何志武

隨著經(jīng)濟發(fā)展、人民生活水平提升以及政府、公眾對環(huán)境保護的重視，處理生活垃圾已經(jīng)上升到戰(zhàn)略高度。較回收再利用、填埋以及堆肥等處理方式，焚燒發(fā)電具有天然優(yōu)勢。目前，對生活垃圾焚燒發(fā)電的研究紛繁蕪雜，多以技術導向、細節(jié)問題解決為主，缺乏概括性綜合論述，不能全局性把握生活垃圾焚燒發(fā)電技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因此，筆者擬立足于經(jīng)濟學框架，基于技術-項目-產(chǎn)業(yè)的維度，從理論架構、技術細節(jié)、風險-收益、關鍵問題處理、行業(yè)困境及發(fā)展策略等角度對生活垃圾焚燒發(fā)電研究進行綜合評述，為生活垃圾焚燒發(fā)電的理論研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展實踐提供借鑒。

一、生活垃圾焚燒發(fā)電的理論架構

生活垃圾焚燒發(fā)電的理論架構首先在于闡釋生活垃圾在國際上是如何管理的，國際上有哪些處理生活垃圾的措施，各自的優(yōu)劣點在什么地方？

生活垃圾廢物管理的典型經(jīng)驗來自德國廢物管理的“五步架構”。德國在《循環(huán)經(jīng)濟廢物管理法》（2012年）框架下，構建了生活垃圾廢物管理的5個主要步驟：減少廢物產(chǎn)生；對產(chǎn)生的廢物進行檢測、清潔和修復等預處理，使之能再利用；對不能再利用的廢物進行資源化處理，作為再生料重新進入生產(chǎn)領域；采取能源利用等其他措施；確保不對環(huán)境和人體健康產(chǎn)生不利影響的殘渣處置[1]。從“五步架構”的步驟看，后4個均涉及生活垃圾處理。一般來說，對生活垃圾的處理措施包括分揀回收利用、填埋、堆肥和焚燒4種方式[2]。比較4種方式，各有優(yōu)劣。從缺陷看，分揀回收利用的缺陷在于生活垃圾分類程度低、回收利用手段不高、社會化回收體系分類不健全；填埋的缺陷在于占用大量土地資源、高濃度滲濾液污染地下水；堆肥的缺陷在于生活垃圾中可能含有重金屬垃圾；焚燒發(fā)電的缺陷在于焚燒發(fā)電技術是否穩(wěn)定達標、二噁英的控制、公眾的知情權問題。

生活垃圾焚燒發(fā)電是一個比較具體的技術或者產(chǎn)業(yè)問題。由于國家目前對資源、環(huán)境等問題的重視，學界也開始探索構建生活垃圾焚燒發(fā)電的理論架構。如今對生活垃圾焚燒發(fā)電領域的理論分析主要包括垃圾焚燒理論、垃圾焚燒發(fā)電管理制度及垃圾焚燒發(fā)電企業(yè)實踐。其中，垃圾焚燒理論主要包括基于投入-產(chǎn)出模型闡釋垃圾焚燒發(fā)電的環(huán)境評價體系[3-4]以及基于均衡分析的垃圾焚燒發(fā)電補償機制分析[5]。垃圾焚燒發(fā)電管理制度主要包括《生活垃圾污染控制法》《容器和包裝物的分類收集與循環(huán)法》及城市垃圾焚燒征稅實踐等[6]。垃圾焚燒發(fā)電企業(yè)實踐主要基于生命周期評價理論對生活垃圾收集及焚燒處理的處置實踐進行系統(tǒng)分析[7]。總的說來，對生活垃圾處理或焚燒發(fā)電問題的研究均從產(chǎn)業(yè)發(fā)展或技術需求等實際需要展開，其理論和邏輯高度還比較欠缺。

二、生活垃圾焚燒發(fā)電過程的技術細節(jié)

相比較生活垃圾焚燒發(fā)電的理論架構，對焚燒發(fā)電過程技術細節(jié)的研究更為豐富。生活垃圾焚燒發(fā)電原本就是滿足技術需求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展實際需要的問題。學術界對生活垃圾焚燒發(fā)電過程的技術細節(jié)研究主要包括技術優(yōu)缺點、垃圾焚燒爐類別及其優(yōu)缺點、可處理量核算、技術標準和發(fā)電過程中對二噁英、飛灰、滲濾液的處理等。

