鄭州市生活垃圾碳減排潛能初析

郭雪白，陳海濱，周靖承，劉金濤

（華中科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430074）

鄭州市生活垃圾碳減排潛能初析

郭雪白，陳海濱，周靖承，劉金濤

（華中科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430074）

分析了鄭州市生活垃圾中可回收物回收利用的碳減排潛能值。以紙類為例，將生活垃圾中的紙類回收再利用，其碳減排量可以從紙類再生利用的減排效果和減少填埋氣體的減排效果體現(xiàn)。若能將鄭州市生活垃圾中紙類的70%回收再利用，則產(chǎn)生的溫室氣體日減排量均值達(dá)到390 301 kgCO2-eq，相當(dāng)于每天種植2萬多棵樹木的碳中和效果。

生活垃圾；可回收物；紙類回收；碳減排

溫室氣體排放問題給世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來巨大壓力，已成為當(dāng)今世界共同關(guān)注的主題。城市生活垃圾處理系統(tǒng)是全球溫室氣體排放源之一，目前在城市生活垃圾處理方面實(shí)施的溫室氣體減排力度比較有限，生活垃圾在源頭資源回收、收集運(yùn)輸和最終處置過程中均有較大的碳減排潛力。垃圾填埋為生活垃圾處理過程中最大的溫室氣體排放源，其釋放的甲烷占目前排放量的50%以上。產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的碳排放主要在于原生材料的采集和產(chǎn)品的運(yùn)輸過程中消耗的化石燃料和產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程中的電力消耗?；厥丈罾械目苫厥瘴锊⒔?jīng)再生后替代部分原生材料投入產(chǎn)品生產(chǎn)，不僅能減少自然資源消耗，緩解填埋壓力，更能減少生產(chǎn)及填埋處置中的碳排放量，對控制全球氣候變暖起到積極作用。

1 鄭州市生活垃圾性狀分析

1.1 生活垃圾產(chǎn)生量及成分

近年來鄭州市生活垃圾產(chǎn)生量逐年上升；居民消費(fèi)逐漸呈現(xiàn)多樣化趨勢，日用品更新加快、食品結(jié)構(gòu)改善及居住條件提高，使生活垃圾密度降低，無機(jī)成分減少，有機(jī)成分和可回收成分逐年增加。2009年垃圾成分變化最為顯著，主要是由于西氣東輸工程的實(shí)施使城市氣化率得以提高。居民燃料結(jié)構(gòu)發(fā)生改變導(dǎo)致生活垃圾中無機(jī)成分顯著減少，人均垃圾日產(chǎn)生量隨之降低。鄭州市生活垃圾產(chǎn)生量和成分見表1。

表1 鄭州市生活垃圾產(chǎn)生量及成分

鄭州市不同類型家庭的垃圾成分調(diào)查顯示，除純煤戶生活垃圾中以煤灰土為主外，其他類型的家庭生活垃圾中有機(jī)垃圾和可回收物所占比例均較大，單氣戶和雙氣戶尤為明顯?？苫厥瘴镏饕屑堫悺⑺芰虾拖鹉z制品（袋、瓶、盒等）、玻璃瓶類、棉織類、金屬類和木竹類等，其中以廢紙為最多，呈逐年上升趨勢，且在不同家庭類型中相差不大，波動(dòng)小而穩(wěn)定。

1.2 生活垃圾處理現(xiàn)狀

目前，鄭州市生活垃圾從收集到最終處置各環(huán)節(jié)均為混合作業(yè)。其收運(yùn)、處理流程如圖1所示。生活垃圾產(chǎn)生后直接投入收集點(diǎn)，大多數(shù)收集點(diǎn)為混合收集，街道旁雖設(shè)有分類垃圾收集箱，但大多數(shù)居民仍將生活垃圾直接投放到任意一個(gè)箱中。且廢品回收市場管理無序，垃圾資源回收方法也較為原始，部分可回收物由居民自行回收出售給廢品回收小販，同時(shí)在垃圾收運(yùn)過程中，個(gè)體拾荒者從混雜垃圾中撿拾廢品，再以較低價(jià)格出售給廢品回收站點(diǎn)，易造成二次污染且?guī)硪欢ǖ闹伟搽[患。

鄭州市現(xiàn)行的生活垃圾混合收運(yùn)處理方式導(dǎo)致大量可回收物進(jìn)入填埋場，這不僅造成了資源的極大浪費(fèi)，加大了垃圾處理設(shè)施的壓力，更不利于溫室氣體的減排。

