寒冬的枯枝敗葉上掛滿了白色塑料袋;
銷毀后的垃圾化成一縷縷濃煙,在城市上空彌漫;
人類站在垃圾山下,顯得格外渺小……
2010,一部名為《垃圾圍城》的紀錄片,以殘酷且直觀的方式,將環境污染問題擺在人們的面前。而今13年過去,伴隨著經濟發展與城市化進程的快速推進,全球每年新增垃圾數量卻依舊有增不減。
權威機構調查顯示,僅在城市地區,全球每年制造的生活垃圾就超過20億噸,如不采取有效措施,到2025年全球每年城市垃圾總量將達到34億噸,到2050年,海洋中塑料的數量將會超過魚類!
這樣的說法并非危言聳聽,在我國,每天就有近160萬噸生活垃圾產生,快遞箱、外賣盒、大大小小的塑料袋……人民的生活水平在不斷提高,與之對應,近兩年生活垃圾的數量也出現了指數級增長。
超5億平方米土地被占用
面對“垃圾圍城”,全球通用的處理方法不外乎以下三種:衛生填埋、高溫堆肥、焚燒。
其中,又以垃圾填埋技術最為常見,因其操作簡單、成本低,且可以處理所有種類的垃圾,而被世界各國廣泛應用。目前,有90%的生活垃圾采用這種方式處理。
不過,垃圾填埋雖然技術成熟,卻也并非盡善盡美。
一方面,填埋場內的垃圾在降解過程中會產生大量甲烷、C02等氣體和滲濾液,對公眾健康和周圍環境產生危害,且持續時間可長達10-20年;另一方面,垃圾填埋通常需要大量土地,據“十三五”時期統計,我國生活垃圾堆存量已超80億噸,占用土地面積5億平方米,歷史上包圍老建成區的垃圾填埋場又被新建成區反包圍,形成“插花式”搶地現象,浪費寶貴的土地資源。
假如,能夠在這些“荒廢”的土地上建設光伏電站,城市面貌或許會因此而大有不同。
前不久,杭州市能源集團對外發布招標公告,擬在天子嶺垃圾填埋場建設光伏、儲能、充電一體化綠色能源項目。據集團負責人介紹,該項目充分利用已封場的天子嶺垃圾填埋區域,在草坪場區和綜合體水泥屋面安裝光伏和儲能設施,裝機容量約7.87兆瓦,配置1套200千瓦/400千瓦時儲能系統。預計20年運營期內總發電量為14254萬千瓦時,年均發電量712.71萬千瓦時,減排二氧化碳14.21萬噸。項目建成后,將成為國內最大的垃圾填埋場光伏儲能項目,對于利用垃圾填埋場場地空間和建立清潔低碳、安全高效的現代能源體系具有示范意義。
在國外,“垃圾場+光伏”也是一對經典組合。
行業內,通常將垃圾填埋場分成建設、運營、封場、后續保養4個階段,其中后續保養的時間最長,需要50年左右時間。只有在垃圾填埋場不再有滲濾液和廢氣排出時,才能把它視為“壽終正寢”。
迄今為止,已有數以萬計的填埋場退役封場,如果封場后的土地不能及時進行規劃并加以合理的開發利用,將會浪費土地、惡化環境。
研究表明:
垃圾填埋場封場初期的土地最為適宜建造太陽能光伏電站。垃圾填埋場選址都集中在城郊,光照充分且占地面積大,太陽能光伏電站的壽命一般在25年左右,電站運營期間不受填埋場氣體的影響,只需少量維護光伏組件支架及基礎即可適應場區地表的沉降,電站壽命期結束后可以被整體移除,將土地恢復到自然狀態。
國外研究者提出,封場時間在20年以上的填埋場,場地基礎已穩固,適合作各種體育運動場、各種球類的比賽場地、溜冰場、滑雪場、各種有舞臺表演的地等,其土地綜合開發利用的價值開始真正體現。
去年12月,美國CEP可再生能源公司、CS能源公司、Terrasmart公司、Lindsay Precast公司和NJR清潔能源投資公司剛剛在新澤西州橄欖山(Mount Olive)完成了一項25.6MWdc的垃圾填埋場太陽能項目,這是北美有史以來最大的垃圾填埋場太陽能項目。橄欖山項目將以前的垃圾填埋場改造成太陽能發電廠,同時使該鎮收回近230萬美元的稅收。
美國俄亥俄州最大的垃圾填埋場光伏項目
CEP可再生能源公司表示,美國有超過1萬個封閉的垃圾填埋場。其中一些垃圾填埋場甚至存在了幾十年。然而,只有一小部分進行了重新開發,這歸因于重新開發涉及許多相關挑戰,包括所需的專門知識和復雜的程序。
2021年,美國洛基山研究所(RMI)發布的一份名為《垃圾填埋場擁有光明未來》的研究報告顯示,如果將超過63GW的太陽能發電裝機容量部署在美國不到一半的垃圾填埋場,每年能在全部50個州生產出83TWh的電力,足以為780萬戶家庭供電,創造超過66億美元的電力收入。
