Friday, September 20, 2024

参观吉宝西格斯大士垃圾焚烧发电厂

近年来出于对环境工程的兴趣,陆续走进一些相关的大型工厂。例如冠病疫情期间带着口罩参观勿洛新生水厂,如今启用超过20年的水厂已于2024731日关闭。去年底参观韩国现代汽车集团创新中心,见识其自动化汽车装配设施,以及从汽车生产设备衍生的全自动试验性水耕农场。

NEA接洽后,组织一支乐龄团,于2024529日参观大士的吉宝西格斯大士垃圾焚烧发电厂(Keppel Seghers Tuas Waste-To-Energy Plant),让大家对贴身的垃圾有新认识。 

参观大士的吉宝西格斯大士垃圾焚烧发电厂。

热力学专利技术

吉宝西格斯的职员Zafi为我们解说,并带领我们分批参观24-7常年不休的自动化作业,由40多名员工轮班,执行垃圾进场后的分类、焚烧与发电等遥控操作。

吉宝西格斯的职员Zafi为我们解说。

吉宝西格斯大士垃圾焚烧发电厂于2009年启用,主要机器包括两个锅炉机组(Boiler units)和一个单凝汽式锅轮发电机(single condensing turbine generator),每天可燃烧800吨垃圾来提供22兆瓦(22 MW)的电力。

至于垃圾焚化与发电过程的技术层面,不禁使我想起多年前在新加坡工艺学院(SP),花了三年时间掌握的热力学(Thermodynamic),那是吉宝西格斯的专利技术的基本原理,当然整体科技比当年先进得多,其中包括:

- 高效焚烧技术(Air-cooled grate system):高温下完全焚烧垃圾,减少残余物。

- 烟气处理系统(Flue gas treatment system):采用多级过滤和处理技术,确保排放的废气符合严格的环保标准。

- 能源回收技术(Energy recovery technology):采用高效锅炉,热能转换器和涡轮机系统,将垃圾燃烧产生的热量转化为电能。

吉宝西格斯大士垃圾焚烧发电厂于2009年启用,每天可燃烧800吨垃圾来提供22兆瓦(22 MW)的电力。

这些专利技术已在多个国家的垃圾焚烧发电厂中广泛使用,例如:

- 卡塔尔市政固体废物处理中心(Qatar's Domestic Solid Waste Management Center),中东最大的垃圾焚烧发电厂。

- 英国大曼彻斯特垃圾转能源厂(Greater Manchester Renewables),欧洲最大及效率最高的垃圾转能源厂之一。

- 波兰比亚韦斯托克垃圾焚烧发电厂(Bialystok power station),波兰第一批全商业运作的垃圾焚烧发电厂之一。

- 中国有超过20座垃圾焚烧发电厂采用吉宝西格斯的专利技术与服务,

- 深圳的宝安垃圾焚烧发电厂,世界上处理量最大的垃圾焚烧发电厂之一,日处理量可达8875吨。

 

废料转化能源

整体而言,目前新加坡四座正在运营的垃圾焚烧发电厂,包括三座位于大士的Tuas-one(每天可处理3600吨垃圾)、大士南(Tuas South3000吨)、吉宝西格斯(800吨),以及三巴旺一带的圣诺哥(Senoko2310吨),垃圾焚化后12%化成灰烬与气体,88%转化为电力,约占新加坡总供应量的2%

兴建中的Tuas Nexus垃圾焚烧发电厂估计于2026年投入运作,每天可处理5800吨垃圾,几乎等于目前垃圾焚烧发电厂的六成。Tuas Nexus不仅能同时处理污水与垃圾,污水经处理产生的副产品,可用作废物处理的资源,反之亦然。到时预计能为30万个四房式组屋单位供电。

垃圾焚化后产生的灰烬和不可焚化的垃圾被运往实马高岛进行填埋。实马高岛于1999年启用,总面积480个足球场,容量11200个奥林匹克游泳池。根据吉宝西格斯提供的2022年数据,实马高岛每天填埋的不可焚化垃圾为611吨,灰烬1580吨,估计到了2035年,垃圾岛便达到饱和点,不能再使用了。

