城市生活垃圾分類處理動態(tài)指標體系構(gòu)建方法

Alheji Ayman Khaled B，于娟，吳雨婷，王立雄

(天津大學 建筑學院；天津市建筑物理環(huán)境與生態(tài)技術(shù)重點實驗室，天津 300072)

近年來，中國正從國家層面加速推行垃圾分類制度。2019年6月，住建部、發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部等九部門聯(lián)合印發(fā)《住房和城鄉(xiāng)建設部等部門關(guān)于在全國地級及以上城市全面開展生活垃圾分類工作的通知》，要求全國地級及以上城市今年全面啟動生活垃圾分類工作，2025年前基本建成垃圾分類處理系統(tǒng)。2019年7月1日《上海市生活垃圾管理條例》正式實施，上海率先進入“史上最嚴”的垃圾分類新時代。

垃圾分類處理不是新鮮詞匯，日本垃圾管理特別是垃圾分類處理技術(shù)世界聞名：日本垃圾減量處理率超95%，循環(huán)再利用率達20%，個別地區(qū)人均垃圾日產(chǎn)量達到“零垃圾”[1]。目前，中國的垃圾分類處理研究多是借鑒日本[2]、德國[3]、瑞典[4]等國的成功經(jīng)驗，從法律、公共管理等視角探討垃圾的治理問題，提出“治理機制強調(diào)公民參與(分類)的同時，中國必須要結(jié)合自身情況進行創(chuàng)造性的(處理體系)變革”[5-6]，也有學者從社會學、心理學、經(jīng)濟學領(lǐng)域?qū)幚韱栴}進行研究，基本是從宏觀的理論層面進行的系統(tǒng)分析?？傮w來說，前端的分類介紹很詳細、后端的利用卻很粗放，這是目前中國垃圾分類處理的主要矛盾[7]。

筆者通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析中國城市生活垃圾處理現(xiàn)狀，解析居民分類習慣與國家層面的處理技術(shù)實施之間的矛盾，提出城市生活垃圾處理的目標；并借鑒成熟的生態(tài)城市指標體系動態(tài)系統(tǒng)模式，建立相對應的城市生活垃圾管理決策、執(zhí)行與監(jiān)管層面的動態(tài)指標體系系統(tǒng)，為中國此類研究奠定微觀操作層面的數(shù)據(jù)基礎。

1 城市生活垃圾處理現(xiàn)狀與矛盾

城市生活垃圾的處理一般包括回收再利用和無害化處理。目前，中國的垃圾回收再利用是民眾自發(fā)的小眾行為，無害化處理是占據(jù)主導地位的處理方式，包括衛(wèi)生填埋、焚燒和堆肥。

1)衛(wèi)生填埋操作技術(shù)相對簡單，投資費用較小，但侵占土地嚴重，并存在土壤和地下水污染的可能性。

2)堆肥技術(shù)成熟，減量化和資源化效果較好，但僅可以處理廚余等垃圾中有機部分，殘渣較多，產(chǎn)生臭味。

3)焚燒技術(shù)復雜，投資和處理費用高昂，但處理速度快、減容性好，燃燒熱能可回收，爐渣(殘渣)可作為道路路基基料等回收再利用，能夠做到徹底無害化，資源化效果好。因此，焚燒將成為垃圾處理的主要方式，2011年日本全國80%的一般生活垃圾通過焚燒方式處理，只有1.3%被填埋[1]。

表1為國家統(tǒng)計局網(wǎng)站統(tǒng)計的全國城市生活垃圾產(chǎn)出及處理數(shù)據(jù)，由表1可以看出，城市人口增量致使中國生活垃圾產(chǎn)量日益加劇，且城市生活垃圾處理方式相對落后。

1.1 城市人口增量致使生活垃圾產(chǎn)量日益加劇

中國城市生活垃圾產(chǎn)量(生活垃圾產(chǎn)生量不易得，用清運量代替)由2004年的15 509萬t增長到2017年的21 521萬t。世界銀行2012年報告指出[8]，2004年，中國已經(jīng)超過美國成為世界上最大的固體廢棄物產(chǎn)生國，2030年，中國的固體廢棄物年產(chǎn)生量將是美國的2倍。實際上，中國每年的垃圾人均日產(chǎn)量相對穩(wěn)定，見圖1，這就意味著，生活垃圾產(chǎn)量日益增多的主要原因是城市化進程加快和人口增多。

