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2019年,英国广播公司(BBC)报道了西安江村沟垃圾填埋场提前25年饱和的消息。那一年,中国约有400座垃圾焚烧及焚烧发电厂,约50%的城市生活垃圾通过焚烧处理。6年后,中国的焚烧厂数量超过1137座,超过80%的城市生活垃圾被焚烧处理。全国日焚烧能力约120万吨,但城市垃圾日清运量仅70万吨左右,部分产能被闲置,一些县城甚至重新挖开旧填埋场。人类历史上从未见过如此集中、快速的垃圾焚烧厂建设潮。
焚烧城市生活垃圾的根本目的是减容。焚烧后剩余的灰烬体积约为原来的25%~30%,可显著节省填埋空间。对于土地资源紧张的亚洲特大城市而言,这一点尤为重要。以首尔为例,2026年初起,当地政府禁止将未经焚烧的固体废物直接填埋,因为可用的填埋空间已经所剩无几。
焚烧还能让填埋场更稳定、更清洁:它消除了腐败垃圾散发的臭味,并分解了有机物,避免产生易爆的填埋气体或引发地基滑动。最典型的是2015年12月深圳的光明新区渣土受纳场滑坡,当时填埋的建筑废料如雪崩般滑落,导致至少73人遇难。此外,垃圾填埋场在降解过程中会释放大量甲烷和二氧化碳,焚烧虽然也排放温室气体,但它同时避免了部分甲烷直接排放——后者的温室效应远高于二氧化碳。最后,焚烧产生的热能可以用于发电,这就是“垃圾焚烧发电”(waste-to-energy)。
垃圾焚烧发电系统的工作原理类似普通热电站:焚烧垃圾产生蒸汽,推动汽轮机发电。最常见的炉型是“移动炉排”(moving grate),垃圾被放在一个向下倾斜的、类似自动扶梯的炉排上,缓慢传输并翻动物料,依次经过干燥、燃烧和燃尽阶段。
干燥阶段中,热空气从上穿过、火焰从炉排下往上烘烤,以去除水分。移动炉排的一大优势是通常不需要预先粉碎。随后,垃圾进入燃烧室,在850~1100摄氏度的温度下停留至少2秒;若垃圾中有含氯塑料等危险成分,则需要采用更高温度。燃烧后的灰渣从末端溜槽排出,而热量以烟气形式进入锅炉加热水,蒸汽推动汽轮机发电后恢复为液态,烟气则进入后处理系统。
另一种常见炉型是“循环流化床”(circulating fluidized bed),它将垃圾送入装有高温流化砂的炉室中,热交换更充分、效率也更高。需要指出的是,垃圾焚烧发电的整体效率普遍低于先进化石燃料电厂——前者一般在30%甚至更低,后者可达40%左右。原因是垃圾衍生烟气的含氯成分腐蚀性强,蒸汽温度只能控制在约400摄氏度(化石燃料电厂为600摄氏度),从而限制了发电效率。
1981年,中国收集的城市生活垃圾约2600万吨,而当年美国产生的垃圾量是中国的6倍,尽管美国人口只有中国的四分之一。改革开放前,中国人均垃圾产量低,且垃圾成分以厨余等有机物为主,这是发展中国家和农村人口的典型特征。
快速发展和城镇化彻底改变了垃圾的数量和构成。中国垃圾产量以每年8%~10%的速度增长,没有哪个国家经历过如此迅猛的垃圾膨胀。2004年,中国大陆超过美国,成为世界最大的城市生活垃圾产生国。到2014年,年垃圾量达1.78亿吨,约为1981年的7倍。垃圾成分也发生了变化——有机物依然很多,但塑料、纸张和金属的比例显著增加。虽然有拾荒者进行非正式回收,但低材料价格使回收利润微薄。
世界银行2018年的预测显示,到2030年中国垃圾产量将是美国的两倍。如此巨量的垃圾,该往哪里去?
