我国垃圾发电产业竞争力分析及发展模式建议

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3.0 高德中 2024-11-19 7 4 2.04MB 75 页 15积分

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我国垃圾发电产业竞争力分析

及发展模式建议

摘要

作为全球公认的节能环保型高新产业，垃圾发电产业具有良好的经济、环境和

社会效益。美国、欧盟、日本、新加坡等发达国家的垃圾发电产业发展已经比较成

熟。近年来，随着国家对环保产业的鼓励和扶持，垃圾发电产业在中国得到了快速

的发展，形成了一定的产业规模，某些地区也形成了良好的发展模式，例如比较成

功的“温州模式”、“光大模式”，但是绝大部分地区的垃圾发电产业发展存在诸

多瓶颈，一方面是大量的城市生活垃圾堆积，致使我国约2/3的城市处于垃圾围城

的状态；另一方面是垃圾发电产业的产能严重不足，具体表现为焚烧技术总体上较

为落后、产业资金严重匮乏、政策扶持不到位、科技人才缺失等问题，导致多数城

市垃圾发电产业竞争力较弱，其归结为发展模式不能适应产业发展规律。归纳国内

外研究成果，从整体上对我国一二三线城市的垃圾发电产业竞争力及发展模式的研

究较少,本文即是从此角度立题进行研究的。

本文首先从目前我国存在的严重垃圾问题入手，通过对三种垃圾处理方式的比

较，得出垃圾发电的可行性及我国发展垃圾发电产业的必要性和紧迫性。其次，阐

述和分析了我国垃圾焚烧发电产业总体发展现状及问题；再次，利用产业经济学、

波特钻石模型，得出我国垃圾发电产业的波特钻石模型，并构建基于“波特钻石模

型”的竞争力指标评价体系，进一步对我国一二三线城市的垃圾发电产业进行竞争

力分析；最后在对国外垃圾发电产业发展经验的基础上，从技术采用、运营模式、

融资模式等方面提出适合我国一二三线城市的垃圾发电产业的发展模式的政策建议

本文的主要结论：第一，我国垃圾发电产业市场潜力巨大；第二，我国一二三线城

市的垃圾发电产业竞争力相比较，一线城市的垃圾发电产业的竞争力最强，明显强

于二线城市，但二线及三线城市的市场空间及发展潜力较大；总体而言我国垃圾发

电产业具有很强的市场竞争力；第三，我国一二三线城市应该根据地理环境、经济

实力、人口等因素采用相对应的焚烧技术、运营模式、融资模式和政策选择。

关键词：垃圾发电产业波特钻石模型发展模式

ABSTRACT

Garbage power industry has good economic, environmental and social benefits, it

is a high-tech industry globally recognized energy-saving and environment-friendly. The

United States, EU, Japan, Singapore and other developed countries the garbage power

industry development has been in relatively mature stage. In recent years as the country

encourages and supports environmental protection industry, incineration power industry

i n China h as d e v e l o ped a c e r t a i n s ca l e o f i n d us t r y, a nd s o m e a r e a s ha s f o r m e d go o d

d e v e l o p m e n t m o d e, f o r e x a m p l e t h e s u c c e s s f u l “ W e n z h o u m o d e l ” a n d “ G u a n g d a

model”, but a large number of cities have bottleneck on the development of

incineration power industry. On the one hand, a large number of city life garbage piled

up causing 2 / 3 of the cities in our country surrounded by garbage; on the other hand,

the garbage power industry’s productivity is serious insufficient and the concrete

m a n i f e s t a t i o n i s u n d e r d e v e l o p e d i n c i n e r a t i o n t e c h n o l o g y i n g e n e r a l , t h e l a c k s o f

industry funds, the omission of policy support and science and the deficient of

t e c h n o l o g y t a l e n t ; t h i s c o m e s t o t h a t d e v e l o p m e n t m o d e c a n n o t a d a p t t o t h e l a w o f

i n d u s t r y d e v e l o p m e n t . S u m m a r i z i n g t h e d o m e s t i c a n d f o r e i g n r e s e a r c h r e s u l t s , i t i s

fewer on the research of the garbage power industry development pattern of one two

t h r e e l i n e c i t y o n t h e w h o l e , t h i s a r t i c l e s t a r t s f r o m t h e p e r s p e c t i v e o f s u b j e c t t o

research.

