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劉曉:城市生活垃圾綜合管理及低碳發(fā)展

分類:固廢觀察    發(fā)布時間:2021年4月7日 21:08    作者:固廢觀察公眾號    文章來源:固廢觀察公眾號



















今天分享中國城市生活垃圾領域國家適當減緩行動項目主任劉曉博士/副研究員《城市生活垃圾綜合管理及低碳發(fā)展》。以下文字摘自分享人現(xiàn)場實錄,略有修改。



首先感謝宗正,很高興能看到這么多同仁,能跟大家交流一下我們做的一些事情。

今天剛剛開場的時候也討論了碳達峰、碳中和是現(xiàn)在非常熱點的一個話題,以及剛剛提到回收的問題,瑞典科學院的王總提到全生命周期在生活垃圾里面的應用。今天我分享我們做的這些事情,希望能給大家一些靈感,也希望能夠進一步討論。

首先介紹一下德國國際合作機構,它其實算是德國的國企,唯一的股東是德國的經(jīng)合部,但是它是一個非盈利的企業(yè),我們所有的經(jīng)費都來自于德國的政府以及歐洲的政府基金會。我們在全球有120多個辦事處,有兩萬多個員工,1980年進入中國,目前有40多年的時間了。在中國有160個人,有100多位是中國同事,有60位是外國同事。


我們做什么呢?我們代表德國政府在全球做國際合作,我們的愿景非常簡單,能夠讓地球或者世界變得更美好一點。

為什么我們會想到要在生活垃圾領域做應對氣候變化的這個事情呢?這個也是基于當時歐盟的一些經(jīng)驗。


在歐盟過去的一些經(jīng)驗告訴我們,雖然垃圾行業(yè)在整個碳排放的比例不是很高,剛才王總提到3%左右。但是過去十幾年的時間證明,在垃圾行業(yè)做減排相對來說更容易、更成功。在過去十年左右,歐盟在整個垃圾管理行業(yè)貢獻了所有的溫室氣體減排量大概30%,雖然我們排放量很小,但是做減排第一有很好的協(xié)同效應,首先環(huán)境效益更好,減排效益更好,同時成本相對來說更低一些,相比碳封存這些方式,在垃圾行業(yè)做這個事情具有更好的可執(zhí)行性。

我們其實相對來說比較早,在2017年的時候,這個概念是在15年就提出來了,在2017年的時候拿到了那馬基金會的支持,基金會也是由德國、丹麥、歐盟以及英國四個國家共同成立的一個基金會,主要就是支持我們發(fā)展中國家在不同的領域探索我們是不是能夠更減排。我們這個項目中方的政府支持單位是住建部,很榮幸能夠得到部里的支持,中國的執(zhí)行合作伙伴是中環(huán)協(xié),項目執(zhí)行期是五年,今年是第四年,預計明年九月正式結束。我們現(xiàn)在有四年多的數(shù)據(jù)能跟大家分享一下,看看我們干了什么。

在住建部的支持下,我們選擇了五個試點城市,分別是山東泰安、安徽蚌埠、陜西西安、江蘇蘇州、西安還有蘭州,在五個試點城市干什么呢?有五個方面的工作內容,第一我們要對這五個各城市的垃圾管理體系進行綜合的分析,也會聘請專業(yè)的國際國內專家組,去對他們城市的生活垃圾管理體系進行一個技術支持,整個環(huán)節(jié),從管理機制,從體系建設,以及從全過程,全流程上去分析可以在哪些地方做一些好的改善。在這個基礎上,我們希望去提出一些政策建議,能夠去推廣到全國的城市。

另外還有一部分很重要的內容,我們會對這五個城市垃圾行業(yè)的溫室氣體排放去進行分析。首先我們建立一個基于城市的方法學,在這個方法學的基礎上,我們會有一個對五個城市的基線研究,最終減排量也是會每年度的去做定期的核算。