传统上,垃圾的最终归宿是填埋场。早期填埋场使用水泥衬里,但极易渗漏有毒化学品污染地下水;直到1990年代,配备高密度聚乙烯衬里的现代填埋场才出现。然而,城市政府很难及时建成足够的正规填埋设施——建设一个合规填埋场需要多年时间:勘察环境与地下水风险、修建进场道路、铺设防渗层、安装渗滤液处理和废气收集系统、配置监测设备等。
官方填埋场供不应求,非法垃圾堆和露天倾倒场随之滋生。很快,200多个城市被垃圾包围,对居民安全构成威胁。这一困境并非中国独有,东京、首尔、新加坡等土地紧张的大城市早已转向焚烧作为技术解决方案。中国也决定走同样的道路。
中国大陆第一座现代垃圾焚烧厂1985年在深圳建成,日处理能力约500吨,由日本三菱重工提供。三菱重工早年在1970年代从德国马丁公司获得技术授权,因此常将日本制造与德国工程相结合。但在2000年代,焚烧并未普及:2002年,中国收集垃圾中仅有3.7%被焚烧,7%堆肥,其余超过85%被填埋。
阻碍普及的因素有二:一是中国城市家庭厨余垃圾含水量高达60%~80%,水分吸收热能、降低焚烧热值;二是经济成本——根据世界银行2018年《固体废物管理技术决策指南》,焚烧发电厂的资本成本为每吨日处理能力6.6万~12万美元,甚至可达36.5万美元;而填埋场寿命周期成本仅约5000~2万美元/日吨,相差5~10倍。如果算上非法填埋,成本差距更大。
2011年,独立纪录片《垃圾围城》震惊全国。导演王久良骑摩托车围绕北京,在地图上标注了450多个非法垃圾场,展示拾荒者在有毒垃圾中谋生、动物啃食塑料袋的恐怖画面。公众压力迫使官方回应。
2012年,中国发布“十二五”规划,指出城市化过快而垃圾处理能力不足。同年4月,一项新的上网电价政策生效,使垃圾焚烧发电成为有吸引力的投资标的。政策认定每吨垃圾可发电约280千瓦时,政府承诺按每千瓦时0.65元人民币支付补贴(由地方电网公司负担,并得到国家附加电费的部分支持)。超出280千瓦时/吨的部分则按当地燃煤基准电价支付,通常为0.25~0.45元/千瓦时,收益几乎可忽略不计。
因此,仅补贴一项,焚烧厂每吨垃圾就可收入约182元,且该数字被政策“锁定”。如果发电量更高,额外收入也微乎其微。这还不是全部收入:第二大收入来源是市政府支付的处理服务费,通常为60~160元/吨,但需通过竞标确定。此外,焚烧厂还可以通过向居民供热、处理工业污泥、直接向AI数据中心售电、出售金属炉渣等方式获利。综合计算,平均每吨垃圾带来250~350元收入。行业估计,含折旧在内的成本约为200元/吨,毛利润率约25%~75%,具体因厂而异。企业还可享受数年的增值税退税,进一步改善税后现金流。
建设模式大多采用BOT(建设-运营-移交):企业与地方政府签订长期特许经营协议,企业自行融资(通常发行债券)建设,运营期内收回投资并获利,约20~30年后将资产移交政府。在250~350元的吨收入中,政府补贴占一半以上——没有补贴,这门生意就毫无吸引力甚至难以为继。但有了补贴,行业迅速盈利,涌现出中国光大、重庆三峰、上海环境集团、浙能锦江环保等企业,已有20多家上市公司涉足该领域。
焚烧厂始终伴随着健康副作用争议。空气中释放的颗粒物,无论是短期还是长期接触,都可能引发支气管炎、呼吸系统疾病和心血管疾病,甚至肺癌。环境上,颗粒物加剧雾霾,伤害动植物。现代焚烧厂通过加装“后燃区”使燃烧更充分,并用过滤器拦截一定尺寸的颗粒物,但纳米级颗粒物仍能避开上呼吸道,直达肺部——它们是否真正致病,尚无定论。
烟气成分取决于垃圾组成,可能含氯化氢、二氧化硫、三氧化硫和一氧化氮,以及铜等重金属。焚烧厂最令人恐惧的是二噁英和呋喃——含氯塑料燃烧时产生的一类氯化碳氢化合物,已知有75种二噁英和135种呋喃。它们抗光、抗降解,通过食物链在牲畜和人体内蓄积,可能导致生殖问题、免疫系统受损甚至癌症。消除二噁英的唯一途径是不烧含氯塑料,但这并不现实。因此现代焚烧厂综合采用高温(1000摄氏度以上维持2秒)、催化剂和过滤器,将二噁英排放控制在法定限值以下。然而,这是否足够?证据充满争议:有指控称监测数据造假,设备不可靠,飞灰中仍含有大量二噁英,还伴随汞、二氧化硫、氯化氢等其他副产品。部分反对者立场坚定:焚烧厂无论如何都不该建。
建设焚烧厂最大的社会障碍是“邻避”(NIMBY)情绪。前文提到首尔禁止垃圾直接填埋,但首尔本身却因居民反对而缺乏足够的焚烧能力——2022年拟在麻浦区新建的焚烧厂陷入诉讼,2026年3月首尔决定不再上诉,正式取消该项目,损失了每天1000吨的处理能力。江南区的一个“现代化改造”项目也被居民称为“影子扩建”,陷入僵局。