2 生活垃圾可回收物的碳減排量計(jì)算

2.1 可回收物回收利用碳減排量分析

鄭州市生活垃圾處理過程中可回收物回收利用產(chǎn)生的碳減排效果主要從填埋場填埋氣體的減排效果和可回收物再生利用的減排效果體現(xiàn)。因此，可回收物回收利用產(chǎn)生的碳減排量CEA（Carbon Emission Abatement）計(jì)算公式：

CEA=-∑CEL=-CEL1-CEL2。

式中：CEL1（Carbon Emission Load 1） 是指將可回收物直接填埋處置產(chǎn)生的碳排放量，若將其回收再生利用，則此部分為負(fù)值，表示減少的碳排放量即碳減排量。CEL2（Carbon Emission Load 2）是指可回收物經(jīng)回收進(jìn)入再生利用系統(tǒng)產(chǎn)生的碳排放量，其包括資源回收設(shè)施（工廠）內(nèi)溫室氣體的直接排放量、間接正排放量和間接負(fù)排放量（一般為負(fù)值，表示碳減排量）。直接排放量主要是工廠車間內(nèi)運(yùn)輸車輛燃油排放的溫室氣體量；間接正排放是用于建設(shè)和維持回收設(shè)施設(shè)備正常運(yùn)行等過程中排放的溫室氣體量；間接負(fù)排放是指由于可回收物資源進(jìn)入產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)替代部分原生材料，產(chǎn)品生產(chǎn)所需的原生材料開采、加工、能源供應(yīng)等環(huán)節(jié)均可降低規(guī)模，從而減少排放的溫室氣體量。有資料顯示城市生活垃圾可回收物回收再生利用產(chǎn)生的碳排放量［1-4］（一般為負(fù)值，表示相對于開采原生材料用于產(chǎn)品生產(chǎn)碳排放量有所減少，筆者采用CO2-eq表示與混合溫室氣體產(chǎn)生同等全球氣候變暖潛能值的CO2的量，即二氧化碳當(dāng)量）見表2。

2.2 鄭州市生活垃圾可回收物（以紙類為例）碳減排潛能估算

廢紙類是城市生活垃圾可回收物的重要組成部分，主要來源于印刷材料和包裝物。紙張和廢紙板可以進(jìn)行混合再生，或根據(jù)不同紙的品質(zhì)、等級(jí)進(jìn)行分離，代替原生材料用于生產(chǎn)，其回收再生系統(tǒng)流程如圖2所示。

表2 可回收物再生利用碳排放量

將從生活垃圾中分揀出的廢紙運(yùn)輸?shù)劫Y源回收設(shè)施進(jìn)行分類和預(yù)處理，對可利用部分進(jìn)行再加工并根據(jù)品質(zhì)代替相應(yīng)的原生材料。廢紙?jiān)谖镔|(zhì)循環(huán)中存在一定的物料損失，這與資源回收設(shè)施有關(guān)。國外相關(guān)研究表明，報(bào)紙和高品質(zhì)紙的物料損失可以忽略，然而對于包裝紙、文化用紙和混合紙的損失大約為10%［4］，生活垃圾中可回收紙類的物料損失多為后者，故取其損失為10%。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009年鄭州市城區(qū)生活垃圾日產(chǎn)生量2 810 t，年產(chǎn)生量為102.57萬t。其中可回收成分占生活垃圾產(chǎn)生量的17.75%，紙類占7.19%。相關(guān)資料［4-5］顯示，資源回收再生利用系統(tǒng)中紙類產(chǎn)生的碳排放量為-1 226～428 kgCO2-eq/t，填埋過程中每千克紙類可產(chǎn)生0.127 kg甲烷，即2.667 kgCO2-eq。若紙類在填埋處置過程中回收再利用，則其碳排放量為-2 667 kgCO2-eq/t。假設(shè)鄭州市生活垃圾中70%的廢紙被分揀進(jìn)入回收系統(tǒng)，且廢紙?jiān)偕到y(tǒng)中產(chǎn)生10%的損失量，通過計(jì)算可得2009年廢紙資源循環(huán)利用實(shí)施后可產(chǎn)生的碳減排量，其結(jié)果見表3。