垃圾焚燒發(fā)電具有如下3個方面的優(yōu)點。第一，爐溫在850～1 100℃，可以有效殺滅細菌；第二，使垃圾體積減少85%～95%，實現(xiàn)有效減量化；第三，實現(xiàn)前期的金屬回收和焚燒爐余熱發(fā)電。垃圾焚燒發(fā)電也有一定的缺點。第一，發(fā)電量受垃圾收集量、垃圾含水率、垃圾燃燒的熱值和灰分等影響，發(fā)電量的穩(wěn)定性弱；第二，垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的二噁英等容易引起環(huán)境的再污染[8]。

垃圾焚燒爐的類別決定了焚燒程度和處理質(zhì)量。垃圾焚燒爐包括機械式爐排、旋轉(zhuǎn)窯、循環(huán)流化床。機械式爐排型焚燒爐借助機械的力量攪動生活垃圾；旋轉(zhuǎn)窯型焚燒爐借助有傾斜的旋轉(zhuǎn)窯并利用重力慣性作用翻轉(zhuǎn)生活垃圾；循環(huán)流化床型焚燒爐則將生活垃圾置于空中懸浮流動，使生活垃圾充分燃燒。從3種垃圾焚燒爐對垃圾處理和焚燒的質(zhì)量和程度看，循環(huán)流化床型焚燒爐具有較高的水準和處理效果。

可處理垃圾量的核算對生活垃圾焚燒發(fā)電規(guī)模設計具有決定性作用。中國城市居民人均生活垃圾日產(chǎn)生量為0.8～1.3 kg/人，通常取1.1 kg/人作為設計值。生活垃圾焚燒發(fā)電技術實施過程中，一般有生活垃圾可燃成分30%～40%、垃圾含水率50%以下、低位發(fā)熱值6 280kJ/kg以上、垃圾焚燒廠余熱鍋爐蒸汽參數(shù)達到中溫中壓參數(shù)以上（4 MPa和400℃）等技術要求。

處理二噁英、飛灰和滲濾液等是生活垃圾焚燒發(fā)電過程中最關鍵的技術細節(jié)。其中，處理二噁英一般依靠提高爐膛溫度、延長生活垃圾在高溫區(qū)的停留時間、增強爐膛內(nèi)混合強度和過量空氣系數(shù)等手段來實現(xiàn)。處理飛灰一般通過固化（直接密封、水泥固化、熔融固化、化學穩(wěn)定后固化）后填埋、燒制陶粒、用作凝石成巖劑原料等手段實現(xiàn)。處理滲濾液一般通過膜生物反應器、電解、催化濕式氧化、人工濕地處理等來完成[9]。

三、生活垃圾焚燒發(fā)電項目的風險-收益問題

生活垃圾處理具有公共物品性質(zhì)，加之在很大程度上因政府財力有限而不太愿意投入不能立馬看到政績和效益的項目，所以對生活垃圾焚燒處理的項目運作通常會采取與民營企業(yè)合作，如PPP、BOT、BOO、TOT、BOOT等方式。學術界近期對生活垃圾焚燒發(fā)電項目運作的研究主要圍繞項目的風險類別及規(guī)避機制、博弈問題、參與方損益和收益的影響因素等展開。

宋金波等人總結北京六里屯、天津雙港、山東菏澤等18個生活垃圾焚燒發(fā)電項目，指出其關鍵風險包括政治風險、法律風險、金融風險、技術風險、市場風險、運營風險、不可抗力風險和完工風險[10]。這8個大類的關鍵風險又可以分為16個小類，主要是政府決策風險、政府信用風險、法律風險、匯率變動風險、利率變動風險、通貨膨脹、技術風險、變更風險、垃圾供應風險、招投標風險、生產(chǎn)與維護風險、費用支付風險、項目移交風險、收益變化風險、不可抗力風險和完工風險[11]。規(guī)避風險的手段主要建立在風險分擔機制上，其中政府決策風險、法律風險、垃圾供應風險、費用支付風險主要由政府承擔；生產(chǎn)與維護風險、技術風險、變更風險主要由項目公司承擔；招投標風險、收益與成本變化風險、完工風險等由雙方共同承擔。