1.2 城市生活垃圾處理方式相對落后

數(shù)據(jù)顯示，中國無害化處理總量和3種方式的處理量均成增長趨勢。無害化處理率已從2004年的52.1%提高到2017年的97.7%。同時，如圖2所示，衛(wèi)生填埋占比呈下降趨勢，但至2017年仍占57.2%；焚燒占比增勢顯著，至2017年已占40.2%，但仍與日本等先進國家相差較遠；堆肥所占比例較小，且近年來趨于穩(wěn)定。

表1 中國城市生活垃圾產(chǎn)出及處理統(tǒng)計數(shù)據(jù)

注：統(tǒng)計局未列出堆肥處理量2011年至2017年的數(shù)據(jù)，本表數(shù)據(jù)為“無害化處理量減填埋和焚燒處理量”。

圖1 中國城市生活垃圾人均日產(chǎn)量(均值0.69 kg)

圖2 中國城市生活垃圾處理情況

另外，有調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，中國城市垃圾中可回收物占比27.94%(其中，塑料12.6%、紙張8.89%、織物3.28%、金屬1.07%、玻璃2.1%)[9]。無害化處理率97.7%的數(shù)值表明，目前并未實現(xiàn)這部分物資的回收循環(huán)利用。

中國城市生活垃圾處理的實施難度除了來自技術(shù)本身外，還與民眾垃圾分類的執(zhí)行力度相關(guān)，雖然，民眾日益認識到垃圾分類處理的重要性和其所具有的環(huán)保效力，但分類的執(zhí)行力度受到其認識模糊性和分類習慣的制約。中國居民一般按照能否“賣錢”來分類垃圾：紙殼、塑料、玻璃瓶等賣給“體制外”的垃圾收運主體；廚余垃圾和廢電池等有害垃圾則混扔給“體制內(nèi)”垃圾收運主體。因此，雖然中國城市推行了多年垃圾分類試點，但并沒有取得實效[10]。

中國城市生活垃圾管理急需解決生活垃圾產(chǎn)量日增與處理落后之間的矛盾、分類習慣與處理實施之間的矛盾。但同時，基于中國城市生活垃圾的產(chǎn)出、處理現(xiàn)狀及居民的垃圾分類習慣，無法“一刀切”地參考垃圾分類處理先進國家的管理經(jīng)驗，而是還需要立足于實際需要，建立適合中國的管理體系，以保障在前端的垃圾分類推進落實之后，后端的垃圾處理亦能夠切實可行，達到城市垃圾管理全過程的科學、合理、有效。

2 生態(tài)城市建設管理指標體系建立歷程的啟示

在城市化進程加快和人口增多導致的城市資源與能源快速消耗的現(xiàn)狀下，生態(tài)城市理論創(chuàng)立，成為緩解全球生態(tài)危機的重要策略之一。生態(tài)城市的指標體系是生態(tài)城市理論內(nèi)涵的具體化[11]，也是指引生態(tài)城市發(fā)展建設的量化方法[12]。生態(tài)城市指標體系的制訂經(jīng)歷了靜態(tài)系統(tǒng)到動態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展過程。

2.1 靜態(tài)指標體系系統(tǒng)(既有指標體系)

既有指標體系的建立，包括指標選擇和標準值設定兩方面內(nèi)容。

指標的選擇有以下兩種方式：

1)從社會、經(jīng)濟和自然3個子系統(tǒng)的分析出發(fā)構(gòu)成的指標體系[13]。

2)從城市生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和協(xié)調(diào)度來考慮建立的指標體系[14]。

標準值的設定一般統(tǒng)籌以下5種方式[11]：

1)根據(jù)現(xiàn)有理論，通過專家判斷的方式將定性指標定量化。

2)凡已有國家標準或國際標準的指標采用規(guī)定的標準值。

3)參考國際發(fā)達國家的量化指標值作為標準值。

4)參考生態(tài)化程度較高的城市現(xiàn)狀值作為標準值。

5)參考中國城市的現(xiàn)狀值作趨勢外推，確定標準值。

2.2 動態(tài)指標體系系統(tǒng)

中新天津生態(tài)城是世界上第一個對既有指標體系進行優(yōu)化升級，建立動態(tài)指標體系系統(tǒng)的生態(tài)城市。如圖3、圖4所示[12]。

圖3 指標體系動態(tài)更新機制

圖4 指標優(yōu)化升級流程

1)動態(tài)指標體系系統(tǒng)由指標體系、運行體系和評估體系3部分支撐，對應決策、執(zhí)行和監(jiān)督的周期循環(huán)，實現(xiàn)指標體系的動態(tài)更新機制。

