城市生活垃圾不同處理方式下的溫室氣體排放分析
——以秦皇島為例

文/齊海云 耿世剛

城市生活垃圾不同處理方式下的溫室氣體排放分析
——以秦皇島為例

Analysis of greenhouse gas emissions of city life garbage in different treatments

文/齊海云 耿世剛

當(dāng)前，以全球變暖為主要特征的氣候變化已成為世界各國共同面臨的嚴(yán)重危機(jī)和挑戰(zhàn)。政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發(fā)布的《氣候變化2007綜合報告》中，明確將消費(fèi)后廢棄物（postconsumer waste）作為一個獨立對象來計算其溫室氣體排放量。廢棄物的處理方式有衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥等多種，本文采用《省級溫室氣體清單編制指南（試行）》中的計算方法，對衛(wèi)生填埋和焚燒兩種處理方式下溫室氣體的排放情況進(jìn)行計算并展開比較分析，以期為城市生活垃圾處理溫室氣體減排提供科學(xué)依據(jù)。

一、概述

城市生活垃圾處理是通過使生活垃圾中的可降解有機(jī)成分分解、可回收成分回收利用、惰性成分永久存放或埋藏等途徑，使其達(dá)到無害化、減量化和資源化。

在城市生活垃圾填埋過程中，垃圾中的有機(jī)物將會發(fā)生生物分解，產(chǎn)生大量垃圾填埋氣體，主要成分為甲烷、二氧化碳。甲烷所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)是當(dāng)量體積二氧化碳的21倍，屬于《京都議定書》中規(guī)定要減排的六大溫室氣體之一。垃圾填埋氣中含有的部分二氧化碳，最初來源為生物質(zhì)，從碳平衡的角度來看，整個過程為零碳排放，不計入溫室氣體產(chǎn)生量的計算當(dāng)中。

以焚燒方式處置城市生活垃圾具有占地面積小、 焚燒產(chǎn)物穩(wěn)定、 消滅病原菌和回收熱能等優(yōu)點，在國內(nèi)外的應(yīng)用日趨廣泛。生活垃圾在焚燒的過程中會產(chǎn)生溫室氣體二氧化碳。由于垃圾中動物、植物、廚余、紙等垃圾所含碳的最初來源為生物質(zhì)，因此，從碳平衡的角度來看，整個過程為零碳排放，不計入溫室氣體產(chǎn)生量計算。只計算礦物碳產(chǎn)生的溫室氣體排放。

二、溫室氣體排放量計算方法

1、數(shù)據(jù)來源

本文所用秦皇島相關(guān)數(shù)據(jù)來源于2011年、2013年《秦皇島市統(tǒng)計年鑒》及秦皇島市城建部門統(tǒng)計資料。

2、計算方法

本文采用《省級溫室氣體清單編制指南（試行）》中填埋處理甲烷排放量和焚燒處理二氧化碳排放量計算方法。

城市生活垃圾衛(wèi)生填埋溫室氣體排放量計算方法如下：

式中：ECH4指甲烷排放量（萬噸/年）；MSWT指總的城市固體廢棄物產(chǎn)生量（萬噸/年）；MSWF指城市固體廢棄物填埋處理率；L0指各管理類型垃圾填埋場的甲烷產(chǎn)生潛力（萬噸甲烷/萬噸廢棄物）；R指甲烷回收量（萬噸/年）；OX指氧化因子。

其中：L0=MCFXDOCXDOCFXF X16/12。

式中：MCF指各管理類型垃圾填埋場的甲烷修正因子（比例）；DOC指可降解有機(jī)碳（千克碳/千克廢棄物）；DOCF指可分解的DOC比例；F指垃圾填埋氣體中的甲烷比例；16/12 指甲烷/碳分子量比率。

城市生活垃圾焚燒處理二氧化碳排放量計算方法如下：

式中：ECO2指廢棄物焚燒處理的二氧化碳排放量（萬噸/年）；IW指生活垃圾的焚燒量（萬噸/年）；CCW 指生活垃圾中的碳含量比例；FCF指生活垃圾中礦物碳在碳總量中比例；EF指生活垃圾焚燒爐的燃燒效率；44/12指碳轉(zhuǎn)換成二氧化碳的轉(zhuǎn)換系數(shù)。

3、排放因子的確定

本文排放因子多數(shù)采用《省級溫室氣體清單編制指南（試行）》中的推薦值，MCF、DOC、R根據(jù)秦皇島市實際計算數(shù)值。秦皇島市溫室氣體排放因子見表1、表 2。

三、計算結(jié)果

1、城市生活垃圾焚燒二氧化碳排放量

2010年底以后，秦皇島市的生活垃圾焚燒發(fā)電廠啟動，所以2012年秦皇島市區(qū)的城市生活垃圾全部轉(zhuǎn)入該生活垃圾焚燒發(fā)電廠進(jìn)行焚燒處理。根據(jù)前述計算方法及排放因子，計算得2012年，秦皇島市區(qū)城市生活垃圾焚燒處理產(chǎn)生的二氧化碳排放量為6.77萬噸。

2、城市生活垃圾填埋處理甲烷排放量

2010年底之前，秦皇島市的城市生活垃圾均送至生活垃圾衛(wèi)生填埋場進(jìn)行填埋處理。2012年的城市生活垃圾如果仍然采用填埋處理的方法，計算產(chǎn)生的甲烷排放量為0.90萬噸，折算成二氧化碳當(dāng)量為18.9萬噸。

四、結(jié)論

從以上數(shù)據(jù)來看，城市生活垃圾焚燒產(chǎn)生的溫室氣體量顯著少于填埋處理產(chǎn)生的溫室氣體。當(dāng)然，由于目前我國城市生活垃圾的熱值較低，在焚燒垃圾時往往需要加入煤、重油、天然氣等化石類輔助燃料，這些燃料在燃燒時也會產(chǎn)生溫室氣體二氧化碳，但是應(yīng)該看到的是，垃圾焚燒發(fā)電并入電網(wǎng)，可以減少燃煤發(fā)電量，實際仍然是減少了溫室氣體排放量。本文暫不涉及兩種方式的溫室氣體減排量，僅從兩種處理方式的直接溫室氣體排放數(shù)據(jù)開展分析，可得出城市生活垃圾焚燒處理在回收大量能源、實現(xiàn)垃圾處理“無害化、減量化、資源化”的同時，也確實減少了溫室氣體的排放。（本文系河北省高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)研究指導(dǎo)項目“河北省清潔發(fā)展機(jī)制（CDM）項目開發(fā)戰(zhàn)略研究”的研究成果之一）

作者單位：中國環(huán)境管理干部學(xué)院

表1 秦皇島城市生活垃圾填埋處理排放因子

表2 秦皇島城市生活垃圾焚燒處理排放因子