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什么是垃圾能源？

垃圾焚烧发电

垃圾能源指的是将城市固体废物（MSW）转化为热量或电力的过程。 MSW 由三部分组成：生物质、非生物质可燃材料和不可燃材料。^[1] 将垃圾转化为电力是抵消废物产生的一种相对简单的方法，尤其是在处理不可重复使用、不可回收的材料时。最常见的垃圾能源形式是焚烧。此过程通常被称为垃圾焚烧发电（WtE）。

什么是焚烧？

焚烧将垃圾转化为灰烬、烟气和热量。垃圾在接近 1000°C 的温度下燃烧，使废物质量减少 80-85%，体积减少 90-95%。高温可以分解有机化合物，极大地简化了医疗废物和其他危险物质的处理。

垃圾焚烧发电厂

垃圾焚烧发电厂的运作方式类似于传统的燃煤发电厂。被认为安全燃烧的固体废物进入一个燃烧室，在接近 1000°C 的温度下焚烧。该反应产生的热量用于将水加热成蒸汽，进而驱动涡轮机发电。^[2] 在此过程中，二氧化碳作为副产物释放，但它比垃圾填埋场释放的甲烷是一种弱得多的温室气体。^[3]

垃圾焚烧发电厂替代方案的问题

垃圾焚烧发电厂的两种主要替代方案是出口废物或将其送往垃圾填埋场。从历史上看，美国约三分之一的废物出口到中国。^[4] 然而，2017 年，中国禁止进口来自外国的大部分塑料废物，导致美国有 3700 万吨额外废物需要处理。^[4] 美国约 50% 的垃圾最终被送往 2000 个美国垃圾填埋场中的一个。^[5] 大多数垃圾填埋场捕获并收集气体排放，但美国环保署估计，至少 25% 的美国垃圾填埋场甲烷会逸散到周围环境中。这有可能渗入地下水并对附近的城市造成负面影响。随着美国人口的持续增长和垃圾量的增加，对更多垃圾填埋场的需求将大幅增加；然而，寻找大型垃圾填埋场的空间问题也会随之加剧。

公众认知

垃圾焚烧发电厂

公众对垃圾填埋场的认知处于历史最低点，这表明需要新的城市废物管理方法。垃圾焚烧发电厂通常比垃圾填埋场更受欢迎，但并非所有人都知道它们是什么。技术上的缺乏并不会阻碍各国使用垃圾焚烧发电厂，但负面的公众认知或缺乏了解会。研究表明，缺乏了解与温哥华的公众抵制有关；只有 22% 的受访者认为垃圾焚烧发电设施比垃圾填埋场和材料回收更受欢迎，因为大多数人更喜欢简单的回收利用。^[6] 改变垃圾焚烧发电的“肮脏”声誉对于其被接受至关重要。这种污名化过去、现在和将来都会阻止垃圾焚烧发电技术的推广。例如，在 1984 年的美国得克萨斯州奥斯汀，政府由于公众持续的反对而无法实现将垃圾焚烧发电引入该市的计划；然而，在同一时期，巴尔的摩却在庆祝其第一个垃圾焚烧发电厂的开业，该发电厂至今仍在运营，且没有政府补贴。^[7]

环保人士也意见不一。许多人认为这很好，因为无论如何都会产生垃圾，而且这会使垃圾远离垃圾填埋场。然而，也有一些反对派，因为他们认为垃圾不是可再生能源，并且会造成对垃圾的依赖。一群纽约环保人士致信美国能源部执行主任，表达了他们对将垃圾焚烧发电列为可再生能源的担忧，因为 MSW 主要来自不可再生资源。^[8]

美国公众认知的兴衰

美国早期对垃圾焚烧发电的接受和反对可以分为三波。

第一波

第一波始于 19 世纪 80 年代，原因是城市人口增长导致废物产量增加。^[9] 垃圾焚烧发电厂的概念很快被接受，导致纽约建造了第一台焚化炉。然而，该焚化炉很快就被废弃，因为当时的美国废物流比欧洲设计所能处理的废物流潮湿得多，需要更多的能量来燃烧废物。^[9]

