鄉(xiāng)村生活垃圾處理減碳潛力評(píng)價(jià)研究

文章編號(hào)：1674-6139（2025）05-0015-06

中圖分類號(hào)：X799文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

Evaluation and Countermeasures of Carbon Reduction Potential in RuralHouseholdWaste Treatment

Cui Meng，Li Jiayao

（China Zhonghuan Smart Environment Co.，Ltd.，Beijing1Ooo20，China）

Abstract：Inodertoevaluatethecarbonreductionpotentialofruralhouseholdwastetreatmentndprovidetargetedmeasures，the studyexplainedanddesignedthecalculationmethdsfortotalcarbonemissonsinferentsenarios，andusedaquestioairesurvey methodtoanalyzethecharacteristicsandinfluencingfactorsofhouseholdwastegenerationTecarbonemissionreductionpotetialunder diferentcenarioswasanalyzedthoughsceariosimulationmethods.Teresultsshowtatthesnsitiyofpercapitadailyproductionis the highest （34.2%） ，which hasacore impacton carbon emissions.From 2O24 to 2034，incineration treatment technology（scenarios 2，3，and4）willeducecarbmissosby99tos，800os，ndtos，espectiely，infcantlyeerathr treatmentmethods.Terefore，thisresearchmthodprovidessupportforpromotingincinerationtehnologyandcanhelpachevethdual carbon”goal.

Key words：burning garbage：rural household waste；assessment ofcarbon reduction potential；scenario simulation

前言

人類無(wú)節(jié)制的發(fā)展給地球的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的破壞，臭氧層空洞、全球氣候變暖、自然災(zāi)害頻發(fā)等現(xiàn)象都是無(wú)節(jié)制發(fā)展帶來(lái)的后果[1]。由于處理廢棄物而產(chǎn)生的溫室氣體在全球氣候變暖中扮演了重要的角色，因此減少因處理廢棄物而產(chǎn)生的溫室氣體便顯得格外重要。生活垃圾處理的整個(gè)生命周期都會(huì)有溫室氣體的排放，因此需要進(jìn)行全生命周期的管理。在生活垃圾的處理上，常用的技術(shù)有焚燒、填埋和堆肥。其中堆肥和填埋分別是鄉(xiāng)村和城市地區(qū)使用的最主要技術(shù)[2-3]。隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，焚燒逐漸成為城市地區(qū)最主要的垃圾處理技術(shù)。關(guān)于生活垃圾處理的碳排放計(jì)算，大部分研究都是從中轉(zhuǎn)運(yùn)輸階段和實(shí)際操作處理階段來(lái)進(jìn)行。然而，目前的研究對(duì)垃圾資源化利用時(shí)減少的碳排放量考慮得較少，此外，中國(guó)鄉(xiāng)村數(shù)量十分龐大，但是目前對(duì)減碳潛力的評(píng)估主要集中在城市區(qū)域，對(duì)鄉(xiāng)村地區(qū)涉及較少[4]。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，研究從鄉(xiāng)村出發(fā)，對(duì)鄉(xiāng)村生活垃圾在燒技術(shù)下的減碳潛力進(jìn)行了評(píng)價(jià)，在計(jì)算碳排放量時(shí)綜合考慮了垃圾運(yùn)輸和處理階段的排放量及資源化利用時(shí)的碳減排量，并提出了對(duì)應(yīng)的碳減排策略。研究旨在了解垃圾處理技術(shù)在減碳上的潛力，為垃圾處理提供對(duì)策，促進(jìn)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

1面向減碳潛力評(píng)價(jià)的碳排放核算方法設(shè)計(jì)

1.1 生活垃圾產(chǎn)量和處理量核算設(shè)計(jì)

