基于CCER方法學(xué)的城市生活垃圾厭氧消化和焚燒減排量對比分析

文/鄧 強(qiáng)

習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上指出，中國二氧化碳排放力爭于2030 年前達(dá)到峰值，努力爭取2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和。根據(jù)IPCC（2006）估算，全球溫室氣體排放總量的5%來自于垃圾系統(tǒng)的溫室氣體排放。因此，來自垃圾處理系統(tǒng)的碳減排將為我國2030 年碳達(dá)峰、2060 年碳中和做出巨大減排貢獻(xiàn)?，F(xiàn)在已有一些文獻(xiàn)從各個(gè)角度對不同生活垃圾處理模式的碳排放和碳減排能力做了評估。中國核證減排量（CCER）作為中國碳交易機(jī)制的組成部分，提供了完善的基準(zhǔn)線及減排計(jì)算方法，更適合用作碳減排能力的評價(jià)方法。本文基于CCER 的方法學(xué)和計(jì)算工具，對南寧和呼和浩特的廚余/餐廚垃圾厭氧消化處理廠的碳減排能力進(jìn)行了測算，并和鄰近的垃圾焚燒項(xiàng)目進(jìn)行了對比。

一、廚余/餐廚垃圾厭氧消化處理廠案例及項(xiàng)目邊界

案例1：南寧某餐廚廢棄物處理廠改擴(kuò)建項(xiàng)目，新增規(guī)模餐廚垃圾150t/d，廚余垃圾400t/d。年處理垃圾20.08 萬噸，年產(chǎn)沼氣1514.75 萬m3，年發(fā)電上網(wǎng)2244.75 萬kWh。

案例2：呼和浩特某餐廚垃圾處理工程，餐廚垃圾處理規(guī)模300t/d。年處理垃圾10.95 萬噸，年產(chǎn)沼氣371.94萬m3，沼氣主要用于產(chǎn)蒸汽自用，多余沼氣經(jīng)火炬燃燒處理。

二、不同項(xiàng)目垃圾碳減排能力匯總與分析

依據(jù)《CM-072-V01 多選垃圾處理方式》（第一版）、EB 最新版的計(jì)算工具以及兩個(gè)項(xiàng)目的可行性研究報(bào)告，以10 年作為計(jì)入期，選擇沒有LFG 捕獲系統(tǒng)的固體廢物處理廠（SWDS）處理新鮮垃圾作為基準(zhǔn)線替代方案，分別計(jì)算了項(xiàng)目的基準(zhǔn)線排放、項(xiàng)目排放、泄露排放和碳減排量。同時(shí)本文摘取了中國自愿減排交易信息平臺上的2 個(gè)垃圾焚燒類項(xiàng)目的項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件數(shù)據(jù)作為對比，結(jié)果如下：

圖1 厭氧消化項(xiàng)目的項(xiàng)目邊界（左為南寧項(xiàng)目，右為呼和浩特項(xiàng)目）

表1 不同垃圾處理項(xiàng)目的碳減排量

均折算成為處理每噸垃圾的碳排放量和減排量，結(jié)果如下：

表2 不同垃圾處理項(xiàng)目處理每噸垃圾的碳排放量和減排量（kgCO2e）

可以看出，同為廣西的項(xiàng)目，厭氧消化的減排量要優(yōu)于焚燒項(xiàng)目。而到了呼和浩特，情況發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，焚燒項(xiàng)目的碳減排量要優(yōu)于厭氧消化項(xiàng)目。為了進(jìn)一步探究造成這種差距的具體原因，我們把各項(xiàng)排放數(shù)據(jù)逐一分析。

從表3 可以看出，垃圾厭氧消化項(xiàng)目的基準(zhǔn)線排放主要由SWDS 構(gòu)成，而不同氣候條件下的垃圾降解速率大幅影響了SWDS 產(chǎn)生的基準(zhǔn)線排放。根據(jù)計(jì)算工具給出的默認(rèn)數(shù)據(jù)，快速降解垃圾的降解速率在北部和溫帶地區(qū)干燥環(huán)境是0.06，在熱帶地區(qū)濕潤環(huán)境是0.4，后者是前者的近7 倍，這就導(dǎo)致了廣西項(xiàng)目和內(nèi)蒙古項(xiàng)目的大幅差距。對于焚燒項(xiàng)目，發(fā)電的基準(zhǔn)線排放是其整體基準(zhǔn)線排放的重要組成部分，因此焚燒項(xiàng)目的基準(zhǔn)線排放量受氣候影響相對較小。

表3 不同垃圾處理項(xiàng)目處理每噸垃圾的基準(zhǔn)線排放量構(gòu)成（kgCO2e）

表4 不同垃圾處理項(xiàng)目處理每噸垃圾的項(xiàng)目排放量構(gòu)成（kgCO2e）

對項(xiàng)目排放一項(xiàng)而言，整體對厭氧消化項(xiàng)目有利。厭氧消化一般無需計(jì)算排放廢水管理產(chǎn)生的排放，化石燃料消耗和火炬燃燒產(chǎn)生的排放基本可以忽略，采用先進(jìn)的厭氧工藝，厭氧消化產(chǎn)生的甲烷排放數(shù)值也很小。這主要是得益于微生物活動(dòng)產(chǎn)生的二氧化碳排放無需計(jì)入碳排放。同時(shí)也能看出，案例2 碳減排量不如案例4，是因?yàn)榘咐? 有電力消耗產(chǎn)生的碳排放。如果厭氧消化項(xiàng)目產(chǎn)生的沼氣能提供自用的電力，案例2 的噸垃圾處理碳減排量將達(dá)到204kgCO2e，與案例4 相當(dāng)?？紤]到案例4 遠(yuǎn)高于案例2 的處理量水平，這是完全有可能實(shí)現(xiàn)的。所以在能提供自用蒸汽和電力的情況下，北方厭氧消化和焚燒項(xiàng)目的碳減排能力相當(dāng)，南方厭氧消化項(xiàng)目將在碳減排能力上有優(yōu)勢。

總結(jié)

厭氧消化項(xiàng)目的碳減排量主要得益于SWDS 產(chǎn)生的基準(zhǔn)線排放和較低的項(xiàng)目排放水平，受氣候影響大，在熱帶地區(qū)或濕潤環(huán)境比北部和溫帶地區(qū)或干燥環(huán)境有更大的碳減排優(yōu)勢。如果項(xiàng)目產(chǎn)生的沼氣能夠滿足蒸汽和電力自用，項(xiàng)目排水會處于很低的水平，此時(shí)北方項(xiàng)目的碳減排能力與焚燒項(xiàng)目相當(dāng)，南方項(xiàng)目將在碳減排能力上有優(yōu)勢。焚燒項(xiàng)目因?yàn)橐紤]燃燒產(chǎn)生的碳排放，相對于厭氧消化而言有不利的一面，發(fā)電的基準(zhǔn)線排放是其碳減排的重要組成部分，因此受氣候影響較小。