T h e a r t i c l e s t a r t s f r o m t h e s e r i o u s w a s t e p r o b l e m i n o u r

country now and obtains the feasibility of garbage power and the necessity and urgency

of garbage power industry development in our country through comparison of three kind

o f g a r b a g e d i s p o s a l w a y . Se c o n d l y , i t e l a b o r a t e s a n d a n a l y z e s o v e r a l l d e v e l o p m e n t

present situation and the question on the waste incineration industry in China; Thirdly,

this a rticl e s umm ari ze s t he Pot te r d ia mond mode l o f the ga rba ge pow er indu str y a nd

then analyzes the garbage power industry competitiveness in one two three line city by

b u i l d i n g t h e c o m p e t i t i v e n e s s e v a l u a t i o n i n d e x s y s t e m b a s i n g o n t h e P o t t e r d i a m o n d

model ; in the end, the article makes an exploration to the development mode fitting to

t h e o n e t w o t h r e e l i n e c i t y a n d p u t s f o r w a r d t h e c o r r e s p o n d i n g p o l i c y s u g g e s t i o n s

from technology adoption, operation mode, financing mode on the basis of experience

o f f o r e i g n g a r b a g e p o w e r i n d u s t r y d e v e l o p m e n t . T h e m a i n c o n c l u s i o n s :

First, our garbage power industry market potential is tremendous;

s e c o n dl y , C h i n a ' s o n e t w o t h r e e c i t y g a r b a g e p o w e r i n d u s t r y c o m p e t i t i v e n e s s

comparison, the garbage power industry in the first level cities have the strongest

competition ability which is significantly stronger than that in the second level cities,

but there is a huge market space and developing potencial in the second and third level

cities, overall our garbage power industry has a strong market competitiveness; thirdly,

China's one two three city should choose the corresponding incineration technology,

operation mode, financing mode and policy be based on the geographical environment,

economic status, population and other factors.

Key Words: Garbage Power Industry, Potter Diamond Model,

Development Mode

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论 ............................................................................................................ 1

§1.1 研究背景 ............................................................................................................ 1

§1.1.1垃圾发电产业内涵与外延 ....................................................................... 1

§1.1.2垃圾问题日益严重 ................................................................................... 2

§1.1.3 垃圾发电的可行性 ..................................................................................3

§1.1.4 国内外研究现状 ...................................................................................... 4

§1.2 选题的目的和意义 ............................................................................................ 5

§1.2.1 选题目的 .................................................................................................. 5

§1.2.2 研究意义 .................................................................................................. 6

§1.3 研究内容及框架 ................................................................................................ 6

§1.4 研究方法及创新点 ..........................................................................................7

§1.4.1研究方法 ...................................................................................................7

§1.4.2 创新点 ...................................................................................................... 8

第二章垃圾发电产业相关理论综述 .............................................................................9

§2.1 市场集中度理论 ................................................................................................9

§2.1.1市场集中度定义 .......................................................................................9

§2.1.2 市场集中度的测定方法 ..........................................................................9

§2.1.3 市场集中度及市场结构分类 ..................................................................9

§2.2 波特钻石模型...................................................................................................10

§2.2.1生产要素 ................................................................................................. 1 1

§2.2.2 国内需求市场 ........................................................................................ 1 1

§2.2.3 相关和支持产业 .................................................................................... 11

§2.2.4 企业战略、结构和同业竞争 ................................................................ 1 1

§2.2.5 机会 ........................................................................................................ 11

§2.2.6政府 .........................................................................................................12

§2.3产业链理论 ....................................................................................................... 12

§2.4 发展经济学理论 .............................................................................................. 12

§2.5产业生命周期理论 ........................................................................................... 13

