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什麼是垃圾能源？

垃圾焚燒發電

垃圾能源指的是將城市固體廢物（MSW）轉化為熱量或電力的過程。 MSW 由三部分組成：生物質、非生物質可燃材料和不可燃材料。^[1] 將垃圾轉化為電力是抵消廢物產生的一種相對簡單的方法，尤其是在處理不可重複使用、不可回收的材料時。最常見的垃圾能源形式是焚燒。此過程通常被稱為垃圾焚燒發電（WtE）。

什麼是焚燒？

焚燒將垃圾轉化為灰燼、煙氣和熱量。垃圾在接近 1000°C 的溫度下燃燒，使廢物質量減少 80-85%，體積減少 90-95%。高溫可以分解有機化合物，極大地簡化了醫療廢物和其他危險物質的處理。

垃圾焚燒發電廠

垃圾焚燒發電廠的運作方式類似於傳統的燃煤發電廠。被認為安全燃燒的固體廢物進入一個燃燒室，在接近 1000°C 的溫度下焚燒。該反應產生的熱量用於將水加熱成蒸汽，進而驅動渦輪機發電。^[2] 在此過程中，二氧化碳作為副產物釋放，但它比垃圾填埋場釋放的甲烷是一種弱得多的溫室氣體。^[3]

垃圾焚燒發電廠替代方案的問題

垃圾焚燒發電廠的兩種主要替代方案是出口廢物或將其送往垃圾填埋場。從歷史上看，美國約三分之一的廢物出口到中國。^[4] 然而，2017 年，中國禁止進口來自外國的大部分塑膠廢物，導致美國有 3700 萬噸額外廢物需要處理。^[4] 美國約 50% 的垃圾最終被送往 2000 個美國垃圾填埋場中的一個。^[5] 大多數垃圾填埋場捕獲並收集氣體排放，但美國環保署估計，至少 25% 的美國垃圾填埋場甲烷會逸散到周圍環境中。這有可能滲入地下水並對附近的城市造成負面影響。隨著美國人口的持續增長和垃圾量的增加，對更多垃圾填埋場的需求將大幅增加；然而，尋找大型垃圾填埋場的空間問題也會隨之加劇。

公眾認知

垃圾焚燒發電廠

公眾對垃圾填埋場的認知處於歷史最低點，這表明需要新的城市廢物管理方法。垃圾焚燒發電廠通常比垃圾填埋場更受歡迎，但並非所有人都知道它們是什麼。技術上的缺乏並不會阻礙各國使用垃圾焚燒發電廠，但負面的公眾認知或缺乏瞭解會。研究表明，缺乏瞭解與溫哥華的公眾抵制有關；只有 22% 的受訪者認為垃圾焚燒發電設施比垃圾填埋場和材料回收更受歡迎，因為大多數人更喜歡簡單的回收利用。^[6] 改變垃圾焚燒發電的“骯髒”聲譽對於其被接受至關重要。這種汙名化過去、現在和將來都會阻止垃圾焚燒發電技術的推廣。例如，在 1984 年的美國得克薩斯州奧斯汀，政府由於公眾持續的反對而無法實現將垃圾焚燒發電引入該市的計劃；然而，在同一時期，巴爾的摩卻在慶祝其第一個垃圾焚燒發電廠的開業，該發電廠至今仍在運營，且沒有政府補貼。^[7]

環保人士也意見不一。許多人認為這很好，因為無論如何都會產生垃圾，而且這會使垃圾遠離垃圾填埋場。然而，也有一些反對派，因為他們認為垃圾不是可再生能源，並且會造成對垃圾的依賴。一群紐約環保人士致信美國能源部執行主任，表達了他們對將垃圾焚燒發電列為可再生能源的擔憂，因為 MSW 主要來自不可再生資源。^[8]

美國公眾認知的興衰

美國早期對垃圾焚燒發電的接受和反對可以分為三波。

第一波

第一波始於 19 世紀 80 年代，原因是城市人口增長導致廢物產量增加。^[9] 垃圾焚燒發電廠的概念很快被接受，導致紐約建造了第一臺焚化爐。然而，該焚化爐很快就被廢棄，因為當時的美國廢物流比歐洲設計所能處理的廢物流潮溼得多，需要更多的能量來燃燒廢物。^[9]

