份額。其中，在北京做了7臺(tái)，在3個(gè)垃圾填埋場(chǎng)、1個(gè)餐飲垃圾處理廠和3個(gè)糞便處理廠使用。

馬人熊說(shuō)：“我們有完整的技術(shù)。先通過(guò)濕解，把原生垃圾通過(guò)蒸汽加熱，殺死有毒有害的病菌諸如衣原體、病原體等，之后分選，有一部分可以作為肥料，有一部分適合燃燒的放到爐子里去燒，不適合燒的諸如建筑垃圾則直接填掉。”

在城市垃圾污染控制及資源化利用中，采用他們的熱解焚燒技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)少添加或不添加輔助燃料低污染排放的垃圾焚燒，適應(yīng)大中城市目前以及以后發(fā)展的要求。

遺憾和期待

目前國(guó)家對(duì)垃圾填埋氣的處置還沒(méi)有強(qiáng)制性要求，一些經(jīng)濟(jì)實(shí)力強(qiáng)的地方垃圾填埋場(chǎng)會(huì)購(gòu)買火炬處理填埋氣，但并不是很多。

課題負(fù)責(zé)人馬人熊表示：“我們感到自己的力量比較單薄，把技術(shù)變成生產(chǎn)力，到全國(guó)去推廣，光有技術(shù)還不夠，應(yīng)該與有工程實(shí)力和資金實(shí)力的單位合作，才能把推廣工作做得更好！”馬人熊設(shè)想：有投資方介入，通過(guò)做CDM項(xiàng)目，垃圾填埋場(chǎng)不用負(fù)擔(dān)很多資金，還能通過(guò)碳貿(mào)易有收益，大家就會(huì)更有積極性。

填埋氣發(fā)電技術(shù)已具備了工程應(yīng)用條件，下一步要繼續(xù)完善該項(xiàng)技術(shù)，加快推廣應(yīng)用，為促進(jìn)國(guó)內(nèi)填埋氣的發(fā)電利用和溫室氣體減排作出貢獻(xiàn)。填埋氣發(fā)電有上網(wǎng)的問(wèn)題，有些填埋場(chǎng)附近沒(méi)有電，上網(wǎng)又很遠(yuǎn)。馬人熊考慮，能不能把填埋氣轉(zhuǎn)化成方便儲(chǔ)存、方便運(yùn)送的其他能源。基于此，經(jīng)過(guò)多次論證，課題組制定了用填埋氣作為原料生產(chǎn)二甲醚的技術(shù)路線，并且已經(jīng)在北京市科委申請(qǐng)立項(xiàng)。

二甲醚是液化石油氣理想的替代品，目前課題組已形成垃圾填埋氣生產(chǎn)二甲醚的完整技術(shù)，正在與北京市環(huán)衛(wèi)集團(tuán)合作，即將啟動(dòng)相關(guān)示范工程。

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