李郁芳等人基于利益集團理論在將生產(chǎn)者利益集團、消費者利益集團分別視為小集團和大集團的條件下，闡釋了生產(chǎn)者利益集團、消費者利益集團及作為規(guī)制機構的政府之間的委托代理關系。她指出，在垃圾焚燒發(fā)電項目的博弈中，作為小集團的生產(chǎn)者利益集團因?qū)贌哂型耆畔ⅲ軌虿扇　斑x擇性激勵”機制刺激集團成員或采取措施游說和俘獲規(guī)制機構，從而處于更強勢的地位[12]。博弈力量的不對等以及政府職能錯位導致垃圾焚燒發(fā)電項目博弈中犧牲業(yè)主利益。就生產(chǎn)者利益集團而言，其收益主要決定于現(xiàn)金流出和流入2個部分?，F(xiàn)金流出主要是建設成本和營運成本，主要包括建設期投資額、原材料費、能源動力費、維護成本、人力資源費等；現(xiàn)金流入主要是垃圾處理收入和上網(wǎng)發(fā)電收入，主要包括垃圾處理補貼量、單位垃圾處理補貼費、垃圾發(fā)電量、上網(wǎng)電價[13]。實際上，在生活垃圾焚燒發(fā)電項目中，垃圾熱值、單位垃圾處理補貼費和特許期等對垃圾焚燒發(fā)電項目收益有很大影響。

四、生活垃圾焚燒發(fā)電項目運作中關鍵問題的處理

生活垃圾焚燒發(fā)電項目運作流暢與否，與項目參與各方收益息息相關。由此，學術界對生活垃圾焚燒發(fā)電的研究，側重從環(huán)境學、管理學等視角展開，尤其側重對項目運作關鍵問題處理的細節(jié)性研究。

代春燕等人基于B-S定價模型理論構建了基于實物期權的垃圾焚燒發(fā)電CCER項目（中國自愿減排交易項目）投資價值評估模型。垃圾焚燒發(fā)電CCER項目存在投資的不可逆性、投資回報的不確定性、投資的成長性，其收益主要來自售電收入、政府補貼及核證減排量CCER收益等[14]。政府補貼是生活垃圾焚燒發(fā)電項目的重要收益來源之一，按照《國家發(fā)展改革委關于完善垃圾焚燒發(fā)電價格政策的通知》（2012年）的要求，每噸生活垃圾折算上網(wǎng)電量定為280 kWh，垃圾發(fā)電標桿電價定為0.65元/kWh。然而，不同地區(qū)不同的生活垃圾焚燒發(fā)電項目具有不同特征，對其補貼不能采用一刀切的方式。樊京春等人設計了以垃圾處理量為基礎，既適應于爐排爐，又適合循環(huán)流化床鍋爐技術的垃圾焚燒發(fā)電的電價補貼方法。主要步驟包括：第一，垃圾處理量和垃圾熱值（5 023 kJ/kg）的確定；第二，折算上網(wǎng)電量的確定，以垃圾處理量與折算系數(shù)的乘積為準；第三，核定由生活垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)生的實際上網(wǎng)電量，以全部實際上網(wǎng)電量乘以50%確定；第四，確定補貼額，垃圾發(fā)電的電價補貼標準維持在2005年燃煤脫硫標桿電價基礎上加0.25元/kWh的水平。補貼電量數(shù)按照如下標準確定：當折算上網(wǎng)電量小于實際上網(wǎng)電量的50%時，不補貼；當折算上網(wǎng)電量大于實際上網(wǎng)電量的50%且小于實際上網(wǎng)電量時，按折算上網(wǎng)電量補貼；當折算上網(wǎng)電量大于實際上網(wǎng)電量時，按實際上網(wǎng)電量補貼[15]。

BOT和PPP是生活垃圾焚燒發(fā)電項目運作中比較常見的融資和項目合作方式。生活垃圾焚燒發(fā)電項目中的BOT、PPP運作存在的細節(jié)問題處理，也是一個重要的研究議題，主要包括項目特許期、項目償付機制、項目稅收優(yōu)惠、項目競價標的設計、生活垃圾處理費定價等。

