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第四章 公有民營垃圾焚化廠營運成本分析

4.6 代操作廠商成本分析

4.6.2 案例分析

為瞭解操作服務商之操作營運成本,本研究除進行實際調查外,以下就 600 公噸/日廠及 900 公噸/日廠,依據 95 年廠內執行之垃圾成分採樣分析結果,85%

年運轉率,分析操作商投入之操作營運成本。

案例 A.:600 公噸/日廠

背景資料:駐廠人力 60 人,300 公噸/日×2 爐,年運轉率 85%,契約供電容量為 3,750kw,發電機裝置發電容量 15.8MW,一般廢棄物進廠量 87,747 公 噸,事業廢棄物進廠量 98,403 公噸,興建經費 2,299,800 千元,其中 60%為機電設備費,40%為土木建築費,垃圾採養分析結果:水分=

42.3%、灰份=9.0%、可燃份=48.74%、C=25.36%、H=2.93%、

N=0.48%、S=0.03%、Cl=0.25%、O=19.69%,底渣產生率 15.2

%,飛灰(含反應生成物)=3.0%,灰渣最終掩埋地點距廠 225 公里,

代處理事業廢棄物每公噸收費 1,950 元,操作商應支付甲方每公噸 920 元設備折舊費及回饋金,管銷費用為投入成本之 7%。相關成本費用計 算如下:

1.人事費:駐廠人員 60 人,每年支薪 13.5 個月,75%為經常性薪資佔總報酬比率,

人員配置與薪資標準如表 4-39,核算結果每年所需人事費=49,392 千元。

表 4-39 600 公噸/日廠人事費統計表

人數 薪資(元/月) 人事費(千元)

操作維修人員 42 47,000.0 35,532.0 廠長 1 90,000.0 1,620.0 管理人員 4 75,000.0 5,400.0 行政人員 4 32,000.0 2,304.0 其他人員 9 28,000.0 4,536.0

合計 60 49,392.0

2. 操作費

(1) 自來水水費

處理每噸垃圾平均需要用水量以 0.5m3計,600 公噸/日廠年垃圾處理量=

186,150 公噸,經核算需要用水量=93,075m3/年。依據台灣省自來水公司 計價標準,基本度數 100 度,超過基本度數之單價 12.075 元/度,累進差 額 220.5 元/度,外加 5%營業稅,核算結果=(93075×12.075-220.5×12)×

1.05=1177.3 千元/年。

(2) 電費 a.基本電費

本廠契約供電容量為 3,750kw,以特高壓供電,基本電費按目前特高 壓供電經常契約電價及合格汽電共生備用電力費率估算。假設歲修停爐每 年二次共需 1.5 個月,汽輪發電機系統均安排於非夏月檢修,故發電期間 共 10.5 個月,計價標準係依據台電公司之夏月電價(6 月至 9 月共四個月)

電期間)收取基本電費之 1/20,外加 5%營業稅,經核算結果:

發電期間之基本電費

=3,750(KW)×(206.95×4+152.95×6.5)×1.05=358,701.3(元) 不發電期間之基本電費=3750×152.95×1.5×1.05=903,360.9(元) b.流動電費

電價按目前之特高壓供電三段式時間電價(尖峰時間固定)之平均流動 電費 1.3 元/度估算;假設汽輪發電機等共通設備停機維修為 45 天,此期 間平均廠內用電量為 1,800 度/時,經核算結果

支出流動電費=1800×1.3×24×45×1.05=1,769,040 元。

c.電費核算如表 4-40,合計需要電費 3,915,622.3 元。 表 4-40 600 公噸/日廠電費統計表

電價(元/瓩.月) 基本電費 流動電費 合計電費 契約容

量(kw) 夏月 非夏月 發電期間 (元/年)

不發電期

間(元/年)

3750 206.95 152.95 358,701.3 903,360.9 2,653,560.0 3,915,622.3

(3) 輔助燃油費

本廠共二爐,假設每爐每年定期歲修二次,需執行起爐 2 次,另意外停 爐後之起爐 2 次,每次需要使用柴油 3,500 公升為起爐用輔助燃油,未考慮 其他用途如消除白煙、熱值過低補充等用油,經以 95 年經濟部能源局網站當 年月份平均單價為計價標準,合計需要輔助燃油費=4 次/爐.年×3,500 公升/