第二波

1900 年，美国将 WtE 工厂改造为高效处理潮湿垃圾流，而无需输入大量能量，从而开启了第二波热潮。当电视广告和其他媒体鼓励浪费性包装，例如塑料瓶时，这场热潮就消退了。 这导致进入 WtE 工厂的垃圾流发生变化。这些垃圾流包含前所未有的塑料材料，这些材料在燃烧时会释放有害气体。

第三波

1980 年，人们开始担心寻找更多垃圾填埋场的空间，从而开启了最后的热潮。里根政府鼓励将 MSW 焚烧设施，即 WtE 工厂私有化。 私有化以及有利的税法变化和工业发展债券使 WtE 项目对环保署具有吸引力。

到 1990 年，美国有 140 座焚化炉。 然而，八年后，提出的焚化炉数量几乎是这个数字的两倍，但最终都被取消了。这就是反焚化运动的起源。尽管焚化炉配有洗涤器，可以去除烟囱中大部分毒素，但有一种名为二恶英的毒素含量很高。 二恶英是已知的致癌物质。一位名叫 Barry Commoner 的科学家提高了公众对这种致癌物质的认识。因此，在 1980 年代后期，二恶英排放标准变得更加严格。 然而，所有为符合空气质量法规而去除的毒素最终都排入了残余灰烬。处理残余灰烬很昂贵，因为它必须送到专门的垃圾填埋场，以阻止重金属等毒素渗入地下水。这让公众不禁怀疑，一个产生如此危险物质的过程是否应该继续实施。

案例研究

欧洲的 WtE

瑞典

瑞典政府已投入数十亿美元用于补贴和合同，用于大规模建设 WtE 工厂，这些工厂的成本在 1.5 亿美元到 2.3 亿美元之间。 这种大规模建设给瑞典带来一个奇怪的问题：这些工厂的总垃圾处理能力现已超过瑞典产生的垃圾量，因此瑞典不得不从其他国家进口大量所需的垃圾。向瑞典出口垃圾的国家实际上要向瑞典支付费用来处理垃圾，但这最终也为他们节省了资金，因为他们也像瑞典一样面临着昂贵的垃圾填埋税，他们正试图避免这种税费。 瑞典官员和决策者很可能预料到垃圾短缺，但认为这可以作为一种产生利润的方式。鉴于瑞典的政府文化，他们几乎肯定会继续寻找通过 WtE 工厂最大限度地提高能源生产的方法。

虽然瑞典政府一直在积极支持 WtE，但国内以及北欧其他地区的团体也表达了反对意见。一个名为“零浪费者”的环保组织一直在公开反对 WtE。 “零浪费者”认为所有废物都应该回收或再利用，任何形式的废物都不应该送往垃圾填埋场或 WtE 工厂。具体而言，他们认为回收比焚化更实际。此外，他们对这些工厂的资金来源方式提出了异议。这些工厂是由获得政府合同的私人公司建造的。由于这些公司的目标是盈利，因此他们需要稳定的垃圾供应来维持工厂运行并产生收入。“零浪费者”认为，要求这种垃圾供应会减少人们回收的需求，因此在环境和经济上都是更浪费的。

瑞典对 WtE 的反对为工程、决策和公民之间的互动提供了有趣的视角。虽然工程师、科学家和决策者普遍认为 WtE 是比垃圾填埋场更安全的环保替代方案，但“零浪费者”等团体继续反对它，仅仅因为它们仍然会排放二氧化碳。此外，与“零浪费者”的说法相反，随着更多 WtE 工厂的建设，瑞典的回收率实际上有所提高。 可以说，这种脱节是由于瑞典政府在未真正征求公众意见的情况下就推进这些项目，同时在向公众传达 WtE 科学和益处方面做得不够好。

挪威

与瑞典一样，挪威也投资了全国各地的 WtE 工厂。不出所料，挪威也面临着垃圾短缺问题，不得不从邻国进口垃圾。 根据第一手访谈，挪威公民似乎比瑞典人更支持 WtE，但反对意见确实存在。挪威的环保组织提出了与瑞典“零浪费者”类似的论点，但挪威的 WtE 工厂不太可能在短期内停止运营。

北美的 WtE

美国目前有 86 座垃圾焚烧发电厂，而瑞典只有 32 座。然而，美国的人口是瑞典的 30 多倍，因此美国焚化的垃圾比例要小得多。WtE 工厂在人口稠密的地区最为常见，这些地区的房价很高，因此挖掘新的垃圾填埋场的成本很高。美国东北部各州和佛罗里达州集中了美国大多数的 WtE 工厂。