《市政公用事業(yè)特許經(jīng)營管理辦法》（2014年）規(guī)定，BOT項目的特許經(jīng)營期限應當根據(jù)行業(yè)特點、規(guī)模和經(jīng)營方式等綜合確定，最長不超過30年。一般而言，影響B(tài)OT項目特許期決策的因素包括折現(xiàn)率、建設期、項目總投資、垃圾處理費、上網(wǎng)電價、特許經(jīng)營協(xié)議中的相關條款、垃圾熱值、垃圾處理量、營運收入、營運成本。其中，前6個因素是確定性的，后4個因素具有可變性。宋金波等人基于CRYSTAL BALL 7.3.1軟件分別模擬了正常營運、垃圾熱值變化、垃圾處理量變化時特許經(jīng)營期限的確定問題，指出3種情況下特許期應分別確定為19年、23年和25年[16]。BOT項目的償付機制主要包括垃圾處理費+電價補貼、足額的垃圾處理費、足額的電價補貼和視為常規(guī)電廠，比較常見的模式是垃圾處理費+電價補貼方式。葉蘇東經(jīng)過參數(shù)分析和模擬，指出足額的垃圾處理費或者足額的電價補貼費更具發(fā)展?jié)摿17]。關于BOT項目的稅收優(yōu)惠政策，一般有不征收營業(yè)稅、增值稅即征即退或免征、所得稅“三免三減半”、進口稅收的免征等[18]。

垃圾焚燒發(fā)電PPP項目是政府以特許協(xié)議方式允許社會資本參與垃圾焚燒發(fā)電項目的設計、建設與營運，并賦予社會資本在特定時期內(nèi)對垃圾焚燒發(fā)電項目建設經(jīng)營權的項目運作方式。PPP更強調(diào)政府在項目運作過程中的全程參與、責任分擔和收益共享。PPP項目中競價標的設計、生活垃圾處理費定價、政府補貼等尤為重要?；诘蛢r競爭策略、政府采購中低價導向、招標監(jiān)管不力等原因，PPP項目的競價標的設計往往不太合理。PPP項目競價標的一般包括年服務費、年收益、投資下浮率、服務費單價、工程投資類總額或費用、特許經(jīng)營期限。PPP項目的競價標的必須充分遵循反映政府采購方需求和風險分配意愿、抑制社會資本的超額利潤、規(guī)避社會資本的投機行為、保證項目達到建設預期目的和便于操作，并在項目的不同發(fā)展階段采用不同的標的方案。在項目初步設計或施工圖已完成階段，宜采用融資年利率+垃圾處理單價補貼模式；在項目建議書和可行性研究報告已完成階段，宜采用垃圾處理單價補貼+工程總投資模式；在項目的其他階段，宜采用定額下浮率+投資內(nèi)部收益率模式[19]。

生活垃圾焚燒PPP項目的關鍵在于在特定時期內(nèi)，社會資本以獲得垃圾處理費收入、售電收入等方式取得投資回報，并在期限結束后以協(xié)議約定價格或者無償?shù)确绞綄㈨椖康乃袡?、?jīng)營權移交給政府。由于項目建設存在投資過大、建設成本超支、垃圾供應量不足或熱力值不達標等問題，生活垃圾焚燒PPP項目盈利狀況通常不太樂觀，需要政府采取垃圾處理費或電價補貼等方式確保項目有效運作。姚張峰等人詳細考察生活垃圾焚燒發(fā)電項目費用后，指出生活垃圾焚燒PPP項目補貼可按如下方式進行：投產(chǎn)后前2年按照69元/t支付，第3年按70元/t支付，第4年起按每3年基于物價指數(shù)進行調(diào)整的協(xié)議定價[20]。周麗媛指出，上網(wǎng)電價、經(jīng)營成本及調(diào)價機制、貸款利息、稅務支出等均會對垃圾處理費補貼產(chǎn)生較大影響，并基于PPP項目盈利但不暴利、資金內(nèi)部收益率與項目總投資內(nèi)部收益率的累計概率差值最大化等原則，指出PPP垃圾焚燒發(fā)電項目中政府支付垃圾補貼收入最好為 52元/t[21]。