我們這個項目在溫室氣體這一塊也是和唐總中創(chuàng)碳投是非常密切的合作伙伴。在這些數(shù)據(jù)的基礎上,我們會同時加強對這五個城市垃圾管理相關方的能力建設,想告訴大家什么叫綜合管理,怎么促進垃圾管理行業(yè)向更清潔、更低碳、更環(huán)境友好的方式去轉型。最終希望跟我們企業(yè)業(yè)界的同仁多交流,讓大家能夠看到在垃圾這個行業(yè)除了做好自己的環(huán)境管理和垃圾管理的事情之外,有一部分是很好的減排的效益,也讓大家能夠更愿意投入到更低碳的垃圾管理事情中來。

今天我著重去講溫室氣體這一部分,我們討論到垃圾管理溫室氣體排放的時候,想到整個項目的邊界是什么。在一個城市里說到垃圾管理包括收運,包括處理處置,包含回收。在整個評估過程中,會綜合分析收運這一塊和處置相比,之前的比較,覺得收運的體量不是特別大,但是我們仍然把收運和處置這兩個部分做了核算。回收我們非常希望能夠核算進來,就像剛才唐總說的,在五個城市做調研的時候,相關的數(shù)據(jù)基礎一直不是特別好。在我們做研究的時候就沒有能夠把回收的情況放進來,但是我們現(xiàn)在一直在和城市做進一步的溝通,在探討如果有更好的數(shù)據(jù)基礎的時候,可以討論回收這一部分的減排量。

通過綜合的識別,我們對整個在城市范圍內的垃圾管理有哪些是可能的和碳排放相關的排放源,我們識別出15個核心的排放源。溫室氣體的排放種類不僅有二氧化碳,也關注了甲烷和氧化亞氮,我們是非常創(chuàng)新和領先,針對焚燒廠可能會有一些氧化亞氮的排放,雖然排放量可能非常小,但是它的溫室氣體排放的潛力比二氧化碳,它的倍數(shù)是很高的,所以我們覺得應該想要對它做一個監(jiān)測。


這里面也得到了試點城市特別主動的支持,在西安他們新建的焚燒廠配備了設備,這給我們國家的焚燒企業(yè)將來在這個行業(yè)里面他們的氧化亞氮的排放情況怎么樣,能夠提供第一手的數(shù)據(jù)。在這個基礎模型的處置上,我們有了幾個基線選擇,選擇了2015到17年三年的平均值,作為我們整個項目的基線。在這之后,2019年和2020年我們兩年分別去這五個城市做了監(jiān)測,可以看出有一些初步的結論。第一關于減排量和排放強度,這兩年從19年和20年,與基線相比,五個城市累計實現(xiàn)減排量260萬噸二氧化碳當量,這個相當于是180萬畝植樹造林,一年的碳匯地量,也是非??捎^的數(shù)據(jù)。除了排放總量,會有一個特別好的數(shù)值就是排放強度,垃圾管理行業(yè)排放強度是多少,從基線值到2020年,我們五個城市平均碳排放強度從0.8噸二氧化碳當量每噸垃圾降到了0.5,能夠看出中國垃圾行業(yè)以五個試點城市為例,已經(jīng)實現(xiàn)向低碳化發(fā)展的轉型。碳排放強度的降低已經(jīng)達到了40%以上,能夠看到我們行業(yè)是在更清潔、更低碳,這個是一個特別有意義的數(shù)據(jù)。我們也分享給我們總部以及國際同事,他們非常認可,能夠看到中國垃圾行業(yè)在向低碳方面轉型升級。