在我國,已有的非正規填埋場及生活垃圾填埋場總量超過5000座。
2022年6月,生態環境部、國家發改委、工信部、住建部、交通部、農業農村部、國家能源局7部門聯合印發《減污降碳協同增效實施方案》,方案提出,要研究利用已封場垃圾填埋場等污染地塊,因地制宜規劃建設光伏發電、風力發電等新能源項目。
這也是我國首次在政策層面明確提出,鼓勵利用填埋場建設光伏、風力發電項目。
國內案例
2021年,沈陽老虎沖和大辛垃圾場開始進行封場工作,同年12月,記者從市市政公用局獲悉,沈陽準備在垃圾場坡體上建設光伏發電裝置的方式,推進可再生能源與生態環境協調發展,真正變“鄰避效應”為“鄰利效應”,助力沈陽早日實現碳達峰、碳中和。
2022年,南昌市麥園垃圾填埋場開建光伏發電項目,項目總投資2億元,占地900畝,計劃鋪設9萬余塊光伏板。項目建成后,發電量可達近5000萬度,可滿足南昌市25000戶家庭一年的用電。該垃圾場生活垃圾日均處理量為2400噸,占南昌市全市生活垃圾處理量的一半以上。
西藏桑珠孜區一排排光伏電站十分壯觀,該光伏電站裝機容量30MW,通過土地流轉的形式取得土地使用權,占地面積900余畝。運營年限內土地租金共計2232萬元,前5年土地租金共計300萬元,已發放至村民手中。
今年5月,上市公司洪城環境在回答投資者提問時表示,借助新能源產業政策的紅利,公司目前正在麥園循環經濟產業園中的垃圾填埋場80畝范圍內進行光伏發電項目階段性建設。
國外案例
2009年,德國漢堡威廉斯堡就利用一座堆積著建筑廢料、生活垃圾和各種工業廢棄物的垃圾山建設了一座光伏+風力發電站,一期光伏發電裝機容量為500千瓦。2011年進行了二期項目,建設了一座裝機容量3400千瓦的風力發電機組,并把光伏發電總裝機量增加至700千瓦,被用于供給該區4000戶居民的用電。
2011年11月,由新奧美國公司運營的美國新澤西州Edgeboro垃圾填埋場4.3MW光伏電站項目正式建成并順利實現并網發電.該項目選擇在當地一個垃圾填埋場的南坡開發、建設光伏電站,綜合利用廢置的土地資源進行綠色能源開發。項目光伏總裝機容量達到了4.3MW,預計未來20年可向電網提供超過1億度的清潔電力。
2014年6月,美國紐約在一塊面積為5.2公頃的垃圾填埋場場地建設光伏電站,總裝機容量2.316MW,年發電量為2,946,501kWh。同年10月,美國新澤西利用1987年封閉的Kinsley垃圾填埋場建設光伏發電項目,總裝機容量達11.18MW,每年可為兩千戶家庭提供電力。
2015年開始建設的日本山口市垃圾填埋場項目在1.98萬平方米用地上鋪設了4872塊中國制造的光伏板,裝機容量1.24MW,預計年發電量約為147.9萬kWh,等于約410戶普通家庭的年用電量。
日本山口市垃圾填埋場光伏項目
2020年8月,阿聯酋第三大酋長國沙迦宣布,計劃建設阿聯酋第一座垃圾發電和太陽能發電相結合的電站。
據悉,該項目將由Beeah公司和阿布扎比清潔能源公司Masdar的合資企業具體實施,將在2021年分兩個階段啟動。第一階段先將27公頃的垃圾填埋場改造成裝機量為24兆瓦的太陽能發電場,第二階段將再改造20公頃的垃圾填埋場,安裝16兆瓦的太陽能發電設施。
“垃圾場+光伏”的優勢
1、隨著碳達峰、碳中和目標的快速推進,減排至關重要,建設光伏電站可實現固廢清潔處理和綠色節能發電。
2、緩解電網壓力,給電力需求高的地區提供備用電力,保障電力儲備充足。
3、節約土地資源,保護生態環境,實現了經濟效益、社會效益和生態效益的有機結合。
4、有效整合當地資源,合理布局、創新處理城市固廢的循環經濟示范形象。
不過,垃圾填埋場畢竟是填埋垃圾的場地,在上面建設光伏發電項目,難度不?。?/span>
下圖為安徽安慶市垃圾填埋廠10MW光伏并網電站應用示范項目可研報告,涉選址,組件、逆變器選型,安裝方式,方陣設計,收益分析等多個環節,方便大家參考。
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