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我國的垃圾量正在逐年上升，2004年我國的垃圾產(chǎn)量超過(guò)美國成為第一大垃圾制造國，2019年我國垃圾清運總量已經(jīng)達到2.42億噸，且近年來(lái)增長(cháng)率在不斷上升。除此之外，人均垃圾清運量一直在1千克以上，2017年達到1.2千克，其水平髙于亞洲周邊國家，如韓國的1.05千克/人/日以及日本的0.93千克/人/日，但是低于歐美一些發(fā)達國家的水平，例如美國和丹麥的人均清運量基本維持在2千克以上。其中，生活垃圾處理中的溫室氣體排放是近年來(lái)國際關(guān)注度比較高的問(wèn)題之一。
一我國生活垃圾主要處理體系
我國城市生活垃圾產(chǎn)生量大、源頭眾多而且比較分散，因此城市生活垃圾收運系統存在多級結構，如下圖所示，一般由前端收集、中端轉運、末端處置幾個(gè)階段構成，其中前端收集環(huán)節一般由初級收集、二級收集兩層結構組成。居民將日常生活中的垃圾投放到活動(dòng)區域內部的初級收集地點(diǎn)，環(huán)衛或者社區的工作人員將初級收集地點(diǎn)的垃圾運輸到二級點(diǎn)進(jìn)行集中的壓縮等處理，二級收集點(diǎn)的垃圾再通過(guò)載重量較大的垃圾車(chē)運送至中端轉運點(diǎn)，在此進(jìn)行初步的粉碎、分揀等工作，最后經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理的垃圾被壓縮送至填埋場(chǎng)、焚燒廠(chǎng)等垃圾處理中心，有回收價(jià)值的則被送至再生資源回收利用中心。
圖1我國生活垃圾收運處理體系
二我國生活垃圾常見(jiàn)處理處置方式
我國生活垃圾常見(jiàn)處理處置方式主要有衛生填埋、垃圾焚燒、堆肥和厭氧消化，其中垃圾填埋與焚燒是我國主要處理方式，由下圖可以看出，垃圾填埋依然是我國主要垃圾處理方式，近年來(lái)隨著(zhù)垃圾焚燒能力不斷提升，填埋量隨之明顯下降，以上海為例，“十三五”期間，全市新增生活垃圾焚燒處理能力1.3萬(wàn)噸/日，新增濕垃圾集中處理能力3900噸/日；全市干垃圾焚燒和濕垃圾處理能力達到2.8萬(wàn)噸/日，基本實(shí)現原生生活垃圾零填埋。堆肥和厭氧消化常用于濕垃圾處理工藝。
圖2全國2003-2017年城市生活垃圾清運數據
三生活垃圾收集處理過(guò)程碳排放環(huán)節
生活垃圾處理相關(guān)的溫室氣體排放量計算方法通常采用《IPCC國家溫室氣體清單指南》，根據我國最新的溫室氣體排放清單（2016年），二氧化碳排放總量的1.3%來(lái)自垃圾處理領(lǐng)域，二氧化碳排放量高達1.58×108t/a。張婷婷在畢業(yè)論文通過(guò)假設各類(lèi)垃圾收集處理情景，結合北京實(shí)際垃圾產(chǎn)生量對垃圾收集處理各環(huán)節碳排放進(jìn)行估算，研究發(fā)現，運輸環(huán)節碳排放量占比最小，垃圾分類(lèi)工作帶來(lái)碳排放的增加幾乎可以忽略；垃圾處理僅分為填埋和焚燒兩類(lèi)導致的碳排放量最高；在濕垃圾堆肥、可回收垃圾處理的情況下，剩余垃圾全部焚燒的碳排放量最低，同時(shí)焚燒發(fā)電和垃圾回收帶來(lái)的碳減排量最高，碳減排率達70%。陳思勤對2005～2015年上海市生活垃圾處置過(guò)程中的溫室氣體碳排放計算得出，垃圾焚燒的溫室氣體排放量比填埋處置排放量更低。仲璐得出相似結論，垃圾填埋碳排放高于焚燒和堆肥。高斌研究發(fā)現，通過(guò)垃圾分類(lèi)收集、資源回收、厭氧消化和殘渣焚燒處置的共同作用，具有最大的碳減排潛力。
生活垃圾碳排放主要來(lái)自于運輸、處理處置等過(guò)程，具體環(huán)節如下。
01垃圾車(chē)運輸環(huán)節
生活垃圾運輸車(chē)輛產(chǎn)生的溫室氣體，涵蓋了收集點(diǎn)到轉運站的運輸階段、轉運站到終端處理設施（填埋場(chǎng)、焚燒廠(chǎng)、堆肥廠(chǎng)）和再生資源回收利用中心的運輸階段以及焚燒、堆肥殘渣運送到填埋場(chǎng)填埋的運輸階段，碳排放主要來(lái)自運輸過(guò)程汽車(chē)燃油排放。
02填埋
可生物降解的有機物發(fā)生厭氧反應產(chǎn)生的甲烷，其產(chǎn)生量占垃圾衛生填埋場(chǎng)產(chǎn)生的填埋氣體的50%以上。
03焚燒
垃圾焚燒廠(chǎng)焚燒來(lái)自化石燃料的廢棄物或燃燒化石燃料等產(chǎn)生的二氧化碳，同時(shí)焚燒熱能發(fā)電所帶來(lái)的一定的碳減排效益。
04堆肥