第二波

1900 年，美國將 WtE 工廠改造為高效處理潮溼垃圾流，而無需輸入大量能量，從而開啟了第二波熱潮。當電視廣告和其他媒體鼓勵浪費性包裝，例如塑膠瓶時，這場熱潮就消退了。 這導致進入 WtE 工廠的垃圾流發生變化。這些垃圾流包含前所未有的塑膠材料，這些材料在燃燒時會釋放有害氣體。

第三波

1980 年，人們開始擔心尋找更多垃圾填埋場的空間，從而開啟了最後的熱潮。里根政府鼓勵將 MSW 焚燒設施，即 WtE 工廠私有化。 私有化以及有利的稅法變化和工業發展債券使 WtE 專案對環保署具有吸引力。

到 1990 年，美國有 140 座焚化爐。 然而，八年後，提出的焚化爐數量幾乎是這個數字的兩倍，但最終都被取消了。這就是反焚化運動的起源。儘管焚化爐配有洗滌器，可以去除煙囪中大部分毒素，但有一種名為二噁英的毒素含量很高。 二噁英是已知的致癌物質。一位名叫 Barry Commoner 的科學家提高了公眾對這種致癌物質的認識。因此，在 1980 年代後期，二噁英排放標準變得更加嚴格。 然而，所有為符合空氣質量法規而去除的毒素最終都排入了殘餘灰燼。處理殘餘灰燼很昂貴，因為它必須送到專門的垃圾填埋場，以阻止重金屬等毒素滲入地下水。這讓公眾不禁懷疑，一個產生如此危險物質的過程是否應該繼續實施。

案例研究

歐洲的 WtE

瑞典

瑞典政府已投入數十億美元用於補貼和合同，用於大規模建設 WtE 工廠，這些工廠的成本在 1.5 億美元到 2.3 億美元之間。 這種大規模建設給瑞典帶來一個奇怪的問題：這些工廠的總垃圾處理能力現已超過瑞典產生的垃圾量，因此瑞典不得不從其他國家進口大量所需的垃圾。向瑞典出口垃圾的國家實際上要向瑞典支付費用來處理垃圾，但這最終也為他們節省了資金，因為他們也像瑞典一樣面臨著昂貴的垃圾填埋稅，他們正試圖避免這種稅費。 瑞典官員和決策者很可能預料到垃圾短缺，但認為這可以作為一種產生利潤的方式。鑑於瑞典的政府文化，他們幾乎肯定會繼續尋找透過 WtE 工廠最大限度地提高能源生產的方法。

雖然瑞典政府一直在積極支援 WtE，但國內以及北歐其他地區的團體也表達了反對意見。一個名為“零浪費者”的環保組織一直在公開反對 WtE。 “零浪費者”認為所有廢物都應該回收或再利用，任何形式的廢物都不應該送往垃圾填埋場或 WtE 工廠。具體而言，他們認為回收比焚化更實際。此外，他們對這些工廠的資金來源方式提出了異議。這些工廠是由獲得政府合同的私人公司建造的。由於這些公司的目標是盈利，因此他們需要穩定的垃圾供應來維持工廠執行併產生收入。“零浪費者”認為，要求這種垃圾供應會減少人們回收的需求，因此在環境和經濟上都是更浪費的。

瑞典對 WtE 的反對為工程、決策和公民之間的互動提供了有趣的視角。雖然工程師、科學家和決策者普遍認為 WtE 是比垃圾填埋場更安全的環保替代方案，但“零浪費者”等團體繼續反對它，僅僅因為它們仍然會排放二氧化碳。此外，與“零浪費者”的說法相反，隨著更多 WtE 工廠的建設，瑞典的回收率實際上有所提高。 可以說，這種脫節是由於瑞典政府在未真正徵求公眾意見的情況下就推進這些專案，同時在向公眾傳達 WtE 科學和益處方面做得不夠好。

挪威

與瑞典一樣，挪威也投資了全國各地的 WtE 工廠。不出所料，挪威也面臨著垃圾短缺問題，不得不從鄰國進口垃圾。 根據第一手訪談，挪威公民似乎比瑞典人更支援 WtE，但反對意見確實存在。挪威的環保組織提出了與瑞典“零浪費者”類似的論點，但挪威的 WtE 工廠不太可能在短期內停止運營。

北美的 WtE

美國目前有 86 座垃圾焚燒發電廠，而瑞典只有 32 座。然而，美國的人口是瑞典的 30 多倍，因此美國焚化的垃圾比例要小得多。WtE 工廠在人口稠密的地區最為常見，這些地區的房價很高，因此挖掘新的垃圾填埋場的成本很高。美國東北部各州和佛羅里達州集中了美國大多數的 WtE 工廠。

