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2022
09-29

焚烧 or 填埋?靠垃圾处理实现降碳减排哪种才是最佳行动路径?

  我国垃圾焚烧处理的量在过去这几年保持高速的增长,到2020年城市和县城焚烧处理总量达到1.6亿吨,也就是垃圾焚烧温室气体每年排放源的量是1.6亿吨。

  与焚烧相比,我国垃圾填埋排放温室气体排放源的量更大。填埋和焚烧不一样,焚烧之后垃圾变成了飞灰和炉渣,对于填埋而言,厨余垃圾等有机质连续十年或者更久的时间排放甲烷、一氧化二氮等温室气体。用十年期计算我国城市和县城的填埋存量,2020年高达15亿吨。

  与焚烧处理量相对应,2002年到2021年我国垃圾焚烧处理能力呈现出指数型的增幅。到2021年年底我国垃圾焚烧设计处理能力达到77万吨/天,2.8亿吨/年。有些省份,比如福建、海南等甚至提出了100%焚烧目标,就是将清运垃圾100%送到焚烧炉里面。

  这样爆发式的增长也带来了负面的后果,区域分布不均衡、不协调、过度超前建设的现象开始出现等等。浙江省、山东省等十个省区市出现了垃圾焚烧处理能力超过垃圾清运量的情况,浙江省表现得最为突出,每天超出的量达到2.75万吨,处理能力和清运量不匹配导致焚烧炉闲置,没有垃圾可烧,也可能出现为了满足焚烧的需求,对垃圾分类处理或者减量产生负面的锁定效应。

  第二,部分专家所谓的双重降碳,相对于填埋场来说控制甲烷排放,还能够替代发电;第三,如果能获得国家核证自愿减排量(CCER),在碳市场进行交易就能获得一定的收益。我们在此分别提出质疑。

  第一个质疑,为什么垃圾焚烧发电不完全属于生物质发电?图5非常清楚展示了生活垃圾和生物质之间的关系。生活垃圾里面有一部分是生物质包括了厨余,还有一部分是塑料、橡胶、纺织物等富含化石源碳的原料。《可再生能源法》(2009)也明确规定“生物质能利用自然界的植物、粪便、城乡有机废物转化能源”。而焚烧处理的生活垃圾不仅包括生物质,所以生活垃圾发的电也不完全是生物质的电。

  第二个质疑,以CCER方法学为例,垃圾焚烧真的是双重降碳吗?CCER项目核算碳减排量的公式三个部分:

  图6展示了一项针对我国垃圾组分的调查,结合公式2,可以得出结论“我国的垃圾里面塑料、橡胶和纺织物等贡献主要的热值,也贡献了主要的化石源碳”,这和第一个质疑讨论到《可再生能源法》中生物质发电的概念相互呼应——垃圾发电事实上不是主要靠生物质,而是靠高热值的塑料、橡胶和纺织物,因此这部分垃圾发出来的电当然不能被认定为生物质能源。

  绝对碳排放量=重量x碳含量的比例x化石碳占总碳含量的比例x转换效率(EFF)

  。我们收集了2016—2017年间29个垃圾焚烧CCER项目,看到图8一开始觉得很乐观,比如说广元市垃圾里面就没有塑料,昆山也没有塑料,只有0.25%,说明分类做得好或者回收做得好。我们再看图9,根据学术研究,垃圾中塑料的比例普遍会达到百分之十几,上海等经济发达城市可能会更高。CCER中关于塑料的报告值和研究值也在揭露一个问题,这里面是否存在着数据造假的情况。

  图7.马鞍山市垃圾焚烧CCER项目垃圾里的干重1%塑料贡献了63%的化石源碳

  其次是对发电替代排放量的质疑,垃圾焚烧低水平的能源效率条件下可以替代煤电吗?

  我国主要焚烧发电企业能源效率,普遍低于65%基准线,按照欧盟优先次序原则,低于65%基础线的垃圾焚烧将被定义为“垃圾末端处置”,高于65%基准线才能被定义为“能量回收”。

  图10.我国主要垃圾焚烧发电企业的能源效率还普遍处于较低水平(2019-2021)

  另外一个有待进一步探讨的问题是,如果说垃圾焚烧发电替代了煤炭发电排放,替代真的发生了吗?也就是在现实中是否会出现多造了一个垃圾焚烧发电厂就少造了一部分火电厂产能的情况呢?

  如图13所示,我国政府向公约秘书处递交了《中华人民共和国气候变化第二次两年更新报告》(2018)(下简称报告),2014年城市生活垃圾处理排放了1亿吨左右二氧化碳当量,其中二氧化碳的量是2000万吨二氧化碳当量。不足的是,报告没有把县城和乡村生活垃圾处理产生的温室气体纳入核算,后续随着我国垃圾收运、焚烧体系发展,我国垃圾焚烧处理对气候变化实际影响会越来越大,垃圾焚烧碳排放量逐渐快速增长的过程。

  在去年中美共同发布《中美关于在21世纪20年代强化气候行动的格拉斯哥联合宣言》后,甲烷的关注度不断突破。计算垃圾填埋碳排放量的公式包括三个部分,详见公式3和图14。

  碳排放量=排放甲烷(CH4)和一氧化二氮(N2O)折算为二氧化碳(CO2)量-能量回收替代排放量-碳封存量

  图14.不同技术条件下对温室气体排放系数的计算方法(单位:千克二氧化碳/吨垃圾)

  图15.城市生活垃圾填埋场在2019-2025年逐渐实现装备填埋气回收装置实现的减排量(黄色部分)

  一是源头角度。因为填埋场甲烷主要来自于厨余垃圾或者有机质,最好的办法是减少食物浪费;其次通过分类让厨余垃圾进入厨余垃圾处理系统,从运行角度来说,甲烷有回收利用的潜力,CDM机制或者百川畅银为代表的企业在填埋气体回收在不断地探索和实践。

  图16显示我国城市和县城生活垃圾焚烧填埋处理排放的总量,我国政府向公约秘书处提交的值是2014年1亿吨二氧化碳当量。项目团队估算值是2014年约5.7亿吨二氧化碳当量,以2014年我国共排放111亿吨二氧化碳当量为基数,仅垃圾处理这一项的占比至少达到5%。

  有人认为填埋排放温室气体多,焚烧产生的温室气体少,填埋垃圾挖出来送去烧就能实现减排,这在在国内形成新的行业趋势“开挖焚烧填埋垃圾”,国际上称“填埋场开采”,以浙江省金华市的实践为例,当地政府认为该开挖焚烧填埋垃圾的项目实现了26万吨二氧化碳当量减排。详见图17。

  把垃圾挖出来可能会形成二次环境风险,尤其是在没有进行有效环境评估的情况下,可能会出现比如说渗滤液泄漏、甲烷爆炸、危险废物污染等问题

  基于对垃圾焚烧减排计算方式以及数据公开性、准确性的质疑,项目团队认为垃圾焚烧并不是像CCER方法学表成那么完美,能否实现所谓双重降碳也是非常值得探讨

  在“双碳”“循环经济”的背景下,二氧化碳和甲烷的问题受到了更加广泛的关注,充分认识垃圾焚烧、填埋的气候影响后,留给我们的问题是,如何才是一组最佳的垃圾处理行动路径?

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  感谢北京险峰公益基金会和自然之友月捐人对本项目的支持和对公民气候行动的大力支持。


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