超5亿平方米土地被浪费!“光伏+垃圾场”爆发在即
寒冬的枯枝败叶上挂满了白色塑料袋;
销毁后的垃圾化成一缕缕浓烟,在城市上空弥漫;
人类站在垃圾山下,显得格外渺小……
2010,一部名为《垃圾围城》的纪录片,以残酷且直观的方式,将环境污染问题摆在人们的面前。而今13年过去,伴随着经济发展与城市化进程的快速推进,全球每年新增垃圾数量却依旧有增不减。
权威机构调查显示,仅在城市地区,全球每年制造的生活垃圾就超过20亿吨,如不采取有效措施,到2025年全球每年城市垃圾总量将达到34亿吨,到2050年,海洋中塑料的数量将会超过鱼类!
这样的说法并非危言耸听,在我国,每天就有近160万吨生活垃圾产生,快递箱、外卖盒、大大小小的塑料袋……人民的生活水平在不断提高,与之对应,近两年生活垃圾的数量也出现了指数级增长。
超5亿平方米土地被占用
面对“垃圾围城”,全球通用的处理方法不外乎以下三种:卫生填埋、高温堆肥、焚烧。
其中,又以垃圾填埋技术最为常见,因其操作简单、成本低,且可以处理所有种类的垃圾,而被世界各国广泛应用。目前,有90%的生活垃圾采用这种方式处理。
不过,垃圾填埋虽然技术成熟,却也并非尽善尽美。
一方面,填埋场内的垃圾在降解过程中会产生大量甲烷、C02等气体和渗滤液,对公众健康和周围环境产生危害,且持续时间可长达10-20年;另一方面,垃圾填埋通常需要大量土地,据“十三五”时期统计,我国生活垃圾堆存量已超80亿吨,占用土地面积5亿平方米,历史上包围老建成区的垃圾填埋场又被新建成区反包围,形成“插花式”抢地现象,浪费宝贵的土地资源。
假如,能够在这些“荒废”的土地上建设光伏电站,城市面貌或许会因此而大有不同。
前不久,杭州市能源集团对外发布招标公告,拟在天子岭垃圾填埋场建设光伏、储能、充电一体化绿色能源项目。据集团负责人介绍,该项目充分利用已封场的天子岭垃圾填埋区域,在草坪场区和综合体水泥屋面安装光伏和储能设施,装机容量约7.87兆瓦,配置1套200千瓦/400千瓦时储能系统。预计20年运营期内总发电量为14254万千瓦时,年均发电量712.71万千瓦时,减排二氧化碳14.21万吨。项目建成后,将成为国内最大的垃圾填埋场光伏储能项目,对于利用垃圾填埋场场地空间和建立清洁低碳、安全高效的现代能源体系具有示范意义。
在国外,“垃圾场+光伏”也是一对经典组合。
行业内,通常将垃圾填埋场分成建设、运营、封场、后续保养4个阶段,其中后续保养的时间最长,需要50年左右时间。只有在垃圾填埋场不再有渗滤液和废气排出时,才能把它视为“寿终正寝”。
迄今为止,已有数以万计的填埋场退役封场,如果封场后的土地不能及时进行规划并加以合理的开发利用,将会浪费土地、恶化环境。
研究表明:
垃圾填埋场封场初期的土地最为适宜建造太阳能光伏电站。垃圾填埋场选址都集中在城郊,光照充分且占地面积大,太阳能光伏电站的寿命一般在25年左右,电站运营期间不受填埋场气体的影响,只需少量维护光伏组件支架及基础即可适应场区地表的沉降,电站寿命期结束后可以被整体移除,将土地恢复到自然状态。
国外研究者提出,封场时间在20年以上的填埋场,场地基础已稳固,适合作各种体育运动场、各种球类的比赛场地、溜冰场、滑雪场、各种有舞台表演的地等,其土地综合开发利用的价值开始真正体现。
去年12月,美国CEP可再生能源公司、CS能源公司、Terrasmart公司、Lindsay Precast公司和NJR清洁能源投资公司刚刚在新泽西州橄榄山(Mount Olive)完成了一项25.6MWdc的垃圾填埋场太阳能项目,这是北美有史以来最大的垃圾填埋场太阳能项目。橄榄山项目将以前的垃圾填埋场改造成太阳能发电厂,同时使该镇收回近230万美元的税收。
美国俄亥俄州最大的垃圾填埋场光伏项目
CEP可再生能源公司表示,美国有超过1万个封闭的垃圾填埋场。其中一些垃圾填埋场甚至存在了几十年。然而,只有一小部分进行了重新开发,这归因于重新开发涉及许多相关挑战,包括所需的专门知识和复杂的程序。
2021年,美国洛基山研究所(RMI)发布的一份名为《垃圾填埋场拥有光明未来》的研究报告显示,如果将超过63GW的太阳能发电装机容量部署在美国不到一半的垃圾填埋场,每年能在全部50个州生产出83TWh的电力,足以为780万户家庭供电,创造超过66亿美元的电力收入。
