垃圾發(fā)電是把各種垃圾收集后，進行分類處理。一是對燃燒值較高的進行高溫焚燒，徹底消滅病源性生物和腐蝕性有機要物，在高溫焚燒中產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為高溫蒸氣，推動渦輪機轉(zhuǎn)動，使發(fā)電機產(chǎn)生電能。二是對不能燃燒的有機物進行發(fā)酵、厭氧處理，最后干燥脫硫，產(chǎn)生甲烷，再經(jīng)燃燒推動渦輪機轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機產(chǎn)生電能。

　　具體步驟包括：垃圾由運輸車運至焚燒廠，經(jīng)地磅稱重后，開至卸料門，卸到垃圾池。垃圾吊車將垃圾送入給料斗，并送入爐內(nèi)，在焚燒爐內(nèi)燃燒，垃圾在850～1100度的高溫下經(jīng)過干燥、燃燒和燃燼三個階段充分燃燒。

通過DCS自動控制系統(tǒng)和自動燃燒控制系統(tǒng)能夠即時監(jiān)控和調(diào)整爐內(nèi)垃圾的燃燒工況，及時調(diào)節(jié)爐排運行速度和燃燒空氣量。燃燒的火焰及垃圾焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓?jīng)自然循環(huán)鍋爐，產(chǎn)生高溫蒸汽，為汽輪發(fā)電機組提供汽源。

　　一、垃圾焚燒發(fā)電是未來主流的垃圾處理方式

　　垃圾焚燒發(fā)電符合“無害化、減量化、資源化”三原則。減量化是指垃圾焚燒后，一般體積可減少90%以上，重量減輕80%以上。垃圾焚燒后再填埋，可以有效地減少對土地資源的占用。

　　無害化是指高溫焚燒后可消除垃圾中大量有害病菌和有毒物質(zhì)，可有效地控制二次污染。生活垃圾經(jīng)過焚燒后，垃圾中原有二噁英得到分解，向空氣排放的二噁英相當(dāng)于原有含量的1%。

　　資源化是指垃圾焚燒后產(chǎn)生的熱能可用于發(fā)電供熱，實現(xiàn)資源的綜合利用。垃圾發(fā)電還能節(jié)約煤炭資源。國際上通常認為垃圾的平均低位熱值能達到3000kcal/kg，標準煤的熱值是7000kcal/kg，大約燃燒2.3噸垃圾可節(jié)約1噸煤。

　　截至2016年末，我國總?cè)丝?3.83億人，其中城鎮(zhèn)人口占比為57.35%，這給城鎮(zhèn)生活環(huán)境帶來了極大壓力，尤其是城鎮(zhèn)生活垃圾的處理。

　　按照城鎮(zhèn)日人均垃圾產(chǎn)量1kg計算，2016年，我國城鎮(zhèn)垃圾產(chǎn)生量高達2.89億噸，再加上農(nóng)村大量的生活垃圾沒有進入處理的行列，我國生活垃圾狀況非常嚴峻，很多省市已經(jīng)出現(xiàn)了垃圾圍城的情況。

　　由于我國垃圾清運量遠低于垃圾產(chǎn)生量，而且目前的差距有逐漸增大的趨勢，雖然垃圾的無害化處理率逐年增加，但仍顯不足。

　　目前我國垃圾處理以衛(wèi)生填埋處理為主導(dǎo)，但焚燒處理優(yōu)勢明顯、增速較快，成為“十三五”的重點規(guī)劃對象，2016年9月22日發(fā)布的《“十三五”全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》提出，“十三五”期間全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理新建項目僅考慮焚燒和填埋兩種技術(shù)路線，焚燒處理能力將由2014年的焚燒占比29%(全國城鎮(zhèn)生活垃圾處理能力70.16萬噸/日)上升至2020年的50%(全國城鎮(zhèn)垃圾處理能力計劃達到104.09萬噸/日)。

　　二、垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)市場空間

　　2015年美國垃圾焚燒占固廢處置的比重為13%，美國垃圾焚燒方式處理量為3000萬噸，垃圾焚燒處置費換算人民幣約為400元/噸，電價換算人民幣約為0.24元/ KWh，對應(yīng)垃圾焚燒市場規(guī)模為150億元。

　　根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2015年中國垃圾焚燒占生活垃圾無害化處理量的34%，實際處理量達到6176萬噸，垃圾焚燒處置費約65元/噸，每噸垃圾發(fā)電量280 KWh，單價為0.65元/KWh，按85%的上網(wǎng)比例測算，垃圾處置和發(fā)電收入加總市場規(guī)模為146億元。

　　從垃圾焚燒處理量來看，中國是美國的2倍，但目前市場規(guī)模差不多，主要因為美國每噸垃圾處置費較高。根據(jù)《“十三五”全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》，到2020年末目標達到59.1萬噸/日，同比增長151%，預(yù)計屆時我國垃圾焚燒處理量有望達到美國的5倍以上，如處理費用和上網(wǎng)電價不變，市場規(guī)模也將達到美國的2.6倍。

　　圖1 美國和中國垃圾處理方式和占比

　　來源：EPA、Energy Recovery Council

　　根據(jù)“十三五”規(guī)劃，垃圾焚燒行業(yè)處理能力2015-2020年均復(fù)合增速將達20%。截至2015年底，我國共建成生活垃圾焚燒設(shè)施257座，總處理能力23.5萬噸/日，年焚燒垃圾6577萬噸，占無害化處理總量的28.3%，垃圾焚燒行業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大，行業(yè)上升態(tài)勢明顯。

　　這主要是因為：(1)垃圾產(chǎn)生量和清運量持續(xù)提升，我國城市垃圾清運量由2010年的1.58億噸上升到1.91億噸，年均復(fù)合增速3.9%，(2)垃圾焚燒占有率快速提升，垃圾焚燒占生活垃圾無害化處理量的比例從2010年的19%增長到2015年的34%。　　

