文章导读

双碳”背景下的生活垃圾处理减碳，应结合我国“无废城市”、循环经济等绿色理念，宜多技术路径交叉应用，采取减量化、资源化和系统化的管理策略与技术手段，提高垃圾处理中资源、能源的回收利用，实现减污降碳协同增效。

背景 ✦

生活垃圾减量化资源化

据世界资源研究所2016年统计，全球温室气体排放的来源废物处置占3.2%（垃圾填埋场占1.9%、废水占1.3%）。根据《中华人民共和国气候变化更新报告》，2005年~2014 年间废弃物领域温室气体排放量从112Mt增长到195Mt，其中固体废弃物处理产生的排放占废弃物领域温室气体排放总量的比例由43.7%增长到53.2%，占中国温室气体排放总量1.4%左右。因此，生活垃圾处理作为影响全球气候变化的因素之一，近年来备受关注。由此，1997年联合国《<气候变化框架公约>京都议定书》和2015年《巴黎协定》均要求或鼓励削减垃圾处理的碳排放。我国提出将于2030年左右CO₂排放达到峰值并争取尽早实现；努力争取2060年前实现碳中和。2021年10月，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》，具体部署了推进生活垃圾减量化资源化，提出减少资源消耗和降碳协同作用的任务要求。

生活垃圾处理中的碳排放

碳排放核算边界 生活垃圾管理的设施边界包括收运设施、处理/处置设施以及回收设施。

城市生活垃圾管理的设施边界

碳排放环节

生活垃圾的全流程管理包括垃圾分类投放、收运、处理/ 处置和回收四大环节。其中：垃圾分类投运环节基本为人工，一般不会产生温室气体排放；垃圾收运环节是通过垃圾收运车辆直接或经过转运站间接运输到各垃圾处理/处置站点、回收站点，温室气体排放包括两部分：直接排放和间接排放。直接排放是垃圾收运车辆运输过程中消耗汽柴油产生CO₂的排放，以及运输车辆使用尾气净化剂会产生CO₂的排放；间接排放是垃圾收运车辆运输过程中消耗电力产生CO₂的排放，以及转运站通风系统、照明设施等消耗电力会产生CO₂的排放。

垃圾处理/处置环节包括垃圾填埋场、焚烧厂、餐厨厂、好氧堆肥处理站以及其他简易方式，温室气体排放包括两部分：直接排放和间接排放。直接排放是垃圾填埋场、焚烧厂、餐厨厂以及好氧堆肥处理站等处理/ 处置过程中会产生CO₂、CH₄以及N₂O的排放；间接排放是指垃圾填埋场、焚烧厂、餐厨厂以及好氧堆肥处理站等处理/处置过程中消耗电力产生的CO₂排放。垃圾回收环节产生碳排放是各大小分拣中心运营消耗能源如电力等产生的间接排放。

垃圾全流程管理及温室气体排放工艺流程图

垃圾处理/处置中的碳排放分析

在生活垃圾全流程管理过程中，针对不同的垃圾处理/处置方式，涉及的温室气体具体如下：

不同垃圾处理/处置方式涉及的温室气体

垃圾填埋：垃圾进厂后先进行称重，再到作业区倾倒，最后通过推土机、压实机摊铺、压实、撒药、覆盖、填筑，最后覆土。垃圾填埋过程最大的排放源就是填埋气的泄漏，占整个填埋场温室气体排放比例约80%以上。推土机、压实机在摊铺、压实过程中消耗化石燃料柴油，柴油燃烧过程中会产生CO₂。垃圾填埋产生的渗滤液，处理过程中会产生CH₄。填埋场填埋气会进行回收，回收后的填埋气一部分可能会送入火炬燃烧，那么火炬不完全燃烧中会产生CH₄的逃逸排放；一部分会送入锅炉燃烧产生蒸汽，产出的蒸汽一方面直接供热替代热网供热，另一方面带动发电机组发电替代电网供电。除此之外，填埋场实际运行过程中从电网购买电力也会产生温室气体排放。