為了對(duì)研究區(qū)域垃圾的產(chǎn)生特點(diǎn)和影響因子進(jìn)行了解，研究進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)考察，并運(yùn)用了垃圾稱重法和問(wèn)卷調(diào)查法等。研究基于經(jīng)濟(jì)收入來(lái)對(duì)該區(qū)域的市、區(qū)的鄉(xiāng)村進(jìn)行了選取。最終，研究選取了3個(gè)市、6個(gè)區(qū)中的12個(gè)鄉(xiāng)村作為研究區(qū)域。其中，鄉(xiāng)村1擁有1523人口，地域面積為20.25平方公里，該鄉(xiāng)村在冬季采用集中供暖方式。鄉(xiāng)村2人口數(shù)為2027，地域面積為25.50平方公里，但不進(jìn)行冬季采暖，無(wú)集中供暖設(shè)施。鄉(xiāng)村3、鄉(xiāng)村9則分別擁有1214和1736人口，地域面積分別為18.75和21.90平方公里，這兩個(gè)鄉(xiāng)村在冬季采用分散供暖方式。鄉(xiāng)村4至鄉(xiāng)村8，以及鄉(xiāng)村10至鄉(xiāng)村12，這些鄉(xiāng)村在冬季不進(jìn)行集中供暖。鄉(xiāng)村4人口1841，地域面積22.30平方公里；鄉(xiāng)村5人口最多，達(dá)到2547，地域面積也最大，為30.25平方公里，且采用集中供暖;鄉(xiāng)村6人口最少，為1072，地域面積15.86平方公里；鄉(xiāng)村7人口3105，地域面積35.62平方公里，同樣采用集中供暖；鄉(xiāng)村8人口2232，地域面積28.45平方公里；鄉(xiāng)村10人口2811，地域面積32.10平方公里；鄉(xiāng)村12人口2169，地域面積26.75平方公里。此外，鄉(xiāng)村11人口1441，地域面積19.57平方公里，該鄉(xiāng)村在冬季也采用集中供暖方式。

研究設(shè)計(jì)的問(wèn)卷內(nèi)容包括村民特性和垃圾處理方式兩方面。村民特性部分包含家庭常住人口數(shù)、年消費(fèi)支出、年食品消費(fèi)支出、是否喂養(yǎng)家禽、使用能源種類、性別、年齡、家庭類型、年收入、文化程度；不同垃圾的處理方式部分涵蓋易腐垃圾（廚余垃圾）、危險(xiǎn)廢物、生活垃圾、可回收垃圾;環(huán)保意識(shí)和處理垃圾的意向主要包括對(duì)垃圾環(huán)境影響的認(rèn)知、垃圾分類了解程度、垃圾分類意向、可接受的垃圾清理費(fèi)、對(duì)垃圾分類激勵(lì)行為的響應(yīng)、對(duì)垃圾分類困難的認(rèn)知、不愿垃圾分類的原因。這些內(nèi)容旨在調(diào)查村民對(duì)垃圾分類處理的意愿和環(huán)保意識(shí)，了解他們的日常生活習(xí)慣以及垃圾分類方面的知識(shí)、意愿和行為。

問(wèn)卷主要涵蓋了村民的特性、不同垃圾處理方式及村民的環(huán)保意識(shí)和處置垃圾的意向。其中，村民的特點(diǎn)包括了10個(gè)問(wèn)題，像年收入、年消費(fèi)支出等。為了對(duì)村民在垃圾分類上的情況進(jìn)行了解，研究將為參與調(diào)查的村民分發(fā)貼有不同垃圾類型的口袋，并讓其對(duì)自家一天內(nèi)產(chǎn)生的垃圾進(jìn)行分類。當(dāng)下鄉(xiāng)村生活垃圾產(chǎn)量 R_now 的計(jì)算如式（1）所示[5]

式（1）中， P 表示目前的久居人口數(shù)，人； R_day-P 代表久居人口的人均日產(chǎn)廢量， kg/ 人·天。未來(lái)垃圾預(yù)測(cè)產(chǎn)量Ry的計(jì)算如式（2）所示[6]

式（2）中， y 代表預(yù)測(cè)年份，年； P_y 表示 y 年人口總數(shù)，人； I_y 代表 y 年村民的可支配收入，元； I 表示目前的村民可支配收人，元。針對(duì)預(yù)測(cè)年份中的缺失數(shù)據(jù)，研究將采用線性插值法來(lái)進(jìn)行處理。由于生活垃圾中存在可回收的部分，因此在垃圾處理數(shù)量上需要對(duì)該部分進(jìn)行剔除。最終，生活垃圾的年處理量R_final 求解如式（3）所示。