第三章 我国垃圾发电产业发展现状分析 ............................................................ 15

§3.1 我国垃圾发电产业规模和布局 ...................................................................... 15

§3.1.1 产业规模 ................................................................................................ 15

§3.1.2 产业布局 ................................................................................................ 15

§3.2 垃圾焚烧发电工艺流程及技术 ...................................................................... 17

§3.3 我国典型省区、直辖市垃圾发电产业发展现状 .......................................... 20

§3.4 我国垃圾发电产业发展阶段 .......................................................................... 28

§3.5 国外垃圾发电行业现状综述 .......................................................................... 29

§3.5.1 国外垃圾发电的历史和现状 ................................................................ 29

§3.5.2 主要国家垃圾发电产业现状及政策规划 ............................................ 30

§3.6 本章小结 .......................................................................................................... 32

第四章我国垃圾发电产业竞争力分析 ....................................................................... 35

§4.1 我国垃圾发电产业的波特钻石模型分析 ...................................................... 35

§4.1.1 我国发展垃圾发电产业的基础条件 .................................................... 35

§4.1.2 垃圾发电产业的市场需求 .................................................................... 37

§4.1.3 相关产业和支持产业表现 .................................................................... 43

§4.1.4 企业发展状况 ........................................................................................ 44

§4.1.5 存在的机会 ............................................................................................ 45

§4.1.6政府的作用 ............................................................................................. 47

§4.2 我国垃圾发电产业的波特钻石模型评价体系的构建 .................................. 48

§4.2.1构建评价指标体系目的 ......................................................................... 48

§4.2.2构建指标、方法与样本数据 ................................................................. 48

§4.2.3垃圾发电产业的波特钻石模型指标评价体系 ..................................... 49

§4.3 基于“波特钻石模型”的垃圾发电产业竞争力分析 .................................. 49

§4.4 本章小结..........................................................................................................50

第五章我国垃圾发电产业发展模式政策建议 ............................................................ 51

§5.1 我国一二三线城市垃圾发电产业发展模式政策建议 .................................. 51

§5.1.1 一线城市发展模式 ................................................................................ 5 1

§5.1.2 二线城市发展模式 ................................................................................ 53

§5.1.3 三线城市发展模式 ................................................................................ 54

§5.2 企业发展模式政策建议 .................................................................................. 55

§5.2.1 “光大模式” .......................................................................................... 55

§5.2.2 “泰达模式” .......................................................................................... 56

§5.2.3 “深能模式” .......................................................................................... 56

§5.3 借鉴国外发展模式 .......................................................................................... 57

§5.3.1 “欧盟模式” .......................................................................................... 57

§5.3.2 “日本模式” .......................................................................................... 57

§5.4 发展我国垃圾发电产业补充性建议 .............................................................. 58

第六章总结与展望 ....................................................................................................... 59

§6.1 总结 .................................................................................................................. 59

§6.1.1 本文的研究结论 .................................................................................... 59

§6.1.2 本文的研究进展 .................................................................................... 6 1

§6.2 研究不足和展望 ....................................................................................... 62

参考文献 ......................................................................................................................... 63

附录一我国垃圾发电厂基本状况 ................................................................................ 67