減排量都是誰貢獻的?過去兩年中,我們88%的減排量來源于我們的混合垃圾由填埋向焚燒轉型。其中有9%左右來自于有機垃圾處理及厭氧消化,這個是因為當時基線的時候,一個是西安,一個是蚌埠,他們只有填埋,沒有焚燒。但是在項目執(zhí)行期內,我們的西安以及蚌埠都實現(xiàn)了全量的焚燒。我們這里可以很明確的提出,對于混合垃圾而言,沒有分類,去填埋還是去焚燒,肯定焚燒更低碳,這絕對是毋庸置疑的。但是我們也要接著講,隨著我們垃圾分類的推進,廚余垃圾的處理會貢獻更多的排放量,如果把廚余垃圾分出來,這個減排量從焚燒廠轉移到有機垃圾處理廠上面。焚燒廠可能面臨一個挑戰(zhàn),與之前的背景來比,我的減排優(yōu)勢就沒有那么高了,我的焚燒廠可能會面臨排放強度會進一步增加,這個對焚燒廠來說是一個比較大的挑戰(zhàn)。

除了這個之外,我們也對不同的技術它的排放強度做了一個分析。比如剛剛說了,未來垃圾分類要開始了,有些垃圾都要被分出來了,都要處理,不同的處理技術它的減排貢獻是什么樣的,不同的技術處理有不同的技術路線,我們會分析堆肥,厭氧技術,我們可以看到這個就是用了經(jīng)典的全生命周期的分析方法,我們委托丹麥科技大學,是丹麥科技大學他們自行研發(fā)的一個分析工具,這個在垃圾領域是非常有名的,也得到了全球的認可。在這個里面我們會去分析它不同的處理環(huán)節(jié)對減排的貢獻,可以看到有機垃圾絕對是非常減排的,但是減排的前提是在于我除了要把沼氣用好之外,沼渣的資源化也非常重要。如果我的有機垃圾處理完了之后,沼渣要么實現(xiàn)土地利用,替代一部分的有機肥,或者回到土地去做碳匯,哪怕從純減排的角度,重新回到焚燒廠焚燒,實現(xiàn)資源的回收,這兩部分都可以貢獻比較明顯的減排量。但是沼渣處理之后回到填埋場,從整個流程來講,減排的效益沒有那么明顯,可能會導致一部分負面的影響。同時油脂的回收,去做生物柴油,這個對減排的貢獻是非常明顯的。

另外還有一點,我們特別想提,我們在五個城市有五座不同的厭氧消化處理設施,不同設施排放的強度是不一樣的。我的設施管理很重要,同樣是有機垃圾進入到處理設施,到底是不是能夠實現(xiàn)一個高效的轉化,以及高效的管理,我的設備能耗高不高,沼氣是不是有非常多的泄漏,這些都會影響我這個設施排放的強度。我們的設施不僅僅要做到用了低碳的處理技術,同時我還需要做好對設施的精細化管理。

另外在五個城市里面發(fā)現(xiàn)有些可能會說的比較多的快速處理的設施,雖然能夠實現(xiàn)非??斓臏p量化,它的特點很明顯,但可能會存在一定的問題。它的能耗可能比較高,這個企業(yè)可以自行去調整自己的戰(zhàn)略和位置,我在什么樣的情景下需要快速減量化,我在什么樣的情景下需要更低碳的效益,這個也對企業(yè)的技術后續(xù)的發(fā)展和優(yōu)化提出了更高的要求。

另外一點,我還想分享的是垃圾組分給我們整個垃圾行業(yè)帶來的挑戰(zhàn),很多時候會說整個事情的發(fā)展都是日新月異的,我們能夠看到我們垃圾的成分也有非常明顯的變化。