实马高岛鸟瞰图。

垃圾焚化厂和实马高岛填埋都需要经费,目前大士的焚化场的收费为每吨77元,圣诺哥81元,实马高岛97元,这些钱来自我们每个月付给政府垃圾费。每个地区的垃圾回收商和运到哪个垃圾焚化场都是由NEA分配的。

 

第一座垃圾焚化厂

1979年投入使用的乌鲁班丹焚化厂是新加坡第一座垃圾焚化厂,随着城市与人口发展,日后陆续建设更多焚化厂来处理垃圾。这些焚化厂的建设和运营由国家环境局直接管理,由政府财政拨款。

乌鲁班丹焚化厂选址兴建时,5公里范围内还没有民宅,可说是一片荒芜。80年代中叶附近开始建屋子,与垃圾焚化厂距离仅约2公里。那时候一些垃圾车密封性能欠佳,居民不时投诉垃圾车散发臭味。乌鲁班丹焚化厂已于满30年的时候关闭。

 

垃圾回收与处理

2001年,垃圾收集开始全面私有化,现在全国有近400家生活垃圾(domestic waste)收集商和大型工业(industrial waste)垃圾收集商,多数垃圾收集商同时也是回收商,在这条再循环生产线上扮演着关键角色。根据政府数据,2013年的垃圾回收率为62%202257%2023年降至52%,有每况愈下之势。

10年整体垃圾回收率。图源:《联合早报》2024年6月20日。

根据2019年制定的零垃圾总蓝图,目标是到了2030年,垃圾回收率提高至七成。虽然问卷调查发现会再循环垃圾的家庭从2021年的64%增加至2023年的72%,付诸实践将垃圾分类的结果看来不尽人意。

各垃圾种类回收率。图源:《联合早报》2024年6月20日。

 

主要电力供应来自天然气

虽然焚烧垃圾能够将热能转化为电能,毕竟产生的电力还是有限。根据能源市场管理局(EMA)的数据,非传统能源的原材料包括太阳能、生物质(例如园艺废料)和垃圾占总电力的 2.9%,煤炭占 1.2%,柴油和燃油等石油产品占 1%。新加坡的主要电力供应来自传统发电厂。

目前我们依赖马来西亚和印度尼西亚提供天然气来发电,从2000年的19%激增至约95%。其中Tuas Power拥有本地最大的能源市场,约占新加坡总电力供应的22%。它主要使用天然气作为燃料,天然气短缺时可以使用柴油取代。

主要电力供应商。图源:EMA accessed 3 July 2024。


 进口低碳能源

新加坡也计划在未来十年进口6000兆瓦(6GW)低碳电力,这些能源在老挝,柬埔寨,越南,马来西亚和印度尼西亚生产,风力、水力、太阳能和天然气发电后,通过海底电缆传送到本地。从印尼进口的3400兆瓦(3.4GW)电力,分成7个低碳能源项目,集中在廖内群岛。

新加坡与亚细安的低碳能源项目。图源:Straits Times 

新加坡与印尼的低碳能源项目。图源:Straits Times

氢气是我们的未来

根据全国氢气策略,新加坡将在约20年内完成规模庞大的能源转型,从现在几乎完全依赖天然气发电,过渡至多元发电模式。希望到了2050年,氢气能满足本地约一半的能源需求。政府设立新的未来能源基金来建造新的关键基础设备,例如海底电缆、输送氢气的管道和氨气储存设施、发电、储存和运输配备等。

短期内,吉宝连同由裕廊工程和三菱电力亚太组成的财团,在裕廊岛兴建的吉宝沙克拉热电联产发电厂(Keppel Sakra Cogen Plant)。预计2026年落成的新发电厂采用联合循环燃气轮机(combined cycle gas turbine)机组,能以自然气和氢气发电。机组能接纳三成的氢气,运作初期发电厂以天然气作为主要燃料,但是若有需要也能转变成全氢气操作。

简单地说,未来再生能源的可能性已经超越过去的知识,是回到课堂补脑的时候了。

 

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