由於排放物，特別是二噁英，美國公眾對焚化爐的態度在 1960 年代和 1970 年代發生了很大轉變。二噁英是美國在越南戰爭中用於摧毀農作物和叢林的橙劑中最毒的成分。這些化學物質對暴露在其中的越南人造成了可怕的持久影響，導致畸形、基因突變和癌症。然而，在 1970 年的《清潔空氣法》頒佈後，WtE 工廠必須符合更嚴格的排放標準。根據 Covanta 首席可持續發展官 Paul Gilman 的說法，WtE 現在比燃煤更清潔，釋放的溫室氣體和二噁英更少。

環保署現在將 WtE 列為可再生能源，但優先考慮減少、再利用和回收，而不是焚化。據全球焚化爐替代方案聯盟美國協調員 Dave Ciplet 稱，“透過回收材料，你可以節省的能量是焚化這些材料產生能量的三到五倍”。

雖然公眾支援回收計劃，但縣政府要麼推廣回收，要麼建設焚化爐，但不會同時做這兩件事。建設焚化爐很昂貴，因此大多數焚化爐都有最低的垃圾處理要求。如果回收計劃減少了垃圾，那麼當地政府將不得不進口垃圾以滿足成本要求，否則他們可能會違反貸款協議。因此，雖然焚化爐和回收是偉大的 MSW 管理系統，但它們會相互競爭。

不幸的是，美國的回收率正在停滯不前；過去十年，回收率幾乎沒有提高，徘徊在 34% 左右。 回收的經濟可行性取決於從回收的商品（如塑膠、金屬和紙張）的銷售中可以收回多少資金。近年來，這些材料的價格一直很低，這提高了回收的實際成本。

1984 年，一家加利福尼亞州的諮詢公司採訪了許多焚化爐公司以及支援和反對焚化爐的居民。他們找到了最不抵制的群體，並將這些資訊傳達給公司。這些資訊被洩露為 Cerrell 報告，並被用來組織反對焚化爐的活動。許多這些“最不抵制”的群體並不想被焚化爐公司利用。

佛羅里達州

由於佛羅里達州人口稠密，並且沒有多少空地，因此他們大量採用焚化來從 MSW 中產生能量。僅佛羅里達州就佔全美 WtE 發電量的五分之一以上，而該州人口僅佔全國人口的 6% 左右。 比如佛羅里達州的李縣：他們每月將超過 1000 萬噸垃圾轉化為電力。這足以供電給該地區的 30,000 戶家庭；然而，許多人並沒有意識到或欣賞該縣擁有的能源系統。 在颶風“艾爾瑪”過後，佛羅里達州留下了大量額外的垃圾（幾天內增加了 20% 以上）。WtE 設施在將這些廢物轉化為可用電力方面非常有用。

加拿大埃德蒙頓

埃德蒙頓建造了一座將 MSW 轉化為生物燃料和化學品的工廠，這是世界上獨一無二的。他們對垃圾進行人工和機械分類，篩選出不屬於的物品（例如電子產品和輪胎），並將有機物送往堆肥設施。剩下的垃圾被粉碎、加熱並轉化為合成氣體。這個過程每年可以將超過 100,000 噸的垃圾從垃圾填埋場中移除，並生產 3800 萬升乙醇。 該設施自 2008 年開始建設，於 2014 年 6 月 4 日正式開業。Enerkem 還計劃在密西西比州開設一家工廠，因為該州當地社群對此反應非常積極。

巴爾的摩，馬里蘭州

馬里蘭州有 3 家垃圾焚燒發電廠，其中一家位於巴爾的摩。Wheelabrator 焚燒廠建於 1985 年，負責該市 82% 的 SO₂ 排放和 64% 的 NOx 排放。Wheelabrator 符合馬里蘭州的空氣質量標準。該廠每年處理 700,000 噸垃圾，並釋放約 120 磅鉛、60 磅汞、99 噸鹽酸和 2 噸甲醛。它還每年為 40,000 戶家庭發電，並從 MSW 中回收 11,000 噸金屬。 許多反對者反對它給社群帶來的汙染。切薩皮克灣基金會是一個倡導流域的非營利組織，他們委託了一份 報告 ，該報告指出 Wheelabrator 的排放每年給馬里蘭州帶來 2100 萬美元的醫療費用。他們說，該廠排放的高濃度 NOx 會導致慢性支氣管炎、哮喘症狀加重，甚至死亡。該組織希望將 NOx 排放標準降低到每天 150 ppm。