表3 廢紙回收利用碳減排量

可見，廢紙經(jīng)全過程回收利用年減排量均值為142 449 834 kgCO2-eq/a，日減排量均值為390 301 kgCO2-eq/d。而在日常生活中每節(jié)約使用100 kW·h電可減排溫室氣體62.5 kgCO2-eq；每節(jié)約使用1 kg天然氣可減排溫室氣體3.00 kgCO2-eq；每節(jié)約使用100 t水可減排溫室氣體19.4 kgCO2-eq［6］。若對鄭州市生活垃圾中紙類實(shí)施回收資源再利用則相當(dāng)于每天節(jié)約使用63萬kW·h電或130.1 t天然氣或201萬t水。若采用種植樹木來進(jìn)行碳中和，以1棵樹1 a能吸收18.3 kgCO2-eq計(jì)［6］，則鄭州市每天需種植2萬多棵樹，每年種植近800萬棵樹木才可達(dá)到廢紙回收利用的同等減排效果。結(jié)果表明，對廢紙的回收利用全過程可以明顯減少填埋處置產(chǎn)生的碳排放量以及利用原材料生產(chǎn)所需的原材料開采和能源供應(yīng)而導(dǎo)致的碳排放量。

3 結(jié)論

生活垃圾中可回收物的回收利用符合低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展思路和原則，實(shí)施生活垃圾可回收物回收再利用，既可以使垃圾作為資源得到有效利用，又能促進(jìn)生活垃圾管理領(lǐng)域的溫室氣體減排，實(shí)現(xiàn)低碳化。鄭州市僅廢紙回收利用一項(xiàng)產(chǎn)生的碳減排量就不可小覷，縱觀生活垃圾處理的全過程，盡可能對生活垃圾可回收物全量回收利用不僅碳減排潛能巨大，環(huán)境效益顯著，有益于控制全球氣候變暖，而且能降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本以及生活垃圾處理成本，取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。因此，從宏觀角度出發(fā)，城市生活垃圾碳減排不僅僅是環(huán)境問題，同時(shí)也是經(jīng)濟(jì)問題，更是社會(huì)問題。政府和公眾應(yīng)共同努力，關(guān)注生活垃圾的處理，采取有效的行動(dòng)和措施，促進(jìn)碳減排。

［1］ Larsen A W，Merrild H，Christensen T H.Recycling of Glass：Accounting of Greenhouse Gases and Global Warming Contributions［J］.Waste Manage Res，2009，27 （8）：754－762.

［2］ Merrild H，Christensen T H.Recycling of Wood for Particle Board Production：Accounting of Greenhouse Gases and Global Warming Contributions［J］.Waste Manage Res，2009，27 （8）：781-788.

［3］ Astrup T，F(xiàn)ruergaard T，Christensen T H.Recycling of Plastic：Accounting of Greenhouse Gases and Global Warming Contributions［J］.Waste Manage Res，2009，27 （8）：763－772.

［4］ Merrild H，Damgaard A，Christensen T H.Recycling of Paper：Account ing of Greenhouse Gases and Global Warming Contributions［J］.Waste Manage Res，2009，27 （8）：746－753.

［5］楊軍，黃濤，張西華.有機(jī)垃圾填埋過程產(chǎn)甲烷量化模型研究［J］.環(huán)境科學(xué)研究，2007，20 （5）：79－83.

［6］羅運(yùn)闊，周亮梅，朱美英.碳足跡解析［J］.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2010，9（2）：123－127.

Potential Analysis on Carbon Emission Abatement of Domestic Waste in Zhengzhou

Guo Xuebai,Chen Haibin,Zhou Jingcheng,Liu Jintao
（School of Environmental Science&Engineering,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan Hubei 430074）

Potential of carbon emission abatement from resource recovery of domestic waste in Zhengzhou was analyzed.Taking paper as an example,through recycling waste paper from domestic waste,carbon emission abatements can be reflected by reduction effect of waste paper reusing and reducing landfill gas.If 70%of waste paper recycled from domestic waste in Zhengzhou,average of greenhouse gas emission reduction could reach 390 301 kgCO2-eq per day.In order to achieve the same reduction effect,more than 20 000 trees are planted everyday for carbon neutralization.

domestic waste；reusable material；paper recovery；carbon emission abatement

X705；X799.3

A

1005－8206（2011） 03－0042－03

2010-12-21

郭雪白（1986—），研究生在讀，研究方向?yàn)榄h(huán)境規(guī)劃與管理、固體廢物處理及資源化。

E-mail：guoxuebai@126.com。

（責(zé)任編輯：劉冬梅）