“双碳”背景下城市生活垃圾分类治理对碳排放的影响.pdf

155能源环保与安全一、概述城市生活垃圾是指居民在生活中产生的固体废物，通常情况下，将生活垃圾分为可回收物、厨余垃圾、有害垃圾、其他垃圾四大类。随着城镇人口不断增加，生活习惯和环境均有较大的改变，城市生活垃圾量也越积越多，因此，城镇化率提升推进我国生活垃圾收运处理量增长。截至2022年末，我国的城镇化率水平已达到了65.22%，处于城镇化加速阶段的中后期，按照国家城镇化发展规划，2030年我国城镇化率将达到70%。2022年，我国城市生活垃圾清运量约2.64亿吨，2021年约为2.49亿万吨，增长约6%。二、城市生活垃圾分类现状2019年6月，住建部等部委印发关于在全国地级及以上城市全面开展生活垃圾分类工作的通知，要求2019年全国地级及以上城市全面启动生活垃圾分类工作，到2020年底46个重点城市将基本建成垃圾分类处理系统，到2025年底地级及以上城市将基本建成垃圾分类处理系统。2020年11月，住建部等部委印发关于进一步推进生活垃圾分类工作的若干意见的通知；力争再用5年时间，地级及以上城市因地制宜基本建立生活垃圾分类投放、分类收集运输、分类处理系统。2021年住建部印发城市生活垃圾分类工作评估办法的通知，要求聚焦关键、系统推进，加快建立科学高效的垃圾分类管理体系。着力解决分类投放、混装混运、设施建设等重难点问题，强化垃圾分类全链条管理，建立广泛的社会动员体系，推动习惯养成。近几年来，垃圾分类工作坚持从基层抓起、从娃娃抓起、从群众需求抓起，科学规划，注重依法建章立制、督促指导、评估评价，统筹推动垃圾分类抓点、连线、扩面，取得积极进展和成效。截至2022年年底，全国地级及以上城市居民小区垃圾分类平均覆盖率达到82.5%，人人参与垃圾分类的良好氛围正在逐步形成。截至2023年5月统计数据，中国地级及以上城市中30%以上城市出台了垃圾分类管理条例，其中，46个重点城市中31个城市出台了管理条例、14个城市出台了管理办法/规定，剩余1个城市的垃圾分类条例或办法尚未颁布。而纳入评价的59个非重点城市，12个城市发布了垃圾分类管理条例，12个城市发布了垃圾分类管理办法/规定，其余城市尚未发布相关条例或办法。通过对重点和非重点城市调查，现状如下：1.厨余垃圾投放参评城市平均厨余垃圾分类投放率为23.1%，垃圾混合投放率为81.0%。仅15个城市的厨余垃圾正确投放率高于混合投放率。重点城市平均厨余垃圾分类投放率仅为37.8%，混合投放率为68.2%；非重点城市的厨余垃圾正确投放率13.0%，混合投放率高达89.8%。2.撤桶建站即使在重点城市，仍有49.4%观察到小区没有完成撤桶建站，只摆放了垃圾桶；在非重点城市，观察到小区垃圾投放点仅有垃圾桶的比例则高达77.0%。3.定时投放重点城市小区观察到定时投放的比例为19.9%，非重点城市为7.8%。4.监督指导高峰时段（6:009:00，18:0021:00），重点城市观察到小区垃圾分类投放点有专人进行监督指导的比例平均为41.7%，非重点城市仅为2.6%。早高峰的比例高于晚高峰，早高峰重点、非重点城市平均分别为49.9%、3.5%；晚高峰重点、非重点城市平均分别为“双碳”背景下城市生活垃圾分类治理对碳排放的影响刘毅深能环保发展集团有限公司【摘要】在“双碳”背景下，生活垃圾前端分类可实现垃圾减量化和提升资源化利用率，后端分类治理可实现物质和能源双循环，在全产业链环节达到降碳减排效果。因此，分析地级及以上城市垃圾分类现状，提出在“双碳”背景下分类垃圾治理策略，进而实现城市生活垃圾全生命周期中碳减排效益最大化。【关键词】垃圾分类；焚烧；碳减排【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2023.16.050156能源环保与安全36.0%、2.1%。