2011 年，州立法將垃圾焚燒發電廠轉變為一級可再生能源，與風能和地熱能等同。 這使他們每年能夠獲得數百萬美元的補貼。立法者以 EPA 的論據來支援這一措施。該機構更傾向於焚燒廠而不是垃圾填埋場，因為垃圾填埋場會產生甲烷，這是一種強效溫室氣體。

2014 年，當地高中生 Destiny Watford 得知一家公司將在她學校附近的一個街區建造一座新的焚燒廠。她在巴爾的摩長大，知道汙染會對社群造成損害，因此她開始組織高中生。2014 年，學生們在學校董事會會議上反對新的焚燒廠，2015 年他們在馬里蘭州環境部舉行了靜坐抗議。 7 名學生被捕。由於公眾的強烈反對，該公司最終沒有建造焚燒廠。Destiny Watford 因其基層努力於 2016 年獲得了 高德曼環境獎 。

中國垃圾焚燒發電

中國在 2018 年擁有近 14 億人口，自 1960 年以來人口翻了一番，經歷了前所未有的增長。 這也帶來了成長的煩惱，尤其是在垃圾處理方面。僅北京市在 2017 年就產生了近 900 萬噸垃圾，中國一直在努力尋找可持續的長期解決方案來解決其垃圾問題。

深圳 政府已開始建設世界上最大的垃圾焚燒發電廠。該廠每天能夠焚燒約 5,000 噸垃圾（相當於該市每天垃圾量的 1/3）。 深圳居民擔心廢物會滲入附近的水庫，並導致住宅區出現空氣汙染，因此發起了法律訴訟來阻止該專案。他們希望將焚燒廠從自然資源附近遷至中國人口較少的地區。

深圳的訴訟只是中國眾多旨在阻止這些設施建設的訴訟之一。 廣州 市透過抗議和法律訴訟成功阻止了一座垃圾焚燒發電設施的建設。公民團體指責“政府完全缺乏公眾諮詢或城市規劃程式”。數千名居民在公職人員辦公室和住所外抗議，以回應該專案。防暴警察不得不被召集來平息抗議。抗議者最終成功阻止了垃圾焚燒發電設施的建設。

這是中國範圍內更廣泛的 NIMBY（不是在我家後院）運動的一部分。NIMBY 旨在阻止在住宅區附近建設公共或工業設施。 在中國，NIMBY 是一個貶義詞，用來指代對這些公共工業設施的反對。NIMBY 暗示反對者對社群的自我中心主義。 然而，有些人會爭辯說，這場運動是基於對政府監管該行業長期存在的深層不信任。這種不信任使公民對監管能力以及以清潔方式焚燒垃圾的能力持懷疑態度。

許多反對垃圾焚燒發電設施的人最關心的問題是二三線城市環境監管的執行情況。他們會爭辯說，像深圳這樣的特大城市會有嚴格的汙染控制措施，而二三線城市則會有廉價且質量低劣的焚燒廠。這種擔憂依然存在，因為人們對政府監管這些設施的能力普遍持懷疑態度。 最近發生在深圳的一起腐敗醜聞，其中官員從走私者那裡收受賄賂，加劇了這種擔憂。 如果中國政府真想在中國實施這些垃圾焚燒發電設施，他們必須重新贏得人民的信任，否則他們將繼續面臨堅決的反對。

這是 托馬斯定理 在中國發揮作用的一個例子。即使這些垃圾焚燒發電廠是中國的好解決方案，但這並不重要，因為公民認為他們的政府腐敗。這些信念的後果是真實的，因為政府試圖實施這些垃圾焚燒發電廠。

結論

垃圾焚燒發電是解決不斷增長垃圾問題的眾多可能解決方案之一。由於圍繞這種解決方案存在大量錯誤資訊和公眾反對，因此瞭解建造這些工廠的權衡取捨就更加重要。垃圾焚燒發電廠需要權衡許多不同的因素。城市和公民會從大幅減少垃圾和在此過程中產生能源中獲益。但是，他們會面臨更高水平的空氣汙染，可能出現地下水滲漏或自然資源受損，以及大型工業廠帶來的視覺汙染。這些權衡取捨必須經過仔細分析並向公民展示，因為他們需要決定垃圾焚燒發電廠是否是對其垃圾問題的合適解決方案。