附录二基于“波特钻石模型”的我国部分城市垃圾发电产业竞争力指标体系 .... 76

附录三我国部分城市垃圾发电产业基本情况调查问卷 ............................................ 77

第一章绪论

§1.1 研究背景

§1.1.1 垃圾发电产业内涵与外延

生活垃圾是指在日常生活中,或者为日常生活提供服务的活动中,产生的固体

废弃物以及法律、行政法规规定的视为生活垃圾的固体废物。

垃圾发电是把各种垃圾收集后，进行分类处理。其中：一是对燃烧值较高的

进行高温焚烧，在高温焚烧中生成的热能转化为推动涡轮机转动的蒸汽，从而产

生电能。二是不能燃烧的垃圾经过发酵、厌氧和干燥脱硫后产生的沼气经过燃烧产

生蒸汽，推动涡轮机进而产生电能。

兴建垃圾发电厂是将城市垃圾资源化、无害化和减量化处理的有效途径。垃圾

发电产业与其他产业相比较具有其自身的特殊性：第一、产品的特殊性。垃圾发电

产业产品是垃圾处理服务和电力。垃圾发电产业的基本功能是生产垃圾处理服务

而电力只是其副产品。共有区域与高额监管成本的存在使得垃圾处理服务具有明

显的“非排他性”；由于垃圾处理服务也符合公用事业的基本判断标准，所以具

有“公用事业”性。从优化资源配置的角度看，政府提供垃圾处理服务符合成本

有效性，然而政府提供并不意味着政府直接从事垃圾处理服务，使垃圾处理服务

向市场化方向发展更具有成本上的优势。第二、显著的规模经济性和双边垄断性。

垃圾发电项目建设需要高额的固定资产投资，其折旧则构成了生产成本的最主要

部分，所以垃圾发电产业具有显著的规模经济性。另外，由于垃圾发电产业的规

模经济性、人均垃圾产量的稳定性及较高的垃圾运输成本，垃圾发电企业实际垃

圾处理量一般落在自然垄断产量区间内，因此表现出区域性的自然垄断特性。政

府作为垃圾处理服务主体的合理性与垃圾发电产业具有的区域性自然垄断特征，

决定了某一区域内垃圾发电产业的市场结构具有双边垄断性，政府是垃圾焚烧处

理服务的垄断买方，而垃圾发电企业是垄断卖方。第三、地理位置选择的特殊性。

建设垃圾发电厂需具备以下条件:(1) 城市生活垃圾热值往往需达到≥4187kJ，才

能发展垃圾发电。目前我国城市垃圾热值低，地区差别大，东部地区平均为

3140kJ ，中部地区为2219kJ，西部地区为1507kJ，可见只有少部分地区，满足垃

圾发电热值需求条件，所以从全国来看不满足将所有垃圾进行焚烧发电的条件，

然而从居民生活燃气率逐年提高的趋势看，垃圾的热值会逐渐提高，越来越多的

地区会适合建设垃圾发电厂。(2) 经济实力较强的城市。垃圾发电投资大，运行费

用高。据测算，筹建国内大型垃圾电厂，主要设备投资为卫生填埋的六倍以上。(3)

较完善的垃圾分类收集和转运系统。我国城市垃圾分类收集极少，转运系统的建

设也非常滞后。我国分类收集系统滞后及大部分城市经济实力不足，决定了垃圾

发电只适合在有条件的城市发展。第四、公共事业性。垃圾发电厂即是环境保护产

业，也是一项公益事业，垃圾处理的环保效益是首要的，因此，它非常需要政府

给予一定的经济及政策扶持。以上描述的垃圾发电产业的特殊性决定了该产业在

发展模式方面与其他产业的不同之处。我们必须以这些特点为基础，分析该产业

存在的问题，然后探索适合该产业发展的模式。

§1.1.2 垃圾问题日益严重

我国城市生活垃圾年产生量约1.8亿吨, 占全世界垃圾年产量的1/4以上, 并

以每年8%左右的速度在增长，中国城市每年因垃圾造成的损失高达250-300亿元，

97%的城市垃圾只能采用堆放或填埋的方式简单处理，其堆存量已超过70亿吨,侵

我国垃圾发电产业竞争力分析及发展模式建议

占土地面积约5亿平方米。全国670 座大中城市，约有2/3 陷于垃圾包围中。据预测

2015年和2020年中国城市的垃圾年产量将达到1.79×10 t和 2.1×10 t[1]。

表1-1 生活垃圾处理方法比较表

处理方法优点缺点适用条件

卫生填埋

一次处理量大、运行费用

低;

工艺相对简单;

为任何其它处理方法预留

残渣的最终消纳场所;