式（3）中， p 表示不同種類垃圾的比例， p=1 代表可回收垃圾， ??p^?=2 表示易腐垃圾 °m 代表垃圾減量化的方式， m=1 代表可回收垃圾的利用占比， m =2 表示易腐垃圾的利用占比。

1.2焚燒處理技術(shù)下碳排放核算設(shè)計(jì)

針對(duì)鄉(xiāng)村垃圾的產(chǎn)生特點(diǎn)和影響因子，研究采用了問(wèn)卷調(diào)查法，并對(duì)問(wèn)題進(jìn)行了設(shè)計(jì)，以期為碳減排提出更具有針對(duì)性的對(duì)策。為了對(duì)焚燒處理技術(shù)在生活垃圾處理上的碳減排潛力進(jìn)行了解，研究將對(duì)焚燒過(guò)程中的直接和間接碳排放及碳避免排放量的計(jì)算進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了更好地了解焚燒處理技術(shù)的碳減排潛力，研究設(shè)置了四個(gè)不同的模擬場(chǎng)景，并對(duì)不同場(chǎng)景下的碳減排效果進(jìn)行了分析[7]

在運(yùn)輸過(guò)程中，由于鄉(xiāng)村垃圾中轉(zhuǎn)站的種類為小型V類，該中轉(zhuǎn)站主要使用FT-LTJK011地埋式垃圾處理站，處理站舉升系統(tǒng)外形尺寸為7 ?200mm ×3750mm×3 500mm ，自重為 12t ，舉升油缸最大承載質(zhì)量為 35t ，最大功率為 ，最大舉升高度為2400mm ，單位油耗和電耗分別為0.407 L t和1 KWh/t

電量和容量邊際因子皆采用2019年國(guó)家相關(guān)單位計(jì)算并確定的數(shù)值。燒產(chǎn)生的直接碳排放計(jì)算如式（4）所示[8]

式（4）中， C_C02 代表二氧化碳的排放量， C_CH4 和C_N20 分別表示甲烷和一氧化二氮?dú)怏w的排放量。W_CH4 和 分別表示甲烷和一氧化二氮?dú)怏w的增溫潛勢(shì)，取值分別為25和265。燒時(shí)相關(guān)的間接碳排放 C^′_burn 計(jì)算如式（5）所示[9]

C^′_burn=α*CEF_diesel-oil+β*CEF_{electric-power}

式（5）中，α代表柴油消耗量，kg/t;CEFdisel-oil代表柴油的碳排放因子; CEF_{electric-power} 表示電力的碳

排放因子； β 表示耗電量， kWh/t_c 因?yàn)榉贌l(fā)電而減少的碳排放量的計(jì)算如式（6）所示。

C_reduce=φ×CEF_{electric-power}

式（6）中， φ 代表焚燒廠上網(wǎng)的電量， MWh 。因此，垃圾燒直接和間接碳排放量的總和減去涉及的碳減排量即為最終的碳排放量。為了對(duì)不同場(chǎng)景下焚燒處理技術(shù)的碳減排潛力進(jìn)行計(jì)算，研究先設(shè)置了對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景。場(chǎng)景1是維持現(xiàn)在的處理方式不變，即基本場(chǎng)景，場(chǎng)景2是將焚燒發(fā)電作為兩種垃圾處理方式之一；場(chǎng)景3是焚燒發(fā)電的占比等同于城市的處理情況；場(chǎng)景4是提升焚燒處理的占比。在不同的場(chǎng)景下，碳減排量是場(chǎng)景2、3和4與場(chǎng)景1之間的碳排放總量差值。為了分析不同因素對(duì)碳排放的影響，研究進(jìn)行了敏感性分析，并通過(guò)敏感性系數(shù)來(lái)對(duì)影響程度進(jìn)行評(píng)估。敏感性系數(shù)的絕對(duì)值越大，則說(shuō)明碳排放對(duì)該因素越敏感。

