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餐厨垃圾处理项目运营现状分析——以陕西省某餐厨垃圾处理项目为例

发布于:2023-11-24 11:06:24 来自:环保工程/固废处理 [复制转发]


   

   

         

         

         

         


         

         

         

         


         

         

         

         


         

         

         

         

自首批国家餐厨垃圾处理试点项目通过验收以来,我国陆续多个餐厨垃圾处理项目投产运营。关于餐厨垃圾处理项目是否盈利,行业内鲜有报道。本文选取陕西省某个典型餐厨垃圾处理BOT(Build-Operate-Transfer)项目,将项目可行性研究(以下简称“可研”)中技术经济测算数据与实际运营数据进行对比分析,并探讨其存在差异的原因。

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工程背景概述

2020年中国餐厨垃圾产生量为1.20×10 8 t/d,截至2020年9月,全国已建、在建、筹建的餐厨垃圾处理项目总计处理能力已达2.15×10 4 t/d(年处理能力为7.85×10 6 t)。2021年上半年,餐厨/厨余垃圾处理处置项目 (以下简称“餐厨项目”) 共计释放50个,其中有24个项目公布餐厨垃圾处置能力,共计2778.50t/d,平均每个项目为115.77t/d,其中深圳和天津两个项目处置能力达到1000t/d,其余每个项目处置能力小于100t/d。

根据2018—2021年餐厨项目中标情况统计,处理工艺主要以厌氧消化为主,占比达到66%,另有16%的项目采用压榨+焚烧协同处理工艺。餐厨项目属于政府公共基础设施,大多采用BOT(Build-Operate-Transfer)、BOO(Building-Owning -Operation)、EPC(Engineering Procurement Construction)等模式进行投资建设并运营,政府提供餐厨垃圾处理补贴费,项目决策阶段要求维持微利运营模式。目前大部分餐厨项目已进入运营阶段,运营时间较短,项目是否达到可行性研究 (以下简称可研) 中的盈利标准,一直存在较大的疑问。

北极星环保网上数据显示,2019年十方环能3个餐厨项目毛利润为27%、维尔利常州餐厨项目毛利润为25%、绍兴餐厨项目亏损75.00万元、启迪环境4个餐厨项目均处于亏损状态。可见,受建设投资、处置规模、收入、成本等各方面的影响,餐厨项目盈利与否,差异很大。

本研究以陕西省某正常运营的餐厨项目为例,对餐厨垃圾处理项目实际运营数据与前期可研报告数据进行对比分析,为后续餐厨项目投资与运营提供参考。同时,也为餐厨项目运营阶段的经营分析提供参考模板。

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工艺流程与设计参数

陕西省某餐厨项目为国家试点项目,设计规模为100t/d,主要工艺采用“ 预处理+厌氧发酵+沼气提纯+沼液污水处理+除臭系统 ”。运营过程中产生的废渣杂质送至焚烧厂进行焚烧处理;餐厨垃圾中的油脂进行分离后得到粗油脂直接外售;厌氧发酵产生的沼气烧锅炉自用,消化液进到固液分离系统,脱水产生沼渣送至焚烧厂进行焚烧处理;沼液进入厂区污水处理系统,处理后进入后端市政管网;整个设施产生的臭气送至除臭系统进行处理,达标排放。

预处理系统处理能力为15t/h,主要包括物料接收及输送系统、挤压分选制浆系统、除杂除砂系统、油脂提取系统。

厌氧发酵系统由水解罐与厌氧罐组成。其中水解罐和厌氧罐水力停留时间分别为2d和30d。系统采用中温、湿式厌氧发酵工艺,厌氧罐带搅拌、保温等功能。

厌氧发酵产生的沼气经粗过滤、生物脱硫塔、干法脱硫及加压等净化处理,脱硫后进入储气柜储存。主体设备有前置过滤系统、生物脱硫系统、干法脱硫系统、储气系统、冷水机、增压风机、火炬等。

污水采用“格栅+气浮+MBR(两级A/O+超滤)+纳滤+浓缩液处理”工艺,主要由预处理系统、MBR系统(双级AO生化池+浸没式超滤)、纳滤处理系统、浓缩液处理系统及配套辅助系统所组成。沼液经处理后,水质达到GB8978—1996污水综合排放标准中的三级标准,进入后端市政污水处理厂。

该项目可研报告编制时间为2012年,2016年动工建设,2018年带料调试,2019年正式投产,2020年实现全年稳定运行。2020年餐厨垃圾入厂量为30100t;粗油脂销售量为1911t,主要来自餐厨垃圾提油、少量来自收集的地沟油和老油。

该项目在处理规模、原料收集、工艺流程、后端排放标准、政府补贴等方面在全国餐厨垃圾处理行业中均具有代表性,选取该项目2020年的运营数据作为已稳定运营典型餐厨垃圾处理案例进行分析。

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测试指标与分析方法

1. 可研数据

可研报告编制依据主要为2011年的《咸阳市城区餐厨废弃物资源化利用和无害化处理工程项目建议书和可行性研究报告技术服务协议书》以及《中华人民共和国环境保护法》等相关法律法规及标准。计算依据为可研阶段各专业图纸、设备清单及材料表的工程量。