2)指標的修正與更新，一是考慮內(nèi)在因素影響，如指標值選取標準偏高，導致指標可達性弱，或指標值選取標準偏低，導致指標滯后，無法準確指引發(fā)展建設等問題；二是考慮外部條件變化，如新的發(fā)展要求與標準出臺，對指標項的更新。

動態(tài)指標體系系統(tǒng)是在保證發(fā)展目標不變的前提下，根據(jù)外部要求的變化和實際建設情況，根據(jù)考核評估的結(jié)果，重新確定各指標的標準值，及時對指標體系進行調(diào)整、更新與優(yōu)化，形成開放的指標體系，以彈性的形式對接新建設和管理需求，保證指標體系的時效性、先進性與可達性，避免了既有指標體系出現(xiàn)的指標時效等問題。

生態(tài)城市建設是一項復雜的系統(tǒng)工程，天津中新生態(tài)城的發(fā)展歷程分為4個階段：建設規(guī)劃設計階段、初步建設階段、全面建設階段和運行管理階段。優(yōu)化升級前的既有指標體系更側(cè)重對規(guī)劃建設類指標的設置，從指標體系設立至今的十年間，達標率91%的中新天津生態(tài)城生態(tài)環(huán)境顯著改善，2012年被評為“全球綠色城市”。升級后的指標體系覆蓋面廣，且針對不同發(fā)展階段有側(cè)重點，完善未完成指標的同時，響應國家對城市的“綠色、生態(tài)、低碳”發(fā)展提出更高要求，保證了對發(fā)展全過程的有效指引，2018年，天津中新生態(tài)城成為世界城市峰會上生態(tài)城市建設的“綠色樣板”。

綜上，動態(tài)指標體系系統(tǒng)考慮區(qū)域差異和發(fā)展階段，在目標導向(外部條件變化)和問題導向(內(nèi)在因素影響)的指引下，既借鑒成功案例，又立足于自身實際需要，是及時更新的動態(tài)、開放的指標體系系統(tǒng)，保證了指標體系的持續(xù)先進性與科學性，有效指引規(guī)劃、建設和管理全過程，充分發(fā)揮了指標體系的支撐引領(lǐng)作用。

3 城市生活垃圾處理動態(tài)指標體系系統(tǒng)

借鑒生態(tài)城市動態(tài)指標體系系統(tǒng)，如表2所示，城市生活垃圾處理的動態(tài)指標體系系統(tǒng)建立包括由目標層、指標層和限值層構(gòu)成的指標體系；由政策導引、經(jīng)濟補償、技術(shù)策略和管理監(jiān)督構(gòu)成的執(zhí)行體系；由控制層、加分項和評估層構(gòu)成的評估體系。

3.1 指標體系

3.1.1 目標層 目標層來源于城市固體廢物的“三化”處理原則，其中，無害化目標是前提，減量化和資源化目標是發(fā)展方向。鑒于中國2017年的垃圾無害化處理率已達97.7%，因此，將減量化和資源化作為目標。

3.1.2 指標層

1)回收率 垃圾分類的最終目的是實現(xiàn)垃圾各個層級的回收再利用，第1層級的回收是指城市垃圾中的可回收物，包括：塑料、紙張、織物、金屬和玻璃，因此,達到減少廢物容量的目標?；厥章适沁@5類垃圾的清運量與總清運量的百分比值?？紤]中國目前回收率較低的現(xiàn)狀，回收率不考量回收之后的再利用效率，是相比“回收利用率”低要求的指標。

將回收率作為指標層的第1項參數(shù)，是響應目前中國全面開展垃圾分類的工作部署，以體現(xiàn)垃圾分類的最為直接的資源效益。

2)人均產(chǎn)出減量率 從根源上實現(xiàn)減量化目標，則需要減少城市生活垃圾的產(chǎn)生量。垃圾產(chǎn)生量與人口數(shù)量顯著相關(guān)，因此，排除城市人口影響，人均產(chǎn)出減量率是更為合理的指標參數(shù)。

人均產(chǎn)量減量率=[(當年人均產(chǎn)量-基準年人均產(chǎn)量)/基準年人均產(chǎn)量]×100%

表2 城市生活垃圾處理動態(tài)指標體系系統(tǒng)