堆肥處理生活垃圾產(chǎn)生的溫室氣體排放主要為甲烷和氧化亞氮。在強制通風(fēng)的靜態(tài)好氧堆肥過(guò)程中，生活垃圾大部分可降解有機碳轉化為二氧化碳和氧化亞氮，在通風(fēng)條件不好的情況下則發(fā)生厭氧反應產(chǎn)生少量甲烷。
05再生資源回收利用
再生資源回收利用所節約能耗可以帶來(lái)碳減排效益。
四我國生活垃圾碳減排技術(shù)現狀及發(fā)展趨勢
據估算，在快速城鎮化發(fā)展背景下，2025年我國城鎮居民數量將達到10億人，城市生活垃圾領(lǐng)域的二氧化碳排放量減排潛力大約為2.363×108t/a。無(wú)害化、減量化和資源化是生活垃圾處理的原則，在提高“三化”水平的基礎上發(fā)展“低碳化”則是我國未來(lái)生活垃圾處理的大趨勢。結合目前生活垃圾的處理現狀和水平，進(jìn)一步推進(jìn)碳減排策略可從如下幾方面進(jìn)行：
01生活垃圾持續分類(lèi)
持續推進(jìn)垃圾分類(lèi)工作，垃圾精細化分類(lèi)可提高后續可回收資源的資利用率，提高濕垃圾純度，提高干垃圾熱值，是源頭推動(dòng)碳減排的關(guān)鍵。研究表明只有生活垃圾分類(lèi)工作持續推進(jìn)，實(shí)行推廣精細化的垃圾分類(lèi)模式（例如上海市4分法），才能實(shí)現長(cháng)遠的溫室氣體減排目標。
02優(yōu)化生活垃圾收運系統
科學(xué)規劃收運路線(xiàn)，使用清潔能源環(huán)衛機具，一定程度減少運輸過(guò)程中碳排放。
03系統規劃垃圾處理處置方式
填埋處理的碳排放量是最高的。如果將廚余垃圾等有機成分采用堆肥方式進(jìn)行資源化處理，并在較發(fā)達地區采用“全量焚燒+殘渣填埋”的技術(shù)路線(xiàn)處理生活垃圾，將從根本上改變生活垃圾處理碳排放的現狀。
04填埋回收氣加強回收利用
較大型的填埋場(chǎng)，填埋氣體收集系統的集氣效率在30%~80%。使用密封性好的集氣系統再將收集的填埋氣體進(jìn)行提純燃燒發(fā)電，即可實(shí)現生活垃圾填埋場(chǎng)的節能減排。這些填埋氣體收集起來(lái)并進(jìn)行發(fā)電、供熱、供氣等利用就是對垃圾填埋處理的能源化，不僅直接減少了溫室氣體甲烷的排放，而且如發(fā)電利用就能間接地通過(guò)代替部分火電減少相應的溫室氣體排放。
05優(yōu)化垃圾焚燒技術(shù)與設備
我國城市生活垃圾焚燒處理與國外的技術(shù)相比仍有很大差距，如蒸汽參數低，多采用中溫中壓（4.0MPa/400℃），余熱利用形式單一，多用于發(fā)電，熱效率低等。應充分借鑒國外先進(jìn)焚燒技術(shù)，發(fā)展適合我國低熱值、高水分的垃圾焚燒技術(shù)，以及多元化余熱利用形式，以提高熱效率，進(jìn)一步為溫室氣體減排做出貢獻。
06優(yōu)化濕垃圾資源化利用
濕垃圾的資源化利用具有雙重減排效應，既減少了垃圾填埋產(chǎn)生的甲烷排放和減少使用化石燃料燃燒的二氧化碳排放，同時(shí)濕垃圾堆肥過(guò)程可產(chǎn)生大量沼氣，回收利用還可實(shí)現碳減排效益。陳海濱研究表明，以深圳市為例，如果廚余垃圾全部進(jìn)行“壓榨預處理+干組分焚燒+濕組分厭氧發(fā)酵”，全年可實(shí)現上網(wǎng)發(fā)電4.5億kW·h，同時(shí)減少CO2排放量201.4萬(wàn)t。
參考資料：
[1]微信號“綠色上?！薄渡虾＝怀觥笆濉崩诸?lèi)成績(jì)單，居住區和單位分類(lèi)達標率雙雙達到95%》
[2]仲璐,胡洋,王璐.城市生活垃圾的溫室氣體排放計算及減排思考[J].環(huán)境衛生工程,2019,27(05):45-48.
[3]張婷婷. 基于溫室氣體排放的城市生活垃圾處理策略?xún)?yōu)化研究[D].北京化工大學(xué),2020.
[4]陳思勤.上海市生活垃圾處置過(guò)程中溫室氣體排放研究[J].有色冶金設計與研究,2019,40(06):94-98+101.
[5]仲璐,胡洋,王璐.城市生活垃圾的溫室氣體排放計算及減排思考[J].環(huán)境衛生工程,2019,27(05):45-48.
[6]高斌,江霜英.利用生命周期評價(jià)方法分析上海市某區生活垃圾處理的溫室氣體排放[J].四川環(huán)境,2011,30(04):92-97.
[7]仲璐,胡洋,王璐.城市生活垃圾的溫室氣體排放計算及減排思考[J].環(huán)境衛生工程,2019,27(05):45-48.
[8]劉國輝.高效生活垃圾焚燒技術(shù)與溫室氣體減排[J].環(huán)境衛生工程,2011,19(01):38-40.
[9]陳海濱,劉金濤,鐘輝,等.廚余垃圾不同處理模式碳減排潛力分析[J].中國環(huán)境科學(xué),2013,33(11):2102-2106.