绝大多数参评城市均以工作方案、行动计划等不同形式出台了垃圾分类管理目标、任务和措施。然而，重点城市和非重点城市均有较高比例小区被观察到尚未撤桶并点，施行定时投放和监督指导的比例更低。三、城市生活垃圾分类存在问题经过对比相关城市行政法规、条例等，我国城市生活垃圾分类标准中存在以下几点问题。第一，分类类别不统一。在46个试点城市中，采用可回收物、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾（“四分法”）作为分类标准的城市占比近80%；但也有部分城市采用可回收、不可回收和有害垃圾（“三分法”）；而深圳市在原四分法基础上对垃圾分类进行细化，北京市增加了建筑垃圾。第二，分类投放指引不明晰，缺乏有效管理与监督。居民对部分废弃品无法判断，导致无法准确投放，大大降低了垃圾分类意愿和效果。第三，部分城市分类投放设施花费巨资，但由于未落实撤桶并点等关键措施，居民自主分类陷入瓶颈；而在收运环节，存在前端分类后续混运，或混收混运等现象严重打击民众分类的积极性。第四，厨余垃圾处理能力缺口大和“吃不饱”并存，在建和已建成的处理能力仅占厨余垃圾可分出量的约1/3，但拣出率低导致超前规划建设的厨余垃圾处理设施“吃不饱”，厨余垃圾纯净度不高则影响其处理效率和质量。第五，可回收物未正确分类投放，回收价值严重受损。在未正确分类投放的情况下，纸类、金属、电子产品等高值可回收物的回收利用价值可能降低或者消失，废塑料、废玻璃、废织物等低值可回收物的分拣处理成本则居高不下。此外，可降解塑料制品也处境尴尬，由于缺乏单独投放方式，绝大部分可降解塑料制品最终还是像普通塑料一样进入焚烧炉，消费者白白为“可降解”概念买单。第六，垃圾焚烧能力已经出现区域性过剩苗头，随着垃圾分类的推进，资源化利用提升，垃圾焚烧能力过剩问题将进一步显现。垃圾分类推行四年以来，多地对关键措施的徘徊观望导致垃圾分类相继陷入高投入低成效的境地，既耗费大量资金，浪费大量时间，也消耗了居民对垃圾分类的信心。四、生活垃圾分类治理对碳减排的影响生活垃圾处理流程根据垃圾的流向来看，主要包括生活垃圾的产生、收集、运输和处理四个环节，垃圾治理模式的变化对碳排放具有重要的影响。城市生活垃圾温室气体排放源自收集、运输和末端处理等环节。减少生活垃圾处理单元温室气体排放是实现中国国家减排目标的有效途径之一。我国现阶段生活垃圾治理手段主要是堆肥、焚烧和卫生填埋。产业链上游为垃圾的分类和清扫保洁服务；中游为垃圾中转运转服务；下游为垃圾焚烧发电和餐厨垃圾处理。1.垃圾无害化处理对碳排放影响根据数据显示，近些年，我国生活垃圾处理能力和处理率在逐年上涨。采用中国产品全生命周期温室气体排放系数集（2022年）的排放系数，参考模型对生活垃圾分类末端处理方式的碳减排效益进行比较分析：结果表明，以填埋为主，沼气部分回收发电的条件下排放当量为0.61吨CO2/吨垃圾；在焚烧为主、飞灰填埋的条件下排放当量为-0.13吨CO2/吨垃圾。因此，焚烧发电碳减排效果显著，城市生活垃圾处理单元温室气体排放量将大幅减少。2.厨余垃圾分类效率对碳排放影响生活垃圾分类是一个渐进的过程，很难在短时间内完全实现厨余垃圾和可回收垃圾的完全分类。与焚烧、堆肥相比，厨余垃圾厌氧消化具有更大的碳排放潜力。研究表明：厨余垃圾分类效率每提高20%，生活垃圾全过程的碳减排量可减少5%7%（折合0.008吨CO2/吨垃圾）。研究表明，分离式厨余垃圾厌氧消化比混合焚烧具有更高的环境效益，厨余垃圾的分类也增加了社会成本。随着厨余垃圾回收效率的提高，厨余垃圾发酵产生的沼气泄漏、沼液生物处理过程中CH4和N2O排放弥补了沼气发电和油脂回收带来的碳汇。因此，提高厨余垃圾回收效率并不能降低碳排放。综上所述，如何选择厨余垃圾处理模式，使环境效益和经济效益最大化，也是城市生活垃圾分类中的一个关键问题。