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韩国废物管理和能源回收—— 焚烧设施性能评估及其政策框架| MDPI Sustainability |
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论文标题：Evaluation of Incinerator Performance and Policy Framework for Effective Waste Management and Energy Recovery: A Case Study of South Korea
论文链接：https://www.mdpi.com/2071-1050/16/1/448
期刊名：Sustainability
期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/sustainability
一、引言
废物焚烧是废物管理的关键步骤，它既是废物循环利用的最终阶段，也是废物处置的起始环节。来自韩国国家环境研究所（NIER）的高级研究员Taewoo Lee及其团队在Sustainability期刊发表了文章。该研究深入分析了韩国44座焚烧设施连续5年的运行数据，并结合14座重点设施的实测数据，旨在评估这些设施的三大核心指标：（1）废物减容特性；（2）能量回收能力；（3）氮氧化物（NOx）减排能力。该研究还进一步讨论了这些指标与韩国焚烧设施管理政策框架的内在关联。该研究为决策者提供了平衡环境可持续性与资源化利用的重要参考，持续完善韩国实现循环经济愿景的政策体系。
图1 2018年—2022年44座焚烧设施能源回收效率年度分布
二、研究过程与结果
该研究以标准垃圾袋收运的市政废物（生活类废物中除去可回收资源与餐厨资源后的废物（HTWB））（排除工业废物）为样本。该研究团队选取了44座连续5年获取认证的焚烧设施，按照焚烧能力将这些焚烧设施实施分为三组（p100/p200/p300），并根据计算出的能源回收效率对这些焚烧设施编号。该研究团队追踪了设施多年的废物投入量、底渣产出量、飞灰排放量和其他固体物质排放量，最终对约200组焚烧前后的废物质量减量率数据进行分析。该研究团队还针对14座重点焚烧设施（分属p100/p200/p300，且能源回收效率均在60%至80%之间），监测实施排放控制措施前后的一氧化氮（NO）与二氧化氮（NO2）浓度，以获取其氮氧化物（NOx）的浓度数据。
研究表明：① 废物减容特性：HTWB经焚烧后可燃物从72.4%降至4.7%，灰分从4.8%增至71.5%，所有设施的底渣可燃物成分均达到≤10%的法定标准。灰渣产出量占焚烧前废物的投入量的16.9% ± 3.6%（平均值±标准差），由此计算出HTWB质量减量率达到83.1% ± 3.6%（平均值±标准差）。在40%的填埋体积压实率下，通过焚烧实现的体积减容率高达96.5%，每百吨的HTWB获得的填埋容量为338.7 m3。
② 能量回收能力：44座设施5年平均能源回收效率达到71%，回收利用的热能与电能平均值分别为953.7太焦耳/年和20.0太焦耳/年。HTWB单位质量的回收能量（热能与电能总和）为6.997±1.426吉焦耳/吨（平均值±标准差）。绝大多数能源回收效率≥50%的情况下焚烧设施都获得了垃圾处置税减免激励。虽然能源回收效率在不同焚烧设施组别中（p100/p200/p300）无显著波动，但是辅助燃料消耗增加或降低能源回收效率，能源利用模式（例如p200-06a中的电力回收）和区域供热需求也分别从“内因驱动”和“外因影响”的角度影响能源回收效率。
③ 氮氧化物（NOx）减排能力：除了2座特殊设施外，其它12座重点焚烧设施经过治理后烟囱出口处30分钟平均氮氧化物（NOx）浓度从138.0±61.5ppm降至20.6±10.8ppm（平均值±标准差），全部低于50 ppm的排放限值，平均减排效率达到84.4%（区间73.7%-95.5%）。从脱硝技术上看，单独使用选择性非催化还原法（SNCR）的平均减排率是95.2%；单独使用选择性催化还原法（SCR）的平均减排率是81.4%；而使用SNCR+SCR组合的平均减排率为84.3%。
图2 14座重点焚烧设施在实施排放控制措施前后30分钟的平均氮氧化物（NOx）浓度对比
三、研究总结
该研究的研究结果揭示了韩国垃圾焚烧在废物减量、能源回收及环境合规方面的多重优势，印证了现有政策在促进韩国可持续废物管理方面的有效性。该研究填补了政策框架与技术实践之间的鸿沟，为决策者平衡环境可持续性与资源利用提供了关键见解：①为提出处理符合资源循环社会建设愿景的焚烧处理政策作出贡献；②证实《生活垃圾禁填政策》与《焚烧税收减免政策》在可持续废物管理中起到的关键作用；③通过验证焚烧设施恪守氮氧化物（NOx）排放限值，凸显环境合规在废物管理政策中的核心地位。未来的研究应该将韩国焚烧设施对标国际案例，构建更具全球视野的可持续发展路径。
期刊介绍
主编：Prof. Dr. Steve W. Lyon, Ohio State University, USA
期刊涉及人类的环境、文化、经济和社会可持续性，为有关可持续性和可持续发展的研究提供了一个高级论坛。目前期刊已被 SCIE, SSCI (Web of Science) 和 Scopus 等数据库收录。
2024 Impact Factor: 3.3
2024 CiteScore: 7.7
Time to First Decision: 19.3 Days
Acceptance to Publication: 3.4 Days
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