其中，人均產(chǎn)量=生活垃圾清運量/城鎮(zhèn)人口

目前，中國生活垃圾的清運僅覆蓋城鎮(zhèn)層級，因此，人口數(shù)量使用城鎮(zhèn)人口統(tǒng)計值。

3)處理方式占比 垃圾分類的深層級回收是指對處理之后產(chǎn)生的、具有使用價值的物質(zhì)和能源的回收再利用，即實現(xiàn)資源化目標。考慮到量化這些物質(zhì)和能源的困難性，使用具備不同資源化效益的3種處理方式的處理占比作為指標。

3.1.3 限值層 對應《住房和城鄉(xiāng)建設部等部門關(guān)于在全國地級及以上城市全面開展生活垃圾分類工作的通知》的“今年啟動、2020年試點、2022年部分覆蓋、2025年基本建成”的階段計劃，限值層按這4個年份分設4個階段。限值是依據(jù)可獲得的2017年之前的統(tǒng)計值，預測2019年指標值(基準值)，然后考慮目前中國現(xiàn)狀，提出后3個階段的指標值要求：2020年為初期規(guī)劃實施階段，或未見成效，因此，指標值近似但必須不差于2019年基準值；2022年為全面實施階段，初見成效，指標值明顯優(yōu)化；2025年為運行管理階段，成效穩(wěn)定，指標值穩(wěn)步優(yōu)化。以下是對各指標參數(shù)值的來源、可行性和效力的解析。

1)回收率 鑒于2017年無害化處理率為97.7%，推測目前中國城市垃圾的可回收物回收率極小，因此，將2019年的回收率限值(基準值)設定為>0%。參考已有調(diào)研數(shù)據(jù)統(tǒng)計值[9]：“中國城市垃圾中可回收物占比27.94%”，預測2019年及之后的可回收物占比約為30%，2025年的最終回收率限值設定為≥30%。

全面部署并嚴格管控垃圾分類工作，將實現(xiàn)可回收物的高效回收，是保證回收率指標可行性的關(guān)鍵。

圖5所示可回收物回收率指標限值趨勢曲線呈逐年持續(xù)平穩(wěn)增長趨勢，表明本指標的指標效力為穩(wěn)步實施狀態(tài)。

圖5 回收率指標限值效力

2)人均產(chǎn)出減量率 2014—2017年的垃圾清理量增量和城鎮(zhèn)人口增量均相對穩(wěn)定，因此，可用于預測人均日垃圾產(chǎn)量值。2025年產(chǎn)出減量率≥50%的最終目標，是參考了“2030年，中國的固體廢棄物年產(chǎn)生量將是美國的兩倍”而設定[8]，雖中美兩國人口相差約4倍，但兩國國土面積相差無幾，因此，對垃圾容量要求為同一級別。2014年至2025年人均日垃圾產(chǎn)量及產(chǎn)出減量率計算，見表3。

表3 人均日垃圾產(chǎn)量及產(chǎn)出減量率計算

注：①預測值增量1220和2144為前3年增量的均值；②人均日垃圾產(chǎn)量計算值=垃圾清運量/城鎮(zhèn)人口；③人均產(chǎn)出減量率計算值=當年人均日垃圾產(chǎn)量目標值/2019年人均日垃圾產(chǎn)量值。

基于0.77 kg的產(chǎn)量基準值，產(chǎn)出減量率≥50%的目標值對應日均產(chǎn)量約為0.39 kg(0.77×50%)。鑒于“可回收物占比27.94%”的數(shù)據(jù)[9]，即回收量約0.22 kg(0.77×27.94%)，因此，產(chǎn)出源頭的減量負荷實際約為0.17 kg。鑒于統(tǒng)計數(shù)據(jù)中最大值0.78 kg與最小值0.65 kg的差為0.13 kg，即依靠民眾自身減量彈性即可實現(xiàn)0.13 kg的減量負荷，因此，可認定本指標具備可行度。

圖6所示的人均日垃圾產(chǎn)量目標曲線趨勢表明，依據(jù)本指標限值，人均日垃圾產(chǎn)量顯著下降；人均產(chǎn)出減量率曲線趨勢呈逐年持續(xù)平穩(wěn)上升趨勢，表明本指標的指標效力為穩(wěn)步實施狀態(tài)。

3)處理方式占比 從圖2可知，2012年之后，填埋、焚燒和堆肥3種處理方式占比的變化趨勢相對穩(wěn)定，因此，取2014—2017年數(shù)值預測處理占比數(shù)值。2025年各處理方式占比最終限值，是參考了“2011年日本全國80%的一般生活垃圾通過焚燒方式處理，只有1.3%被填埋”而設定[1]。2014—2025年各處理方式占比統(tǒng)計值和預測值，見表4。