次×2 爐×23.1 元/公升=648.6 千元/年。

(4) 化學藥品費

以 95 年 G 廠自行辦理之垃圾採樣分析結果為垃圾成分計算依據,垃圾 處理量以 600 公噸/日,85%運轉率,核算處理量=18,150 公噸/年,底渣產 生率為 15.2%,飛灰(含反應生成物) 產生比例為 3.0%,計算需要化學藥品 使用量,各項藥品單價為自行訪價或參考台北市北投廠招標價格,經計算結 果主要五種化學藥品消石灰、活性炭、尿素、水泥及螯合劑共需 27,660.3 千 元(表 4-41),佔總藥品費用之 90%,則總需要藥品費=27,660.3/0.9=

30,733.7 千元。相關計算及說明如下:

表 4-41 600 公噸/日廠化學藥品費用統計表

消石灰 活性碳 尿素 水泥 螯合劑 合計(千元)

單位使用量

(kg/ton) 11.43 0.0011 5.48 140 40 總使用量(ton) 2,127.7 0.205 1,020.1 781.8 223.4 單價(元/ton) 3,090.0 30,000.0 13,000.0 2,500.0 26,250.0

藥品費(千元) 6,574.5 6.2 13,261.3 1,954.6 5,863.7 27,660.3

化學藥品計算說明:

A.假設條件

1. 廢棄物中的 N 全部與氧作用生成 NOx,N2來自過剩空氣,NO 佔 90% ,NO2=10%。

2. 過剩空氣比=2

3. NOx 全部來自垃圾中的氮燃燒,未計 thermal NOx 4. 灰分的 0.1%會生成飛灰

5. 原始 Dioxin 濃度=3.8 ng-TEQ/Nm3

6. 活性碳飽和吸附容量 28.45mg/g,吸附效率 30%

B.廢氣濃度

垃圾成分,可燃份=48.74%

C=25.36%、H=2.93%、N=0.48%、S=0.03%、Cl=0.25%、O=19.69%

全樣品

C=25.36%×48.74%=12.36%,H=2.93%×48.74%=1.43%

N=0.48%×48.74%=2.3%,S=0.03%×48.74%=0.015%

Cl=0.25%×48.74%=0.12%,O=19.69%×48.74%=9.6%

a. 燃燒的理論需氧量 V0 (Nm3/Kg) C + O2 --> CO2 H2 + 1/2O2 --> H2O N2 + 2O2 --> 2NO2,N2 + O2 --> 2NO,假設 NO 佔 90%,

Cl2 + H2 --> 2HCl

b. 理論需空氣量 Va=0.1407(Nm3/Kg)/0.21=0.6699(Nm3/Kg) c. 過剩空氣比=2,實際需空氣量 V'a=1.34(Nm3/Kg)

d. 廢氣量=(CO2+H2O+N2+SO2+HCl+NOx)×垃圾量

=2.1205×(600/24×1,000)=53,012(Nm3/hr wet base)

其中 CO2=0.1236/12×22.4=0.2307 (Nm3/kg) H2O:2H2 + O2 --> 2H2O,

H2O =H+水分%=(0.0143/2+0.4227(水份)/18)×22.4=0.686(Nm3/kg) N2=(1-空氣中的含氧量 0.21)×燃燒的實際需空氣量 1.34=1.0585(Nm3/kg)

SO2:0.00015/32×22.4=0.00007(Nm3/kg) HCl:Cl2 + H2 --> 2HCl,

HCl=0.0012/71×2×22.4=0.0008(Nm3/kg) O2:僅剩下過剩空氣中的含氧量

=1.34×0.21(燃燒的實際需空氣量)-0.1407(燃燒的理論需氧量)

=0.1407(Nm3/kg)

NOx=0.0023×(0.9/14+0.1/14)×22.4=0.0037(Nm3/kg)(全部來自垃圾中的 氮燃燒,未計 thermal NOx)

e. 污染物生成量(kg/hr)