由于排放物，特别是二恶英，美国公众对焚化炉的态度在 1960 年代和 1970 年代发生了很大转变。二恶英是美国在越南战争中用于摧毁农作物和丛林的橙剂中最毒的成分。这些化学物质对暴露在其中的越南人造成了可怕的持久影响，导致畸形、基因突变和癌症。然而，在 1970 年的《清洁空气法》颁布后，WtE 工厂必须符合更严格的排放标准。根据 Covanta 首席可持续发展官 Paul Gilman 的说法，WtE 现在比燃煤更清洁，释放的温室气体和二恶英更少。

环保署现在将 WtE 列为可再生能源，但优先考虑减少、再利用和回收，而不是焚化。据全球焚化炉替代方案联盟美国协调员 Dave Ciplet 称，“通过回收材料，你可以节省的能量是焚化这些材料产生能量的三到五倍”。

虽然公众支持回收计划，但县政府要么推广回收，要么建设焚化炉，但不会同时做这两件事。建设焚化炉很昂贵，因此大多数焚化炉都有最低的垃圾处理要求。如果回收计划减少了垃圾，那么当地政府将不得不进口垃圾以满足成本要求，否则他们可能会违反贷款协议。因此，虽然焚化炉和回收是伟大的 MSW 管理系统，但它们会相互竞争。

不幸的是，美国的回收率正在停滞不前；过去十年，回收率几乎没有提高，徘徊在 34% 左右。 回收的经济可行性取决于从回收的商品（如塑料、金属和纸张）的销售中可以收回多少资金。近年来，这些材料的价格一直很低，这提高了回收的实际成本。

1984 年，一家加利福尼亚州的咨询公司采访了许多焚化炉公司以及支持和反对焚化炉的居民。他们找到了最不抵制的群体，并将这些信息传达给公司。这些信息被泄露为 Cerrell 报告，并被用来组织反对焚化炉的活动。许多这些“最不抵制”的群体并不想被焚化炉公司利用。

佛罗里达州

由于佛罗里达州人口稠密，并且没有多少空地，因此他们大量采用焚化来从 MSW 中产生能量。仅佛罗里达州就占全美 WtE 发电量的五分之一以上，而该州人口仅占全国人口的 6% 左右。 比如佛罗里达州的李县：他们每月将超过 1000 万吨垃圾转化为电力。这足以供电给该地区的 30,000 户家庭；然而，许多人并没有意识到或欣赏该县拥有的能源系统。 在飓风“艾尔玛”过后，佛罗里达州留下了大量额外的垃圾（几天内增加了 20% 以上）。WtE 设施在将这些废物转化为可用电力方面非常有用。

加拿大埃德蒙顿

埃德蒙顿建造了一座将 MSW 转化为生物燃料和化学品的工厂，这是世界上独一无二的。他们对垃圾进行人工和机械分类，筛选出不属于的物品（例如电子产品和轮胎），并将有机物送往堆肥设施。剩下的垃圾被粉碎、加热并转化为合成气体。这个过程每年可以将超过 100,000 吨的垃圾从垃圾填埋场中移除，并生产 3800 万升乙醇。 该设施自 2008 年开始建设，于 2014 年 6 月 4 日正式开业。Enerkem 还计划在密西西比州开设一家工厂，因为该州当地社区对此反应非常积极。

巴尔的摩，马里兰州

马里兰州有 3 家垃圾焚烧发电厂，其中一家位于巴尔的摩。Wheelabrator 焚烧厂建于 1985 年，负责该市 82% 的 SO₂ 排放和 64% 的 NOx 排放。Wheelabrator 符合马里兰州的空气质量标准。该厂每年处理 700,000 吨垃圾，并释放约 120 磅铅、60 磅汞、99 吨盐酸和 2 吨甲醛。它还每年为 40,000 户家庭发电，并从 MSW 中回收 11,000 吨金属。 许多反对者反对它给社区带来的污染。切萨皮克湾基金会是一个倡导流域的非营利组织，他们委托了一份 报告 ，该报告指出 Wheelabrator 的排放每年给马里兰州带来 2100 万美元的医疗费用。他们说，该厂排放的高浓度 NOx 会导致慢性支气管炎、哮喘症状加重，甚至死亡。该组织希望将 NOx 排放标准降低到每天 150 ppm。