圖6 人均日產(chǎn)垃圾減量指標限值效力

表4 3種處理方式占比統(tǒng)計值和預測值

續(xù)表4

日本、德國等垃圾分類處理先進國家已實現(xiàn)的處理占比數(shù)值證明了實現(xiàn)本指標的可能性。因此，充分借鑒其他國家先進的分類處理技術(shù)，加大中國技術(shù)及設施設備的投資力度，是保證處理占比指標可行性的關(guān)鍵。

圖7所示的3種處理方式占比曲線趨勢表明，依據(jù)本指標限值，焚燒處理占比顯著提升、填埋處理占比顯著下降，處理占比指標效力為高效實施狀態(tài)。

圖7 3種處理方式占比指標限值效力

3.2 執(zhí)行與評估體系

3.2.1 執(zhí)行體系 依據(jù)限值層各指標參數(shù)值的可行性解析，指標體系的執(zhí)行需要滿足3方面要求：1)需要全面部署并嚴格管控垃圾分類工作，加大可回收物的回收力度；2)加強民眾的垃圾減量參與度和執(zhí)行度；3)充分借鑒其他國家先進的分類處理技術(shù)，加大中國技術(shù)及設施設備的投資力度。

借鑒生態(tài)城市建設管理的執(zhí)行體系，將這3方面要求的具體實施劃分為政策引導、經(jīng)濟補償、技術(shù)促進和管理監(jiān)督4個層面執(zhí)行，既分析社會、經(jīng)濟、自然3個子系統(tǒng)，也考慮指標體系的結(jié)構(gòu)、功能和協(xié)調(diào)度。

城市生活垃圾處理執(zhí)行體系的舉例解析見表1，建立具有高效執(zhí)行力度的執(zhí)行體系，勢必需要國家層級的立法保障和資金與管理的投入，在此不作詳細論述。

3.2.2 評估體系 依據(jù)目前對限值層各指標參數(shù)效力的解析，雖然能初步證明指標體系的資源效益，但在具體實施過程中，也會出現(xiàn)新的內(nèi)在因素影響和外部條件變化。因此，需要通過評估體系監(jiān)督指標體系的實施效度。

1)是否達到指標限值要求是對指標體系最基礎的評估，是判定指標及限值是否調(diào)整的依據(jù)。

2)指標實際值與限值的差額是對執(zhí)行體系的評估。得分項加分，能夠鼓勵技術(shù)、管理創(chuàng)新和提高，得分項減分，則調(diào)整下一階段的指標體系要求和執(zhí)行體系力度。

3)根據(jù)考核評估的結(jié)果，重新確定各指標的標準值，及時對指標體系進行調(diào)整、更新與優(yōu)化，形成開放的動態(tài)指標體系系統(tǒng)。

4 結(jié)論

在諸如“各城市生活垃圾管理條例新規(guī)”等政策目標導向、中國目前垃圾分類與處理之間的矛盾所導致的現(xiàn)狀問題導向的指引下，開展城市生活垃圾分類處理動態(tài)指標體系研究，切實落實“減量化、無害化、資源化”的城市生活垃圾三化處理目標，制定合理的可量化、易操作的指標參數(shù)，并設置基于現(xiàn)狀、同時參考先進經(jīng)驗的，具有可行性的高效力的階段指標限值，為城市生活垃圾的管理決策提供指標體系量化依據(jù)；開放的執(zhí)行體系和評估體系保障管理決策的執(zhí)行力度和效度。城市生活垃圾分類處理動態(tài)指標體系系統(tǒng)，基于可回收物回收率的實施實現(xiàn)城市生活垃圾容量減少30%，并與從源頭控制產(chǎn)生量的人均產(chǎn)出減量率舉措并行，實現(xiàn)城市生活垃圾產(chǎn)生量減少50%，進一步規(guī)劃生活垃圾處理方式，實現(xiàn)垃圾零填埋和焚燒占比95%以上，通過最大化資源效益的處理方式，實現(xiàn)生活垃圾處理后的物質(zhì)和能源高效回收利用，旨在支撐并引導城市生活垃圾分類與處理的規(guī)劃、建設和管理全過程，充分發(fā)揮垃圾分類處理所具備的資源效益，從而為促進城市生態(tài)的良性發(fā)展貢獻一份力量。