=(CO2+H2O+N2+SO2+HCL+O2+NOx+Part.)×垃圾量

=[C/12×44+(H/2×18+水分)+N2廢氣量/22.4×28+S/32×64+Cl/71×2×36.5

+O2/22.4×32+N/28×(2×0.9×46+2×0.1×46)+假設灰分的 0.1%會生成飛灰

(0.09×0.01)]×(600/24×1,000)=6,3467(kg/hr)

f. 廢氣濃度 (ppm wet base)=污染物生成量(kg/hr)/總污染物生成量×106 CO2=CO2(ppm)/22.4×44/106=0.2137(kg/Nm3)

H2O=H2O(ppm)/22.4×18/106=0.26(kg/Nm3)

N2=N2(ppm)/22.4×28/106=0.624(kg/Nm3) SO2=SO2(ppm)/22.4×64/106=0.0001(kg/Nm3) HCL=HCL(ppm)/22.4×36.5/106=0.0006(kg/Nm3) O2=O2(ppm)/22.4*32/106=0.0948(kg/Nm3)

NOx=NOx (ppm 以 NO2計)/22.4×46/106=0.0036(kg/Nm3) Particle=Particle 污染物生成量 (kg/hr)/廢氣量(Nm3/hr) =0.0004(kg/Nm3)

g. 廢氣量 (Nm3/hr dry base)

=廢氣量 (Nm3/hr wet base)-H2O 廢氣量 (Nm3/hr)

=53,012-0.686×(600/24×1,000)=35.863(Nm3/hr)

h. 廢氣濃度 (ppm dry base)=廢氣量(Nm3/hr dry base)/35.863(Nm3/hr) SO2=0.0001×25,000(kg/hr)/35.863(Nm3/hr)=71.4(ppm)

HCl=0.0008×25,000(kg/hr)/35.863(Nm3/hr)=536(ppm)

NOx=0.0037×25,000(kg/hr)/35.863(Nm3/hr)=2609.4(ppm)

i. 含氧校正後的排氣濃度(ppm dry base):

含氧校正因子:根據排放標準,廢棄物焚化爐的含氧基準為 11%

=(21-11)/(21-乾基廢氣含 O2濃度/10000) SO2=67.35ppm

HCl=478.85ppm NOx=2331.32ppm

C. 廢氣量及組成計算

廢氣量 (Nm3/hr)(wet base) 53,012 廢氣量 (Nm3/hr)(dry base) 35,863

污染物濃度 (wet base) CO2 SO2 NO2 HCl Par. H2O Dioxin ( ng-TEQ/Nm3) ppm (v/v) 108,809.44 48.27 1,765.27 362.59 323,497.78

kg/Nm3 0.2137 0.0001 0.0036 0.0006 0.0004 0.2600 3.8 污染物濃度 (dry base)

ppm (v/v) 160,841 71 2,609 536

kg/Nm3 0.3159 0.0002 0.0065 0.0009 0.0006

污染物產生量, kg/hr 11,330.43 7.31 192.17 31.32 22.50 13,780.68 201,445.97 (ng-TEQ/hr)

D. 半乾式洗滌塔 Ca(OH)2計算

2HCl+Ca(OH)2 ─>CaCl2(s)+2H2O(g)

廢氣中 HCl 產生量

=HCl(wet base)×廢氣量(Nm3/hr)(wet base)=31.32(Kg/hr) 應去除 HCl=31.32×0.9=28.19(Kg/hr)

Ca(OH)2反應量(mole/hr)=28.19/36.5/2=0.39(mole/hr) 0.39×74=28.57(kg/hr)

Ca(OH)2溶液的重量比 0.1,Ca(OH)2溶液的理論需要量=285.7(Kg/hr) 設計垃圾處理容量 600 公噸/日=25,000 kg/hr

焚化每噸垃圾 Ca(OH)2溶液理論需要量=285.7(kg/hr)/25000(kg/hr)

=11.43(kg/ton) Ca(OH) 2溶液理論需要量

=186,150(公噸/年)×11.43(kg/ton)=2127.7(ton/年) E. 活性碳加入量

假設原始 Dioxin 濃度=3.8 ng-TEQ/Nm3 排放標準 0.1ng-TEQ/Nm3

去除量=3.8-0.1=3.7(ng-TEQ/Nm3)