2. 实际运营数据

收入、成本、净利润等数据来源于项目公司财务报表中的利润表,成本费用中各明细数据来源于科目余额表。

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基础运行数据

该项目基础运行数据见表1。

表1 生产数据  

受新冠肺炎疫情影响,2020年1—2月进厂餐厨垃圾量较少,后续随着餐饮行业逐步恢复,进厂垃圾量增长明显,最终达到30100.00t/d。按照全年运营330d计算,生产能力利用率达到91.21%。该项目地处西北,餐饮中油脂含量较高,因此餐厨提油率较高。同时该项目的地沟油和老油收集量约占全年废油脂销售总量的18%,有效增加全年收入。

预处理杂质、三相分离固渣产量分别占餐厨垃圾进厂量的18%、10%,均控制在较好水平。吨垃圾处理耗电量为73.7kWh。因该项目地处市中心,收运半径较短,吨垃圾收运耗油量较低,为1.75L。吨垃圾产气量为70.21m 3 ,产气效果较好。

餐厨垃圾经厌氧发酵后,发酵液需进行脱水处置。该项目采用两相离心机进行脱水,发酵液经脱水后分成沼渣和沼液两个部分。沼液水质指标见表2。

表2 沼液水质指标  

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成本经济分析

1. 财务评价

财务评价指标如表3所示,项目筹划阶段,年平均净利润预计为372.64万元,总投资收益率、财务内部收益率、全部投资回收期等数据均指明该项目在财务上是可行的。从实际运营数据来看,如果处理量达到设计规模、粗油脂销售价格能维持在较高水平(2020年油脂销售价格),该项目在整个运营期内可以实现盈利。在运营第2年(2020年)折旧费用较高的情况下,收入和成本基本持平。

表3 财务评价指标  

注:实际运营数据(实际运营期均值)与实际运营数据(运营第2年)中的差异主要为折旧费的差异,其余指标假设相同。  

从具体数据来看,项目总投资超出可研数据2974.31万元,吨投资达到126.58万元,处于行业内较高水平。该项目可研编制时间为2012年,项目2016年正式动工,工艺随行业发展变化有较大调整,但由于工艺仍不成熟,导致该项目在调试2a内进行了较大技改,技改费用计入在建工程,纳入项目总投资。总投资变大造成每年折旧费用相应增加,每年平均折旧费用比可研数据高出36.65万元。随项目后续运营,大型技改仍会持续,项目总投资还会继续上升,导致每年折旧费用继续增大,会影响后续运营期盈利。

2. 总成本费用

总成本费用如表4所示,总成本费用实际发生额低于可研数据。主要原因是:

①该项目没有生产生物柴油,用于生产生物柴油的直接材料费584万元实际并没有发生;

②该项目截至2020年没有申请贷款,不产生财务利息。与可研数据相比,每年减少财务费用36.97万元。

表4 总成本费用

注:实际运营数据(实际运营期均值)与实际运营数据(运营第2年)中的差异主要为折旧费的差异,其余指标假设相同;设备按10a折旧,房屋按照24a折旧,因此前10a折旧费用高。

项目未生产生物柴油,也影响了经营成本。经营成本比可研数据中减少245.26万元。其中电费减少62.43万元;直接材料中的其他成本主要为废水处理系统及脱硫、除臭等系统的药剂费用。实际运行中这些成本控制较好。该项目2018年开始进料调试,截至2020年底,正式投产时间短,设备维护较好,修理费每年较可研数据减少168.83万元。

经营成本中,实际运营数据比可研数据中超支最大的为直接工资及福利,超出可研预算31.5%。主要原因是随着我国经济的发展,各地人员月工资每年均有上浮。据陕西省社会保障局网站显示,陕西省2020年度全口径城镇单位就业人员月平均工资为6053元,而2012年全年平均工资为44330元,折算为月平均工资为3694元。

沼液处理系统成本如表5所示,该项目采用自有水井,无自来水费用,同时因该项目运行时间较短,超滤膜等还未达更替年限,故沼液处置费用主要由人工费、电费及试剂费组成。其中电费占比最大,达63.8%。因此优化污水工艺设计、实现精细化运营,可有效降低污水处理能耗。

表5 沼液处理系统成本

3. 收入分析

项目收入如表6所示,实际运营期间收入大幅减少,主要在于沼气未提纯外售、粗油脂没有制成生物柴油外售。

表6 收入

项目配套有沼气锅炉,厌氧产生的沼气用于烧锅炉产生蒸汽供预处理提油使用,多余的沼气采用火炬焚烧,未外售产生额外经济价值。此项收入较可研数据减少107.70万元。

据东方财富网数据显示,2020年柴油的价格为5075~6540元/t,可研报告中生物柴油销售价格为7850元/t。除了价格因素,实际运营数据中油脂收入减少的原因还在于油脂销售量的减少,可研中100t/d的餐厨垃圾,可回收废油脂2t/d,另外通过收集老油、地沟油可直接回收废油脂约8t/d,因此用于生物柴油生产的废油脂约为10t/d,经过生物柴油加工工艺可生产成品生物柴油8t/d。而实际运营时,该项目实际销售的粗油脂全年为1911t,平均为5.23t/d,大部分来自餐厨提油,少部分来自地沟油和老油。