在我国,已有的非正规填埋场及生活垃圾填埋场总量超过5000座。
2022年6月,生态环境部、国家发改委、工信部、住建部、交通部、农业农村部、国家能源局7部门联合印发《减污降碳协同增效实施方案》,方案提出,要研究利用已封场垃圾填埋场等污染地块,因地制宜规划建设光伏发电、风力发电等新能源项目。
这也是我国首次在政策层面明确提出,鼓励利用填埋场建设光伏、风力发电项目。
国内案例
2021年,沈阳老虎冲和大辛垃圾场开始进行封场工作,同年12月,记者从市市政公用局获悉,沈阳准备在垃圾场坡体上建设光伏发电装置的方式,推进可再生能源与生态环境协调发展,真正变“邻避效应”为“邻利效应”,助力沈阳早日实现碳达峰、碳中和。
2022年,南昌市麦园垃圾填埋场开建光伏发电项目,项目总投资2亿元,占地900亩,计划铺设9万余块光伏板。项目建成后,发电量可达近5000万度,可满足南昌市25000户家庭一年的用电。该垃圾场生活垃圾日均处理量为2400吨,占南昌市全市生活垃圾处理量的一半以上。
西藏桑珠孜区一排排光伏电站十分壮观,该光伏电站装机容量30MW,通过土地流转的形式取得土地使用权,占地面积900余亩。运营年限内土地租金共计2232万元,前5年土地租金共计300万元,已发放至村民手中。
今年5月,上市公司洪城环境在回答投资者提问时表示,借助新能源产业政策的红利,公司目前正在麦园循环经济产业园中的垃圾填埋场80亩范围内进行光伏发电项目阶段性建设。
国外案例
2009年,德国汉堡威廉斯堡就利用一座堆积着建筑废料、生活垃圾和各种工业废弃物的垃圾山建设了一座光伏+风力发电站,一期光伏发电装机容量为500千瓦。2011年进行了二期项目,建设了一座装机容量3400千瓦的风力发电机组,并把光伏发电总装机量增加至700千瓦,被用于供给该区4000户居民的用电。
2011年11月,由新奥美国公司运营的美国新泽西州Edgeboro垃圾填埋场4.3MW光伏电站项目正式建成并顺利实现并网发电.该项目选择在当地一个垃圾填埋场的南坡开发、建设光伏电站,综合利用废置的土地资源进行绿色能源开发。项目光伏总装机容量达到了4.3MW,预计未来20年可向电网提供超过1亿度的清洁电力。
2014年6月,美国纽约在一块面积为5.2公顷的垃圾填埋场场地建设光伏电站,总装机容量2.316MW,年发电量为2,946,501kWh。同年10月,美国新泽西利用1987年封闭的Kinsley垃圾填埋场建设光伏发电项目,总装机容量达11.18MW,每年可为两千户家庭提供电力。
2015年开始建设的日本山口市垃圾填埋场项目在1.98万平方米用地上铺设了4872块中国制造的光伏板,装机容量1.24MW,预计年发电量约为147.9万kWh,等于约410户普通家庭的年用电量。
日本山口市垃圾填埋场光伏项目
2020年8月,阿联酋第三大酋长国沙迦宣布,计划建设阿联酋第一座垃圾发电和太阳能发电相结合的电站。
据悉,该项目将由Beeah公司和阿布扎比清洁能源公司Masdar的合资企业具体实施,将在2021年分两个阶段启动。第一阶段先将27公顷的垃圾填埋场改造成装机量为24兆瓦的太阳能发电场,第二阶段将再改造20公顷的垃圾填埋场,安装16兆瓦的太阳能发电设施。
“垃圾场+光伏”的优势
1、随着碳达峰、碳中和目标的快速推进,减排至关重要,建设光伏电站可实现固废清洁处理和绿色节能发电。
2、缓解电网压力,给电力需求高的地区提供备用电力,保障电力储备充足。
3、节约土地资源,保护生态环境,实现了经济效益、社会效益和生态效益的有机结合。
4、有效整合当地资源,合理布局、创新处理城市固废的循环经济示范形象。
不过,垃圾填埋场毕竟是填埋垃圾的场地,在上面建设光伏发电项目,难度不小!
下图为安徽安庆市垃圾填埋厂10MW光伏并网电站应用示范项目可研报告,涉选址,组件、逆变器选型,安装方式,方阵设计,收益分析等多个环节,方便大家参考。
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