3.7×53,012 廢氣量(Nm3/hr)(wet base)/1000=196 (mg-TEQ/hr)

假設安全係數為 1.2,活性碳吸附效率 30%,

活性碳需要量(g/hr)=6.89×1.2/0.3=27.57(g/hr) 焚化每噸垃圾活性碳需要量=27.57/25,000=1.1(g/ton) 活性碳總需要量=1.1(g/ton)×186,150=0.205 公噸/年 F.尿素用量計算

NOx 濃度:192.17(Kg/hr),去除效率 70%,

去除量(Kg/hr)=192.17×70%=134.52(as NO2) 假設 NOx 中 NO=90%=121.07,NO2=10%=13.45,

NO2+2NH3+0.5O2─>1.5N+3H2O,

4NO+4NH3+O2─>4N2+6H2O

NH3=13.45/46×34+121.07/46×30/120×68=54.69(Kg/hr)

使用 40%尿素溶液量=54.69/0.4=136.72(Kg/hr),建議使用 137 Kg/hr 焚化每噸垃圾 40%尿素溶液量=5.48kg/ton

40%尿素溶液需要量=5.48(kg/ton)× 186,150=1,020.1(公噸/年) G.飛灰固化藥品使用量

飛灰(含反應生成物)以水泥及螯合劑固化,每公噸飛灰固化水泥需要量假 設為 140kg/ton,螯合劑為 40kg/ton,依據 186,150 公噸/年垃圾處理量,產 生飛灰(含反應生成物)比例 3.0%,總產量為 5,584.5 公噸,故水泥需要量

=781.8 公噸,螯合劑需要量=223.4 公噸 。 (5) 以上五種化學藥品為焚化廠操作使用量最大者,佔化學藥品成本比例達 90%

以上,其他含污水處理及鍋爐水處理等操作需要用藥種類繁多但用量少,估 計約佔總用藥費用之 10%,因此估計合計藥品費=27,660.3 千元,總需要化 學藥品費合計 30,733.7 千元。

3.維護保養費

(1) 全廠設備維護、修理、更新或重置費用:

a. 機電設備每年維護、修理、更新或重置費用平均估計為機電設備建設費之 3.5%= 2,299,800 千元×60%×3.5%=48,295.8 千元/年。

b. 廠房結構建築、煙囪、辦公室、廠區圍牆庭園等之維護及修理,以土木建 築建設經費之 1%計算=2,299,800 千元×40%×1%=9,199.2 千元

c. 合計維護保養費=57,495.0 千元

4. 焚化廠保險費:包括火災保險、火險附加颱風洪水險、火險附加地震險、火險 附加爆炸險、火險附加竊盜險、公共意外險(含意外污染保險)、僱主意外責任 險、機械保險及營業中斷保險等,保險費合計 13,000,000 元/年。

5. 灰渣清除處理費:18,150 公噸/年垃圾處理量,產生底渣比 15.2%,共產生底 渣 28,294.8 公噸,產生飛灰(含反應生成物)比例 3.0%,產生飛灰(含反應 生成物)5584.3 公噸,依合約規定甲方提供底渣最終處理廠往返運距為 450 公 里,60 公里以內由乙方負責,超過部分由甲方負責,惟代處理事業廢棄物產生 灰渣清理費均由乙方負責,假設每公噸運輸固定成本 60 元,每公噸每公里變 動成本 2 元,代處理事業廢棄物產生灰渣之處理費由乙方負責,每公噸進場費 1,000 元。經計算結果由於飛灰經固化處理後將增加水泥及螯合劑重量,灰渣 清理需要經費 44,790.4 千元(如表 4-42):

表 4-42 600 公噸/日廠灰渣清理費統計表

灰渣清理費

焚化處理量 (公噸)

底渣產量 (公噸)

飛灰量(公 噸)

處理單價 (元/噸)