政府补贴收入较可研数据有所提升,主要原因有:

①可研中的保本微利计算,反推出该项目的吨垃圾补贴为170.00元,实际BOT协议中为209元;

②该公司为了弥补调试期亏损,一直积极对外拓展周边县市的餐厨垃圾处理业务,政府补贴共计741.95万元。

4. 与我国其他项目对比分析

因公开报道的文献中没有餐厨项目的具体运营数据,研究选取2022年中国餐厨垃圾处理行业分析报告进行对比,报告选取200t/d的餐厨垃圾处理项目作为计算模型,假设条件如下:

①单位投资额58万元/t;

②处理补贴300元/t;

③提油率2.5%,粗油脂价格7500元/t;

④沼气发电量2kWh/m 3 ,沼气发电单价0.60元/kWh,沼气产量80m 3 /t;

⑤项目建设期为1a,运营期为20a,合计21a。

对该假设模型进行测算,营业收入为3392.56万元,餐厨垃圾收运、处理营收为500元/t,其中处理补贴收入占比超过50%,售油收入占比超过30%,沼气发电收入占比约16%。

成本端计算结果如下:员工工资及福利、环境保护费用、外购燃料及动力费、外购材料费分别占经营成本比例约为27%、34%、15%、6%。处理总成本在370~430元/t,其中单位经营成本约为285元/t。

陕西省某餐厨项目营业收入为539元/t,主要得益于较高提油率,达到5.2%;总成本为538元/t,高出可研数据成本(430元/t)的25%,主要原因为该项目在第2年折旧费用较高,如果按整个运营期计算,单位总成本为430元/t,与分析报告基本接近。该项目经营成本约为308元/t,与可研数据285元/t相近。

06      
存在问题与展望

1. 沼液处理

沼液处理费用在餐厨项目生产费用中占比较大。目前主要有两种降低费用方式:

①采用沼液制肥,化废为宝,虽然T/CAPID002—2022农林沼液中已经将未经添加的食品类废弃物分类后的家庭厨余垃圾列入厌氧消化原料分类管理目录中的适用类原料,孙天姿等也用沼液制备的液态菌肥对农田土壤理化性质的影响进行过研究,但是由于沼液含盐量高等其他因素,沼液肥并没有得到市场普遍认可;

②将三相离心后的废水经过改良,作为沼液处理的碳源,可以大幅减少沼液处理中碳源成本,目前该项研究已经取得一定应用。

2. 沼渣处理

餐厨发酵液普遍采用两相离心机脱水,脱水后沼渣含水率约80%,达不到含水率<60%的焚烧要求,因此沼渣处理已成为目前餐厨项目亟需解决的问题。沼渣制肥面临与沼液肥相同的困局,单纯提高沼渣含固率,需再投资板框压滤机或其他设备,压榨过程中需投加大量化学试剂,生产环境恶劣、脱水成本高。目前已经有不少企业和科研机构都在尝试采用生物干化方法提高沼渣含固率。张黎阳等研究表明添加高C/N的外源添加剂能加快沼渣好氧生物干化进程。

3. 沼气利用

对于中小规模餐厨项目,沼气除烧锅炉自用外,剩余沼气通常直接进火炬焚烧,造成资源浪费。如果餐厨项目建在工业园区内,周围有垃圾焚烧厂,可将沼气并入焚烧系统,产生的热量可用于发电。如果园区有需热大的企业,则可将沼气烧锅炉销售蒸汽和热水。

4. 餐厨固渣

目前的餐厨项目有很多只采用三相离心机将餐厨垃圾分离处理,分离后废水进入厌氧处理系统,固渣不进入厌氧系统,以此减轻后端厌氧及离心脱水单元的压力,减少沼渣产生量。三相离心固渣可用来养殖黑水虻或其他昆虫,有效避免生物同源性。目前用黑水虻处理餐厨固渣技术已经相对成熟,大规模产业化还需进一步完善。

07      
结论

处理规模100t/d的餐厨项目,投资约1.27亿元,在生产能力利用率达到91.21%(按330d/a生产天数计算)、粗油脂销售价格达到5000~6000元/t、政府补贴价格209元/t的情况下,在运营第2年收入和成本可以实现基本持平。

餐厨项目是否盈利,需分项目具体情况及所处阶段而论。企业投资运营餐厨项目,需充分考虑自身情况及各种影响因素,包括焚烧厂可协同处理条件,选址、规模、收运量、收运处置费、BOT协议是否含地沟油及老油、沼气沼液沼渣利用模式、政策以及项目边界条件等。

  • yj蓝天
    yj蓝天 沙发

    关注学习了,谢谢楼主分享

    2023-11-25 10:58:25

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