这种抵触源于对健康、环境和运营事故的担忧。事故风险并非理论:2013年12月,上海江桥生活垃圾焚烧厂(当时中国最大之一)因厂内甲烷积聚发生爆炸,据报道有3人死亡。
中国最著名的邻避事件发生在杭州九峰。2014年底,杭州人口890万,城镇化率75%,每天产生约9055吨生活垃圾,并以每年10%的速度增长。当时杭州有4座焚烧厂(日处理4600吨)和一座填埋场(天子岭,设计日处理1920~4000吨)。但其中一座“余杭锦江”厂老化且规模小(每天400吨),还面临当地强烈反对;填埋场也将在五年内填满。
2014年4月,杭州政府宣布在余杭区新建一座日处理3000吨的大型焚烧厂,占全市垃圾量的三分之一。选址在市中心西南约20英里外的山谷中,原是采石场,从工程技术角度看合理,但缺乏透明度。当地居民以种植龙井茶为重要生计,对环境影响格外敏感。约2万居民签署请愿书反对。政府虽召开短暂发布会承诺协作,但地质勘测设备一进场,社交媒体谣言四起,抗议活动从每天持续升级为5月的数万人冲突,造成重大财产损失,抗议者堵塞高速公路并与警察肢体冲突。官方媒体报道称39人受伤、无死亡,外界对此说法多有保留。风波平息后,杭州政府承诺暂停项目并走法律决策程序。
学者将此事件总结为“决定-宣布-辩护”(Decide-Announce-Defend,DAD),有时戏称“决定-宣布-辩护-放弃”。根本原因在于地方政府内部小团体选址、未征求公众意见、试图仓促推进——公众未被咨询,自然强烈反弹。
邻避情绪无法彻底消除,但可以引导到前期规划中,并通过教育和公众参与获得基本接受。杭州事件后,当地政府并未放弃项目,而是认定缺乏透明度和前后不一致的声明损害了公信力,决定重启。原运营商是一家缺乏经验的国有初创企业,被替换为经验更丰富的中国光大。
随后,杭州政府进行了完整的公众参与环境影响评价,与来自中央政府的院所合作,相关文件在线公开。政府工作人员深入基层,走访访谈超2.5万人,收集500条建议和意见,并设立专项处置费用于环境补偿,当地居民被聘为监督员。余杭区还承诺提供3.6亿美元支持旅游和基础设施。政府和公司组织当地听证会,光大专家现场答疑;2014年下半年,5000名居民乘坐大巴参观了其他光大厂区,亲眼看到自动化监测设备。
2015年4月,建设重新启动,2017年11月投产。这为中国处理邻避问题提供了一套标准流程:强调社区参与、审慎选址、自动监测、规范的环境影响评价程序。当然,这并未消除所有邻避情绪,尤其是已有多座焚烧厂的地区仍存在抵制,但建设可以继续推进。
2012年的电价补贴创造了有利可图的商业模式,2014年后又积累了公众参与经验,焚烧厂建设随即进入快车道。中央政府在2020年设定了每天约59.1万吨的处理目标,并倒排工期。2017年12月,中央政府要求省级政府2018年完成选址;由于一座厂需要15~24个月建设,2018年选址意味着可在2020年完工。由此形成了明确的项目储备。
2013~2017年,中国平均每年新增41座焚烧发电厂,到2017年底全国共360座。但2019年中期,官方媒体报道全国在建项目至少400个,热潮已全面展开。到2020年,运营中的焚烧发电厂达462座,全国日焚烧能力58万吨,基本实现目标。然而区域进展不均,华东达标而中西部落后,于是中央将目标提高到每天80万吨,并重点覆盖农村地区。
2021年1月后开工的焚烧厂不再享受每千瓦时0.65元的补贴,且所有厂的补贴在运行82,500小时后终止,增值税退税也部分降低。政策意图是迫使焚烧厂不再依赖发电收入(相比光伏、风电,垃圾发电并无经济优势),转而依靠城市垃圾处理费等二次收入,同时提高效率。
全部项目在2023年前完成,到2024年底全国共1137座焚烧发电厂,但出现了媒体常说的“区域失衡”。60%的焚烧能力集中在浙江、江苏、广东、山东和福建五省。E20研究院报告显示,2023~2025年国内垃圾焚烧发电项目平均产能利用率仅60%左右,部分可达80%以上,部分低至24%。约16%的项目产能利用率低于50%。由于固定成本极高,开工不足意味着巨额亏损——这也是为什么一些地方重新挖开旧填埋场的原因。
对焚烧潮的评价两极分化。支持者认为这是绝对胜利,正如《金融时报》报道中一位代表所言:“垃圾减少是好事……意味着环境在改善。”反对者则质疑,把垃圾烧到空中同样不可持续,且存在诸多健康未解之谜。
但有一点值得关注:中国政府如何巧妙地激发民间工业投资,在极短时间内建成这些极不受欢迎的设施。这种动员能力确实令人印象深刻,其中的政策设计、商业模式和公众参与经验,值得借鉴。