2011 年，州立法将垃圾焚烧发电厂转变为一级可再生能源，与风能和地热能等同。 这使他们每年能够获得数百万美元的补贴。立法者以 EPA 的论据来支持这一措施。该机构更倾向于焚烧厂而不是垃圾填埋场，因为垃圾填埋场会产生甲烷，这是一种强效温室气体。

2014 年，当地高中生 Destiny Watford 得知一家公司将在她学校附近的一个街区建造一座新的焚烧厂。她在巴尔的摩长大，知道污染会对社区造成损害，因此她开始组织高中生。2014 年，学生们在学校董事会会议上反对新的焚烧厂，2015 年他们在马里兰州环境部举行了静坐抗议。 7 名学生被捕。由于公众的强烈反对，该公司最终没有建造焚烧厂。Destiny Watford 因其基层努力于 2016 年获得了 高德曼环境奖 。

中国垃圾焚烧发电

中国在 2018 年拥有近 14 亿人口，自 1960 年以来人口翻了一番，经历了前所未有的增长。 这也带来了成长的烦恼，尤其是在垃圾处理方面。仅北京市在 2017 年就产生了近 900 万吨垃圾，中国一直在努力寻找可持续的长期解决方案来解决其垃圾问题。

深圳 政府已开始建设世界上最大的垃圾焚烧发电厂。该厂每天能够焚烧约 5,000 吨垃圾（相当于该市每天垃圾量的 1/3）。 深圳居民担心废物会渗入附近的水库，并导致住宅区出现空气污染，因此发起了法律诉讼来阻止该项目。他们希望将焚烧厂从自然资源附近迁至中国人口较少的地区。

深圳的诉讼只是中国众多旨在阻止这些设施建设的诉讼之一。 广州 市通过抗议和法律诉讼成功阻止了一座垃圾焚烧发电设施的建设。公民团体指责“政府完全缺乏公众咨询或城市规划程序”。数千名居民在公职人员办公室和住所外抗议，以回应该项目。防暴警察不得不被召集来平息抗议。抗议者最终成功阻止了垃圾焚烧发电设施的建设。

这是中国范围内更广泛的 NIMBY（不是在我家后院）运动的一部分。NIMBY 旨在阻止在住宅区附近建设公共或工业设施。 在中国，NIMBY 是一个贬义词，用来指代对这些公共工业设施的反对。NIMBY 暗示反对者对社区的自我中心主义。 然而，有些人会争辩说，这场运动是基于对政府监管该行业长期存在的深层不信任。这种不信任使公民对监管能力以及以清洁方式焚烧垃圾的能力持怀疑态度。

许多反对垃圾焚烧发电设施的人最关心的问题是二三线城市环境监管的执行情况。他们会争辩说，像深圳这样的特大城市会有严格的污染控制措施，而二三线城市则会有廉价且质量低劣的焚烧厂。这种担忧依然存在，因为人们对政府监管这些设施的能力普遍持怀疑态度。 最近发生在深圳的一起腐败丑闻，其中官员从走私者那里收受贿赂，加剧了这种担忧。 如果中国政府真想在中国实施这些垃圾焚烧发电设施，他们必须重新赢得人民的信任，否则他们将继续面临坚决的反对。

这是 托马斯定理 在中国发挥作用的一个例子。即使这些垃圾焚烧发电厂是中国的好解决方案，但这并不重要，因为公民认为他们的政府腐败。这些信念的后果是真实的，因为政府试图实施这些垃圾焚烧发电厂。

结论

垃圾焚烧发电是解决不断增长垃圾问题的众多可能解决方案之一。由于围绕这种解决方案存在大量错误信息和公众反对，因此了解建造这些工厂的权衡取舍就更加重要。垃圾焚烧发电厂需要权衡许多不同的因素。城市和公民会从大幅减少垃圾和在此过程中产生能源中获益。但是，他们会面临更高水平的空气污染，可能出现地下水渗漏或自然资源受损，以及大型工业厂带来的视觉污染。这些权衡取舍必须经过仔细分析并向公民展示，因为他们需要决定垃圾焚烧发电厂是否是对其垃圾问题的合适解决方案。