大型填埋场产生的沼气有

利用价值

场地受地理、地质、水文等条件限

制，占地大；

场地使用年限受垃圾量的限制，

较短；

管理水平要求高；

垃圾中无机物成份较高；

投资巨大

垃圾中无机物成分

应大于 40％；

一般应远离城市 10

km 之外

高温堆肥

投资适中，使用期可以无

限

无害化程度高

产品有农用价值

只能处理可堆肥有机物，对生活

垃圾的成分有要求；

运行费用高；

产品具有针对性，销售有困难

垃圾中的有机物

不低于20％

焚烧

减量化、无害化程度高；

可以综合利用能量，如供

热、发电

使用期限长；

残渣量少

投资高、运行费高；

工艺设备较复杂，要求生活垃圾

要达到一定的热值；

管理水平要求高；

尾气处理系统要求高

在不添加辅助燃

料时，城市生活

垃圾热值需要大

于4500 kJ/kg

数据来源：言惠.垃圾发电—保护环境,变害为宝[J].上海大中型电机,2005，(1)

前国内外城市生活垃圾处理方式为堆放或卫生填埋、高温堆肥和焚烧发电

（见表1-1），而我国每年产生的垃圾中，填埋处理占70％，焚烧和堆肥处理占

10％，20％难以回收。因此，如何妥善处理垃圾,使之资源化、减量化和无害化,成

为当前社会和各级政府关注的焦点。

目前，我国超过70%的生活垃圾通过填埋处理，但由于用地紧张和二次污染，

填埋已经出现瓶颈。例如在珠江三角洲、长江三角洲等经济发达地区，已建成的垃

圾填埋场其使用年限显著缩短，无法满足需求；同时，由于社会与经济等因素限

制，很难再扩建或新建生活垃圾填埋场。随着能源和土地越来越稀缺、焚烧处理技

术的不断提高，焚烧发电已成为发达国家主要的城市生活垃圾处理方式。堆肥一

直被认为是实现我国城市生活垃圾无害化处理的另一条重要途径，但是由于生活

垃圾成分复杂，肥效低，且重金属含量超标，堆肥处置呈现萎缩趋势。焚烧垃圾

发电可以利用生活垃圾资源进行环保生产；它可以改善市容市貌，树立城市市政

基础设施建设的业绩工程，标志性地建立城市环保实践和教育基地。从长远来看

焚烧无疑是对垃圾减量化处理效果最好的一种方式，而利用热能发电则更加符合

环保低碳和发展循环经济。

§1.1.3 垃圾发电的可行性

长期以来，在人们认为垃圾仅仅是废弃物，是不可再利用的。但是随着人们

环境保护意识的逐渐增强，许多国家正考虑如何更有效的开发利用垃圾，通过垃

圾发电的方式处理垃圾成为一条重要途径，我们可从以下几方面分析其可行性。

第一、发达国家的经验已经证实了利用焚烧解决垃圾围城问题的必要性和可

第一章绪论

行性。发达国家经过多年的研究探索，现在正将垃圾焚烧发电产业作为一种新的

经济增长点。据美国新兴预测委员会和日本科技厅专家预测，全球能源、农业、环

保、食品、信息技术等领域将在未来30年中出现10大新兴技术，而垃圾处理和循环

利用技术被排在第二位，可见其巨大的发展前景。目前新加坡城市生活垃圾焚烧

率达100％，日本90％，瑞士80％。将来的一段时间,垃圾焚烧发电必将成为垃圾处

的一种主要方式,目前以填埋为主的垃圾处置将转变为以焚烧为主、填埋为辅的处

理垃圾的新格局。

第二、垃圾焚烧发电的环境效益。垃圾填埋气体中的非甲烷有机物对健康影响

较大，经常接触垃圾填埋气体引发癌症风险为百万分之四十一，而垃圾焚烧发电

仅为百万分之八。英国的让门罗博七经调查研究发现，经常与垃圾填埋区接触会

使人患多种化学物质过敏症和综合症状并引起多种器官功能障碍。由此可见，垃

圾焚烧发电的健康风险远低于垃圾填埋。发展垃圾焚烧发电，可以促进垃圾处理