2焚燒處理技術(shù)下碳減排潛力結(jié)果分析

2.1垃圾特征及碳減排潛力分析

研究通過(guò)整理調(diào)查問(wèn)卷的結(jié)果，對(duì)鄉(xiāng)村生活垃圾的生成和組分特征進(jìn)行了分析。針對(duì)焚燒處理技術(shù)下鄉(xiāng)村碳減排潛力的分析，研究對(duì)不同場(chǎng)景下的碳排放預(yù)測(cè)情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。此外，研究也分析了對(duì)碳排放量影響較大的因子，并以此為依據(jù)提出了更具針對(duì)性的碳減排對(duì)策。垃圾的生成及組分特征結(jié)果見(jiàn)圖1。

通過(guò)圖1（a）可以看出，隨著經(jīng)濟(jì)水平的降低，人均生活垃圾日產(chǎn)量是在逐漸下降的。當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高、適中和較低時(shí)，人均日產(chǎn)量的中位數(shù)分別為 0.60kg，0.48kg 和 0.46kg ，平均值分別為0.64kg、0.59kg 和 0.53kg 。由圖1（b）可知，在鄉(xiāng)村生活垃圾的組分特征中，易腐垃圾所占的比例是最大的，其次才是不可避免類、塑料類和紙類，其對(duì)應(yīng)的值分別為 58.5%.20.4%.8.2% 和 18.1% 。

其余類型垃圾所占的比例都是小于 6% 。不可避免類包含了灰土類、磚瓦陶瓷類、有害物質(zhì)類和木竹類，各自對(duì)應(yīng)的占比分別為 15.8%.0.6% ！0.8% 和 3.2% 。可以看出，經(jīng)濟(jì)水平是影響鄉(xiāng)村生活垃圾產(chǎn)量的主要因素，且易腐垃圾在鄉(xiāng)村垃圾中所占的比例是最大的。2024年到2034年不同場(chǎng)景下研究區(qū)域鄉(xiāng)村垃圾的碳排放預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖2。

如圖2所示，總碳排放等于運(yùn)輸和處理階段的排放減去碳減排量。由圖2（a）可知，在場(chǎng)景1下，隨著年份的增加，運(yùn)輸中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)和焚燒處理環(huán)節(jié)的碳排放量也在同步增加，而碳減排量基本上沒(méi)有。2024年和2034年的碳排放量分別為351.73萬(wàn)噸和623.52萬(wàn)噸，增加了271.79萬(wàn)噸。通過(guò)圖2（b）可以得知，在場(chǎng)景2下，隨著年份的增加，碳減少排放量也在逐漸增加。2034年的碳減少排放量為20.32萬(wàn)噸，比2024年的0.33萬(wàn)噸多了19.99萬(wàn)噸。由圖2（c）可知，在場(chǎng)景3下，隨著年份的增加，碳排放總量在逐漸減少，而碳減少排放量在逐漸增加。2024年和2034年的碳排放總量分別為350.52萬(wàn)噸和238.32萬(wàn)噸，碳減少排放量分別為3.72萬(wàn)噸和60.55萬(wàn)噸。通過(guò)圖2（d）可知，在場(chǎng)景4下，碳排放總量在隨著年份的增加而減少，而碳減少排放量在隨著年份的增加而增加。在同樣的時(shí)間維度下，碳排放總量的下降幅度為250.65萬(wàn)噸，碳減少排放量的增長(zhǎng)幅度為92.72萬(wàn)噸。由此可知，以焚燒處理技術(shù)為主的場(chǎng)景更能降低碳排放，減碳潛力更佳。為了更好地分析焚燒處理技術(shù)的碳減排潛力，研究對(duì)不同年份碳排放強(qiáng)度下降比例和碳排放量進(jìn)行了對(duì)比，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)圖3。

通過(guò)圖3（a）可以得知，隨著年份的增加，不同場(chǎng)景下碳排放強(qiáng)度的下降比例都在逐漸上升。在2024年和2034年，場(chǎng)景1到場(chǎng)景4對(duì)應(yīng)的碳排放強(qiáng)度下降比例分別為 2.3%.3.7%.6.8%.10.7% 和4.2%14.8%35.2%52.7% 。由圖3（b）可知，隨著年份的逐漸增加，場(chǎng)景1和場(chǎng)景2下的碳排放量呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢(shì)，而場(chǎng)景3和場(chǎng)景4下的碳排放量則呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì)。由此可知，在處理生活垃圾時(shí)，以焚燒處理技術(shù)為主是更能夠降低碳排放量，減碳潛力更佳。為了進(jìn)行敏感性分析，研究以場(chǎng)景1為例，對(duì)碳排放核心影響因素增加了10% 。參數(shù)敏感度及敏感性分析結(jié)果見(jiàn)圖4。