運費單價

(元/噸) 運費(千元) 處理費

(千元) 合計(千元) 186,150.0 28,294.8 5,584.5 1,000.0 960 23,440.2 21,350.2 44,790.4

6. 空氣污染防制費:包括依據硫氧化物及氮氧化物之排放量,所應繳納之空污 費以平均焚化每公噸廢棄物需 4 元計,全年焚化 186,150.0(公噸)×4(元/公 噸)=744.6(千元)

7. 監測、採樣、分析、測定費用估計約 8,500 千元。

8. 其他業務費:1,000 千元

9. 合計支出成本=211,397.2 千元,另需管銷費用以支出成本之 7%計算=

14,797.8 千元,總計支出成本=226,195.0 千元 10. 售電收益

按「台灣電力公司與合格汽電共生系統經營者相互購電辦法」及「合格汽電 共生系統購電費率」估算,其中在發電機組裝置容量 20%範圍內所發電力部份係以 尖峰時段有保證可靠容量之費率 1.3 元/度估算;超過部份依據台電公司契約單價 夏季尖峰 3.0237 元/度,夏季半尖峰 1.6324 元/度,非夏日半尖峰 1.5861 元/度,

夏日週六半尖峰 0.8124 元/度,非夏日週六半尖峰 0.757 元/度,夏日離峰 0.5194 元/度,非夏日離峰 0.4713 元/度,取 0.8 元/度費率估算,假設發電後工廠內用 電外可售電力為總發電之 75%,經核算如表 4-43,估計售電收益為 107,793.5 千 元。

表 4-43 600 公噸/日廠發售電統計表

電價(元/瓩.月) 容量電費(元) 能量電費(元) 合計售電費

(千元)

裝置容

量 kw 夏月 非夏月 20%尖峰保 證費率

超過尖峰保 證部份

裝置容量 20%以下(1.3 元/度)

裝置容量 20%以上(0.8 元/度)

15,800 206.95 152.95 6,866,601.0 20,299,524.0 23,292,360.0 57,335,040.0 107,793.5

依上述計算結果操作商投入本廠之營運成本為 211,397.2 千元/年,假設為營 運所應支出之管銷成本,以投入廠內支出成本之 7%核計為 14,797.8 千元,總支 出成本合計 226,195.0 千元,除支出成本外,操作服務商另有二項收入,售電收 益 107,793.5 千元,代處理事業廢棄物每公噸收費 1,950 元,由操作商收取後支 付環保局每公噸 920 元設備折舊費及回饋金,實際操作商可收入淨代處理費為 87,695.9 千元,總計接受環保局委託處理每公噸一般廢棄物之單位處理成本為 349.9 元/公噸(表 4-44)。

表 4-44 600 公噸/日廠操作商營運成本統計表 項目 金額(千元) 備註

人事費 49,392.0 以 60 人年平均年所得×9/12 計算 自來水費 1,177.3 處理每噸平均用水 0.5m3計 電費 3,915.6 依據台電公司購售電契約收費標

準計算

助燃油料 648.6 依據月報表使用量,單價參考經濟 部能源局網站該月份平均單價 藥品費 30,733.7

灰渣清理費 44,790.4 土建廠區維護費 9,199.2 機電設備更新維修

費用 48,295.8 保險費 13,000.0 監測分析費用 8,500.0 空污費 744.6 其他業務費 1,000.0 小計 211,397.2 管銷費用 14,797.8 支出

合計 226,195.0 售電所得 107,793.5 代處理事業廢棄物

進場費用 87,695.9 依據進廠量每公噸 1950 元攤提折 舊及回饋 920 元計算

收入

合計 195,489.4 單位成本

(元/公噸) 349.9

案例 B.900 公噸/日廠:

背景資料:以 E 廠為例,駐廠人力 54 人,焚化廠設計 450 公噸×2 爐,年運轉率 85%,則年處理量=279,225 公噸/年,一般廢棄物進廠量佔總進廠量 75%,事業廢棄物進廠量佔 25%,事業廢棄物代處理費 2,050 元/公噸,

背景資料:以 E 廠為例,駐廠人力 54 人,焚化廠設計 450 公噸×2 爐,年運轉率 85%,則年處理量=279,225 公噸/年,一般廢棄物進廠量佔總進廠量 75%,事業廢棄物進廠量佔 25%,事業廢棄物代處理費 2,050 元/公噸,