垃圾焚烧：运输来的垃圾进厂后先进行称重卸料，然后在垃圾储坑里面沥水5~7天，再送到焚烧炉进行焚烧，焚烧后产生的热发电或者供热进行再利用。焚烧厂如果采用的是循环流化床锅炉，焚烧过程可能掺烧化石燃料燃煤，燃煤燃烧过程中会产生CO₂的排放。同时垃圾焚烧过程中会产生CO₂、CH₄以及N₂O的排放。另外，垃圾储存过程产生渗滤液进行处理有可能产生CH₄的排放，如果对该部分甲烷进行回收，送去火炬不完全燃烧会产生CH₄的逃逸排放。除此之外，垃圾焚烧产生的蒸汽通过余热利用发电或供热替代电网供电和热网供热。除此之外，焚烧厂实际运行过程中从电网购买电力而产生的排放。

垃圾焚烧处理碳排放及减排分析

注：图中带圈数字与不同垃圾处理/处置方式涉及的温室气体表中数字对应

垃圾生化处理：垃圾进厂后先进行分选破碎预处理，分离出的油脂直接进入地沟油的处理线，筛出的大颗粒不适用于送去厌氧消化的固形物用来堆肥。垃圾厌氧消化过程中会产生CH₄的泄漏的排放，厌氧消化后会产生沼气、沼液和沼渣。对于沼气来说，可以送入锅炉燃烧发电和供热或者提纯沼气送至天然气管网，替代电网供电、热网供热、燃气管网供气，如部分沼气无法利用，送去火炬燃烧，也会产生CH₄的逃逸排放。沼液的贮存和处理会产生CH₄的排放。另外，垃圾堆肥过程中会产生N₂O的排放，厂区内车辆运输柴油燃烧会产生生CO₂排放。除此之外，垃圾生化处理实际运行过程中从电网购买电力也会产生温室气体排放。

生活垃圾低碳处理策略

欧盟指出，固废处理优先采用预防产生、友好替代等源头减量的策略，其次鼓励物品的重复使用和材料的回收再生，再次要通过清洁高效的焚烧或制沼回收能源，将最终填埋处置量及其危害最小化。

欧盟固废处置金字塔

1. 加大资源回收力度，促进源头减量。分类回收玻璃、金属、塑料、纸类、织物等可用物质，可代替产品再生产所需的部分原生材料，同时减少垃圾处理量，从而减少了化石资源能源的消耗、污染和垃圾中的化石碳含量，具有显著的碳减排效应。但是，由于玻璃、塑料等附加值较低，市场动力往往不足，政府宜给予一定的补贴资金或税费减免，对资源回收处理过程的二次污染也要加以监管。此外，运输距离和运输车辆的燃料或动力消耗对碳排放影响较大。

2. 加强生物质的物质和能量利用。分类收集厨余（餐厨）垃圾，通过压榨脱水、湿热水解等预处理方式降低厌氧发酵的处理难度，以提高沼气、能源、油脂产率；或通过堆肥、饲料化、水热炭化等方式回收有机质。通过压榨预处理可以使厨余垃圾干组分焚烧、湿组分厌氧发酵获得最大的碳减排潜力。

3. 原生垃圾零填埋，控制温室气体排放。垃圾焚烧处理或通过机械生物、热处理转化为固体燃料用于发电和供热，可减少填埋中CH₄的排放。同时焚烧过程中炉渣中铁、铝、金、铜等金属的回收利用，同时炉渣资源化利用制作免烧砖、混凝土骨料或路基填充料，降低化石资源能源物质的消耗，进一步降低了CH₄和CO₂的排放。

参考：（1）杨国栋, 颜枫, 王鹏举, 等. 生活垃圾处理的低碳化研究进展[J]. 环境工程学报，2022, 16(3): 714-722. （2）生活垃圾处理行业温室气体排放现状及低碳发展转型建议.
https://www.iwm-nama.org/zh-hans