五、生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)困境及發(fā)展策略

生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)是一個相對新興的行業(yè)，主要優(yōu)點是占地小、場地選擇易、處理時間短、減重減容比率高、最終處置的無害化程度高、可回收垃圾焚燒余熱等[22]。事實上，垃圾焚燒發(fā)電將導致正的外部效應。首先，垃圾焚燒發(fā)電獲取了生活垃圾減量化、資源化和無害化等環(huán)境效益。其次，垃圾焚燒發(fā)電節(jié)約土地資源和填埋成本。再次，垃圾焚燒發(fā)電可有效降低我國能源供求矛盾，實現(xiàn)能源安全。盡管生活垃圾焚燒發(fā)電有諸多優(yōu)點，但仍存在不少缺陷。第一，垃圾焚燒產(chǎn)生過量二噁英。垃圾中富含廚余垃圾、塑料和橡膠制品，導致含水率高、熱值低、有機成分高。第二，生活垃圾運輸、存儲和焚燒過程中，惡臭污染、燃燒控制及煙氣處理系統(tǒng)出現(xiàn)問題造成煙塵污染物污染，污水處理系統(tǒng)造成地表水污染、垃圾滲漏液造成地下水環(huán)境污染[23]。第三，垃圾焚燒發(fā)電關鍵技術設備的國產(chǎn)化替代，導致焚燒爐技術不過關，垃圾焚燒熱值較低且不穩(wěn)定。第四，部分垃圾焚燒廠的建設和管理不夠規(guī)范，且因垃圾堆積導致不達標焚燒廠關停較難。第五，二噁英在線監(jiān)測成本高，不定期抽檢使企業(yè)有機會不合規(guī)排放二噁英。第六，垃圾處理費非足額收取，上網(wǎng)電價偏低，政府補貼缺位，使垃圾焚燒發(fā)電企業(yè)營運艱難。同時，中國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)十分缺乏技術人才，單純依靠發(fā)電收入和政府補貼收入不足以支撐企業(yè)開展大規(guī)模技術創(chuàng)新，且技術中介機構的不發(fā)達嚴重影響了生活垃圾焚燒發(fā)電領域的自主創(chuàng)新。

垃圾焚燒發(fā)電是關系民生的基礎性公益事業(yè)，不宜簡單市場化，應由國家投資和運營管理，同時對垃圾焚燒發(fā)電廠嚴格監(jiān)管、獎懲分明、加強宣傳和有效疏導[24]。首先，應建立促進垃圾焚燒發(fā)電科學發(fā)展的有效機制，推進生活垃圾源頭減量，提倡生活垃圾分類收集，建立生活垃圾處理補貼機制，完善生活垃圾處理收費機制、生活垃圾發(fā)電電價補貼機制和生活垃圾處理協(xié)同融資政策機制。其次，加大對生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)或企業(yè)的補貼力度。確定合理的垃圾焚燒發(fā)電企業(yè)利潤率水平，制定科學的垃圾收集處理費征收制度，補貼垃圾供應不足的發(fā)電企業(yè)，設立專項基金扶持垃圾焚燒發(fā)電關鍵技術的攻關研究，加大垃圾焚燒發(fā)電的政府補貼。再次，加快垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的技術創(chuàng)新進度。積極培育和建成垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)龍頭企業(yè)，構建垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)學研平臺，加大對垃圾焚燒發(fā)電自主創(chuàng)新研究的資金支持力度。

六、結論

筆者從技術、項目、產(chǎn)業(yè)3個維度，以及理論架構、技術細節(jié)、項目風險-收益、項目運作發(fā)展、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等角度入手，綜合評述生活垃圾焚燒發(fā)電研究文獻，得到以下結論。

第一，生活垃圾焚燒發(fā)電的研究主要包括理論架構、技術細節(jié)、風險和收益、PPP或BOT運作方式、產(chǎn)業(yè)化運作困境與發(fā)展戰(zhàn)略。

第二，生活垃圾焚燒發(fā)電的研究多從管理學、工程學、環(huán)境學等領域入手。立足經(jīng)濟學分析視角，對生活垃圾焚燒發(fā)電的研究主要納入了產(chǎn)品生命周期理論、投入-產(chǎn)出分析、博弈論分析，但這些分析側重從產(chǎn)業(yè)或者項目等中觀或微觀尺度展開研究，缺乏立足于發(fā)展經(jīng)濟學、宏觀經(jīng)濟學、福利經(jīng)濟學等視角對生活垃圾焚燒發(fā)電與國民經(jīng)濟發(fā)展、國民福利提升關系的宏觀分析。

第三，由于生活垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)化進程較慢且存在諸多問題，相關研究多側重對生活垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的困境進行描述性闡釋，缺乏戰(zhàn)略研究。實踐界主要希望從提升垃圾處理費、上網(wǎng)電價補貼等方面出發(fā)解決生活垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中的困境問題。有鑒于此，未來研究可以側重立足于產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟學理論，強調(diào)從產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)價值鏈構建和產(chǎn)業(yè)附加值提升等維度探索生活垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)化發(fā)展路徑和發(fā)展戰(zhàn)略。