3.可回收垃圾回收率对碳排放影响可回收垃圾回收效率对碳排放有着关键作用，尤其是可回收的废塑料和废纸，可回收垃圾净碳排放量与回收效率呈显著线性相关，可回收垃圾分类效率每提高10%，净碳排放量降低约26.6%（折合0.017吨CO2/吨垃圾）。因此，提高可回收物的回收利用比例，可大大减少碳排放，是碳中和的重要策略。4.静脉产业园对碳减排的影响垃圾焚烧发电厂是静脉产业园区的电力供应中心，157能源环保与安全焚烧产生的蒸汽用于污泥干化、餐厨垃圾厌氧发酵、动物尸体及医疗垃圾的高温蒸煮，同时，焚烧厂还能协同处理厨余、污泥及医疗废物处理后的固渣；厨余垃圾厌氧发酵产生的沼气进入焚烧厂燃烧发电；废水、废热进行回收循环利用；焚烧产生的炉渣用于环保建材行业。废弃物间的协同处理降低了系统投资和运行费用，促进了循环经济，降低了碳足迹。对单独处理和静脉产业园协同处理模式下湿垃圾的碳排放量进行计算对比发现：单独处理碳排放为0.217吨CO2/吨垃圾，协同处理碳排放为-0.068吨CO2/吨垃圾。由此看来，垃圾分类带来的碳减排效益主要是可回收物的资源化利用和垃圾焚烧发电替代填埋。因此，在垃圾分类模式下，垃圾焚烧发电厂高效低碳运行意义重大。生活垃圾处理低碳化的实现离不开政策的支持和技术的创新，生活垃圾分类管理体系还不够健全，需进一步完善相关标准规范，加大管治力度，鼓励源头做好垃圾减量和分类，同时强化科技支撑，研发新型垃圾处理技术，鼓励分拣中心使用智能化设备，加强物质和能量利用。五、结论与建议垃圾分类，小事不小，事关生态文明建设大格局。建立和完善垃圾分类制度已成为循环经济、绿色发展以及生态文明的重要内容之一。第一，尽快落实撤桶建站、定时投放和监督指导等行之有效的关键措施。大幅升级循环再生体系，努力打造零碳社区，助力“双碳”行动和美丽中国建设。第二，随着分类收集模式不断优化，垃圾分类全生命周期减碳效率逐步提升。在垃圾综合处理能力和各组分处理能力充足的情况下，准确分类比例越高，减碳效率值也越高。第三，源头分类收集体系的建立，不但增加了前端基础设施的运行成本、人力成本以及对环境的影响，还提高了末端分类处理效率及再生资源（能源）产出率，带来碳减排效益。第四，在“碳达峰、碳中和”和垃圾分类的双重政策背景下，垃圾焚烧发电不仅可以实现固废的无害化处理，同时也可以实现绿色发电的目标。垃圾分类是生活垃圾处理系统低碳转型的重要契机。从动态发展的视角看，城市生活垃圾处理系统经历了从混合收集生活垃圾填埋为主到混合收集生活垃圾焚烧为主，再到垃圾分类后干湿垃圾分类处理和资源化利用，以及垃圾处理和可回收物回收两网融合的演变；每一种处理技术也同时在发生着技术升级迭代，每一次模式转变与技术升级迭代都明显影响了城市垃圾处理系统的碳排放水平。从系统全局看，生活垃圾从投放、收集、中转、运输、资源利用、处理、多网协同等所有环节都会影响垃圾处理系统的碳排放水平。为了实现城市生活垃圾处理系统的低碳转型，需确定最优的分类及收运模式、各个处理环节的最优碳排放，同时，还要考虑协同推进降碳和减污，降低宏量污染物和新污染物的环境影响，推动绿色低碳发展。垃圾分类和资源化利用是个系统工程，需要各方协同发力、精准施策、久久为功，需要广大城乡居民积极参与、主动作为。要结合城市实际情况，在碳达峰、碳中和背景下，合理开展生活垃圾分类，不断优化分类措施，通过建设生活垃圾全程分类体系的碳指标，科学确定城市生活垃圾领域的碳达峰和碳中和时间点，合理规划未来减碳路径，高水平地实现“双碳”目标至关重要。参考文献：1张纪宏，卞荣星，等.垃圾分类对碳减排的影响分析：以青岛市为例J.环境科学，2023，44(5):2995-3002.2Shahabadi 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