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重危機和挑戰(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)校科學(xué)技術(shù)研究指導(dǎo)項目“河北省清潔發(fā)展機制（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