由圖4（a）可知，對(duì)碳排放影響程度較大因素的敏感度絕對(duì)值都是在 31% 之上的，如人均日產(chǎn)量的34.2% 。其他影響因素敏感度絕對(duì)值的取值范圍為（1%，20% ）。焚燒比例對(duì)碳排放的影響程度適中，敏感度絕對(duì)值為 6.4% 。通過(guò)圖4（b）可以看出，在2024年、2029年和2034年下，敏感性系數(shù)絕對(duì)值的最大值皆出現(xiàn)在人均日產(chǎn)量因素上，對(duì)應(yīng)的值分別為1.1164、1.0003和1.0001;最小值皆出現(xiàn)在紙類占比上，且對(duì)應(yīng)的值分別為 0.0001，0.0003 和0.0061?？梢钥闯觯瑢?duì)碳排放量影響較大的因素為人均日產(chǎn)量，其次便是填埋場(chǎng)甲烷回收比例?；诓煌蛩貙?duì)碳排放量的影響程度，能夠提出更具有針對(duì)性的碳減排對(duì)策。

2.2 對(duì)策

為了降低處理垃圾而產(chǎn)生的碳排放量，研究提出了一些對(duì)策。由于人均日產(chǎn)量是影響碳排放量的核心因素，因此需要從源頭上對(duì)垃圾總產(chǎn)量進(jìn)行減少。針對(duì)這一點(diǎn)，研究有四點(diǎn)細(xì)化對(duì)策。

其一，引導(dǎo)村民改善自身的消費(fèi)結(jié)構(gòu)，盡量減少無(wú)意義的消費(fèi)和垃圾產(chǎn)生；其二，增加和垃圾分類相關(guān)的活動(dòng)，提升村民對(duì)環(huán)境和生態(tài)的認(rèn)知及垃圾分類的意向;其三，鼓勵(lì)村民對(duì)易腐垃圾進(jìn)行堆肥處理，減少垃圾的總產(chǎn)量。其四，擴(kuò)大可回收垃圾的分類比例，建立并健全回收體系，從而降低垃圾總量。

此外，對(duì)垃圾進(jìn)行填埋處理也是影響碳排放量的主要因素，研究對(duì)此提出了兩點(diǎn)對(duì)策。其一，降低垃圾填埋處理的比例，采用其他減碳潛力更高的技術(shù)來(lái)進(jìn)行替代，如焚燒處理技術(shù)。其二，在使用焚燒處理技術(shù)時(shí)，需要考慮到焚燒和能源回收的平衡。

3 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)焚燒處理技術(shù)在生活垃圾處理方面的減碳潛力評(píng)估及對(duì)策，研究采用了問(wèn)卷調(diào)查法和情景模擬方法，并對(duì)碳排放總量計(jì)算方式進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，經(jīng)濟(jì)水平與人均日產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系，易腐垃圾在鄉(xiāng)村生活垃圾中所占比例最大，達(dá)到58.5% 。在不同場(chǎng)景下，焚燒處理技術(shù)展現(xiàn)出顯著的減碳效果。場(chǎng)景2到場(chǎng)景4在2024年和2034年的碳排放強(qiáng)度下降比例分別為 3.7%.6.8% ！10.7% 和 14.8%.35.2%.52.7% ，表明以焚燒處理技術(shù)為主的場(chǎng)景更能有效降低碳排放。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，人均日產(chǎn)量因素的敏感度絕對(duì)值達(dá)到34.2% ，在2024年、2029年和2034年的敏感性系數(shù)絕對(duì)值分別為1.1164、1.0003和1.0001，均為最大值。這一結(jié)果表明，人均日產(chǎn)量對(duì)碳排放的影響程度較大，應(yīng)針對(duì)該因素制定針對(duì)性的減碳對(duì)策，

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