的减量化、资源化、无害化，具有极为显著的环境效益。

第三、垃圾焚烧发电的成本节约效益。与垃圾焚烧发电相比，虽然垃圾填埋处

理的前期建设费用相对较少，但其处理的总成本并不低，另外不仅占用大量的土

地资源，而且存在二次污染的风险。据有关专家估算，我国城市每年因垃圾造成

的损失达250亿-300亿元，而利用垃圾进行发电则可创造2500亿元的财富。焚烧处

理垃圾，一是可以发电；二是可以使垃圾减量化。垃圾焚烧后的残渣只有原来容

积的10%-30%，垃圾残渣还可以用于制造建材，即使填埋也可大大减少土地资源

的浪费；三是可以将垃圾处理后的二次污染降到最低[7]。

将垃圾充分有效地利用于发电，其“环境效益”和“资源效益”都是极为可

观的，因此通过发展垃圾发电产业处理我国的垃圾问题是切实可行。

§1.1.4 国内外研究现状

目前国内外对于垃圾发电产业的研究主要集中在垃圾发电产业发展现状、垃

圾发电技术、污染物处理技术、垃圾发电市场需求、产业投资前景和产业政策方面。

在垃圾发电技术方面，Kozek,M. 和Voigt, A. 2008年在《基于模型的解耦控制

垃圾焚烧厂》中研究了解耦控制废物焚烧厂流化床在垃圾焚烧发电厂中的应用。杜

朝波,李春曦等人2003年在《垃圾发电技术的现状及发展前景》中介绍了焚烧法和填

埋法的优势和不足，并阐述了其各自的适用条件

垃圾焚烧厂的设计方面，Qin Yufei,Bai Yan 等人 2008 年在《固体废弃物的燃

烧控制系统设计》中，详细地分析了垃圾焚烧厂的固体废弃物燃烧的控制策略，

燃烧控制系统包括炉排系统，新风系统、二次空气系统。Miyamoto, Y.， Hayshi,

M.等人 1997 年在《垃圾焚烧厂的开发运营支持系统》中阐述了一个良好的运营支

持系统对于维持垃圾发电厂的正常运营的重要性。

在污染物处置方面， Drewett, R. 1992 年在《目前高温焚烧危险废弃物的最佳

技术》中讲到在所有的消除垃圾有害和有毒的技术中高温焚烧是最佳的方法。

在垃圾发电多的市场需求方面，秦宇飞、白焰等人2008年在《城市生活垃圾发

电的电力市场分析》中从国内外垃圾发电状况出发，得出垃圾发电是对电力市场

的补充，有助于解决电力市场部分问题，同时预测我国垃圾发电市场前景，并建

议采用BOT的模式建设垃圾发电厂。陈善平、刘峰等人2010年在《城市生活垃圾焚

烧发电市场现状》介绍了生活垃圾焚烧发电产业化和市场化的相关政策，并分析

了生活垃圾焚烧发电市场现状。王应江2009年在《淡谈城市垃圾发电的市场前景》

从目前我国垃圾发电产业的现状出发，分析了我国垃圾发电市场存在的问题并预

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我国垃圾发电产业竞争力分析及发展模式建议摘要作为全球公认的节能环保型高新产业，垃圾发电产业具有良好的经济、环境和社会效益。美国、欧盟、日本、新加坡等发达国家的垃圾发电产业发展已经比较成熟。近年来，随着国家对环保产业的鼓励和扶持，垃圾发电产业在中国得到了快速的发展，形成了一定的产业规模，某些地区也形成了良好的发展模式，例如比较成功的“温州模式”、“光大模式”，但是绝大部分地区的垃圾发电产业发展存在诸多瓶颈，一方面是大量的城市生活垃圾堆积，致使我国约2/3的城市处于垃圾围城的状态；另一方面是垃圾发电产业的产能严重不足，具体表现为焚烧技术总体上较为落后、产业资金严重匮乏、政策扶持不到位、科技人才缺失...

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