這是以蘇州為例,蘇州做的特別好,他們每年有定期大量的數(shù)據(jù)監(jiān)測,能夠證實我這個數(shù)據(jù)的科學性和可靠性。可以看到蘇州從17年到19年它的塑料含量增加了8%,這個可能有比較多的原因。比如生活方式的改變,是不是用了更多的快遞,經(jīng)濟水平是不是更發(fā)達了,以及是不是有可能整個垃圾收運管理體系以及環(huán)保要求更高,讓更多的品類進入到我的垃圾體系里面來。但是我必須要看到整個垃圾處理,什么東西進到焚燒廠,這個是有變化的。組分雖然增加了8%,但是對熱值貢獻是20%,如果焚燒廠不作出相應的響應,不提高能效,之后產(chǎn)生的減排效益不足以抵消新增的塑料產(chǎn)生的排放,焚燒廠需要進一步的優(yōu)化。對焚燒廠的能源效率提出更高的要求,我們初步核算一下,如果一個焚燒廠在目前我們的垃圾組分的情況下,我們現(xiàn)在五個城市的焚燒廠基本上都能夠實現(xiàn)噸垃圾發(fā)電量400度左右,這個已經(jīng)很高了,他們的熱效率是在28%,還能夠維持比較好的狀態(tài)。但是如果我們將來熱值或者我的組分還會進一步變化,因為垃圾分類做的越來越好,肯定熱值會越來越高。我的焚燒廠的能效就要進一步提高,否則可能會從一個有很好的減排效益的設施變化成碳排放強度可能是最高的,這個很重要。對焚燒廠來講,如果他能夠實現(xiàn)熱能回收,就像我們上面那個圖,會給出一些建議。提高發(fā)電效率很重要,但是電和熱的回收能夠實現(xiàn)更高的能效的利用,可能就會有更好的減排效益,這也是在焚燒企業(yè)將來去做發(fā)展戰(zhàn)略的時候需要重點考慮的一個問題。

最終的討論就是碳中和背景之下,垃圾管理可以有什么樣的貢獻?首先第一非常肯定的是中國垃圾管理是在向更低碳的方向去轉型,這是毋庸置疑的,而且已經(jīng)實現(xiàn)了比較好的效果。如果我們能夠進一步通過我們對資源利用效率和能源利用效率的優(yōu)化,垃圾管理是可以實現(xiàn)碳中和的。雖然我們并不一定要求垃圾管理是碳中和的一個訴求,目前對垃圾行業(yè)來講是一個減排行業(yè),本身就有一個非常好的減排和負碳的效應。從另一個角度能證明,我們還是可以為碳中和的戰(zhàn)略貢獻更多自己的力量。在未來,全量處置將會貢獻更多的效益,我們需要推動沼渣可利用的場景,焚燒廠的能效管理是需要進一步提升的。


最后我們還經(jīng)常會給到城市一個建議,建議他們加強數(shù)據(jù)管理和量化分析。很多城市前端關于垃圾組分的數(shù)據(jù)并不能支撐非常清晰的認知我到底是一個什么樣的狀態(tài),如果想做到更好的對垃圾行業(yè)的管理,或者知道我對碳有什么樣的貢獻,需要知道我自己到底是什么樣的情況。這一點我們很多城市需要做的一個最基本的基本功。另外一點,我們會很關注對回收環(huán)節(jié)以及對源頭減量,這兩塊是我們目前在方法學里面還沒有涉及到的,可能是一個缺失。尤其是源頭減量,到底怎么去評估我減了多少,基線是什么樣的,現(xiàn)在發(fā)展的趨勢是怎么樣的,這個對整個碳排放的貢獻很大,但是其實從理論上來講,會是一個比較大的挑戰(zhàn)。也需要我們行業(yè)里面更多的專家還有更多的行業(yè)從業(yè)者群策群力,去給出一些相應的解決方案。

最后,我也想介紹一下,做一個簡單的廣告,我們的項目有非常多,我剛剛只講了溫室氣體這一部分,還有像德國以及中國政策的比較,還有非常多的技術方案,以及我們說的全生命周期的方法還有整個溫室氣體的方法學,在我們網(wǎng)站上都是公開給大家免費分享的。也希望更多人能夠了解到比較專業(yè)一點的知識,也希望給大家更多的幫助。最后這是我們的網(wǎng)站和公眾號,也希望大家能夠多多關注我們,共同討論。謝謝大家!

來源 | 環(huán)衛(wèi)之聲
作者 | 魚丸米線

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