　　根據(jù)“十三五”規(guī)劃，到2020年底全國城鎮(zhèn)生活垃圾焚燒處理設(shè)施能力占無害化處理總能力50%以上，其中東部地區(qū)占60%以上，根據(jù)規(guī)劃2020年垃圾焚燒處理能力達59萬噸/日，“十三五”生活垃圾焚燒處理能力年復(fù)合增長率將達20%。

　　城市化水平不斷提升帶動垃圾處理需求。從2007年到2015年我國城市化率從45.9%增長到56.1%，根據(jù)“十三五”規(guī)劃到2020年我國常住人口城市化率將提升到60%。隨著城市化率提升，大量人口涌入城市，產(chǎn)生的垃圾帶動了垃圾焚燒發(fā)電處理需求。

　　同時國家對環(huán)境保護日益重視，根據(jù)《“十三五”全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》等文件，到2020年底，城市生活垃圾焚燒處理能力占無害化處理總能力的50%以上，其中東部地區(qū)達到60%以上。相較于美國，我國對垃圾處理環(huán)保要求更高，對垃圾焚燒處理的重視程度更強，推動力度更大。

　　根據(jù)國家“十三五規(guī)劃”，假設(shè)2016-2020年每年新增7.1萬噸/日焚燒處理能力，按當(dāng)前80%的產(chǎn)能利用率、65元/噸的垃圾處理單價、280KWh/噸的垃圾發(fā)電量和0.65元/KWh的上網(wǎng)電價、85%的上網(wǎng)比例測算，則垃圾發(fā)電運營市場到2020年將達到390億元的規(guī)模，十三五期間總運營市場規(guī)模將達到1450億元。

　　單位垃圾處理能力的投資成本為40萬元/(噸/日)，則對應(yīng)2016-2020年每年垃圾焚燒總投資為285億元，典型的垃圾發(fā)電項目投資結(jié)構(gòu)看，工程土建、工程安裝、設(shè)備以及其他分別占比25%、13%、38%、24%，則2016-2020年平均每年垃圾發(fā)電工程市場規(guī)模為108億元，設(shè)備市場規(guī)模為109億元，十三五期間垃圾發(fā)電總工程及設(shè)備市場規(guī)模分別達到542億元和546億元。十三五期間垃圾焚燒總市場規(guī)模達到2538億元。

　　三、垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀

　　據(jù)統(tǒng)計， 2016年垃圾焚燒發(fā)電中標/簽約項目約為147個，2017年前三季度垃圾焚燒發(fā)電中標/簽約項目約為54個。

　　圖2 垃圾發(fā)電項目中標/簽約數(shù)

　　來源：政府部門公告

圖3 2016年底全國在運行垃圾發(fā)電項目

　　來源：中國工業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)庫

　　以上述垃圾焚燒發(fā)電項目計算， 2016年垃圾發(fā)電項目投資額超過600億元，增長速度較快。2017年前三季度垃圾發(fā)電項目投資額約為274億元。已經(jīng)遠超十三五規(guī)劃的年均投資額，預(yù)計2019和2020年垃圾焚燒發(fā)電投資規(guī)模將大幅縮水。

　　圖4 垃圾發(fā)電項目總投資額(億)

　　來源：政府部門公告

　　垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)項目采取招投標形式。從2017年前三季度中標結(jié)果看，整個垃圾發(fā)電市場的集中度較高，前5家中標企業(yè)就占據(jù)了近54%的市場份額。港股上市的固廢處理龍頭光大國際在山東、江蘇、廣東、海南、浙江等地獲得了多個項目，市場份額達24%。其次為上市公司盛運股份和首創(chuàng)環(huán)境，份額分別為11%和7%。

　　垃圾收運量、噸垃圾發(fā)電量、噸垃圾處置費等是決定垃圾項目回報率的重要因素。垃圾收運量主要由一個城市的垃圾產(chǎn)生量以及收運體系是否健全決定，垃圾產(chǎn)生量又受人口及人均垃圾產(chǎn)生量影響，這與一個地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)達水平息息相關(guān)。

　　垃圾收運量直接決定了垃圾焚燒廠的產(chǎn)能利用率。噸垃圾發(fā)電量主要受熱值影響。從成分上說，塑料類、紙類、布類對熱值的貢獻很大。水分越高，熱值越低。發(fā)達城市有機物尤其是廚余非常高，紙類含量也會高于其它城市，紙類或塑料含量高會使其C、H、O元素的含量較高，熱值會相對較高。

　　噸垃圾處置費取決于當(dāng)?shù)卣▋r，一般垃圾量大、熱值高的地方垃圾處置費可能低些，相應(yīng)單位產(chǎn)能投資高的地方垃圾處置費可能高些。根據(jù)2017年擬建的垃圾發(fā)電項目噸處理費情況，四線、五線城市的垃圾處置費相對較高。

　　目前垃圾焚燒行業(yè)主要的參與者包括：康恒環(huán)境、光大國際、中國環(huán)境保護集團、北京控股、啟迪桑德、深圳能源、綠色動力環(huán)保、上海環(huán)境、瀚藍環(huán)境、首創(chuàng)環(huán)境等國企，錦江環(huán)境、重慶三峰、盛運環(huán)保、浙江旺能、粵豐環(huán)保、中國天楹、圣元環(huán)保、偉明環(huán)保、盈峰環(huán)境等民營企業(yè)和威立雅中國等少數(shù)外企。垃圾焚燒行業(yè)的參與者以國企和民企為主，國企市占率大約53%，民企市占率大約45%，外企市占率大約2%。（來源：國金投行產(chǎn)業(yè)觀察）