垃圾分类下苏州市生活垃圾处理碳排放分析.pdf
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1、第 卷第 期 年 月南京师大学报(自然科学版)()收稿日期:.基金项目:苏州市市级科技计划项目().通讯作者:徐拥军硕士高级经济师研究方向:双碳政策、能源互联网.:.:./.垃圾分类下苏州市生活垃圾处理碳排放分析付凤英徐拥军夏金雨朱水元王宇彤姚凤根黄 嵘(.江苏现代低碳技术研究院江苏 苏州)(.苏州市环境卫生管理处江苏 苏州)摘要 以苏州市 个主城区为研究对象采用联合国政府间气候变化专门委员会()发布的国家温室气体清单指南(简称 清单指南)并结合碳排放因子法对垃圾分类后苏州市生活垃圾处理碳排放情况进行分析.结果表明苏州市开展垃圾分类后生活垃圾处理碳排放总量波动幅度较小年碳排放量 万 左右.其他
2、垃圾焚烧处理碳排放强度最大可回收物资源化利用表现为负碳排放处理每吨可回收物减碳.碳减排效应显著.苏州市生活垃圾处理碳排放强度由分类前./下降至./表明持续推进垃圾分类工作、提高厨余(餐厨)垃圾和可回收物的资源化利用率是目前减少生活垃圾处理碳排放的有效途径.关键词 生活垃圾处理碳排放核算碳减排资源化利用苏州市中图分类号 文献标志码 文章编号()(.)(.):()././.:随着我国城市化进程的加快城市垃圾产量逐年递增.据中国统计年鉴 报告 年我国城市生活垃圾清运量已达 .万.垃圾收运处置过程中排放的二氧化碳()、甲烷()等温室气体已成为引起气候变化的重要因素之一.据世界资源研究所()统计由污水处
3、理(.)与固体废弃物处理(.)组成的废物处理行业已跃升为第五大碳排放行业占全社会总碳排放量的.垃圾处理碳排放研究势在必行.目前垃圾处理碳排放核算方法主要有以下几种:清单指南法、全生命周期评价法()和上游操作下游()表格法.清单指南法主南京师大学报(自然科学版)第 卷第 期(年)要根据联合国政府间气候变化专门委员会提供的碳排放源分类及垃圾处理碳排放计算方法进行核算.年 出版了 年国家温室气体清单指南 修订版提供了大量的缺省值基本覆盖所有碳排放源可为世界各国用于核算碳排放由于其在实际核算过程中的简便性及可靠性 清单指南法在碳排放核算中备受青睐.法可较为全面地考虑垃圾处理全过程的碳排放但由于在核算的
4、过程中诸多数据难以获取系统边界条件存在较大不确定性故难以作为权威的碳排放核算方法.表格法通过对碳排放活动的基础数据收集整理可以比较不同来源数据的结构性差异然而目前相关案例研究较少核算过程较为复杂在实际应用中存在较多的困难.近年来国内学者也逐步聚焦垃圾处理碳排放研究领域大多是基于不同的垃圾处置模式对碳排放的影响如垃圾焚烧、填埋处理及餐厨垃圾好氧堆肥、厌氧发酵处理过程中产生的碳排放分析由于采用的核算方法、核算边界范围、垃圾组分及工艺参数等不同核算结果差异较大.年我国开始全面推行垃圾分类制度各大城市多措并举开展垃圾分类行动垃圾分类在有效减少垃圾产量的同时提高了资源化利用率.年 月苏州市开始实行新的苏
5、州市生活垃圾分类管理条例并全面建成生活垃圾分类投放、收集、运输、处置体系.目前苏州市生活垃圾的回收利用率已达到、集中处理率超过 垃圾分类工作位列全国 个重点城市第一档.基于苏州市良好的垃圾分类工作成效本文以苏州市为例采用 清单指南针法并结合碳排放因子法核算在垃圾分类大背景下苏州市生活垃圾处理过程中碳排放量明确分类后生活垃圾处理碳减排路径以期为垃圾分类协同碳减排提供思路及方法.材料与方法.系统边界研究区覆盖苏州市姑苏区、吴中区、高新区、相城区和工业园区依据分类后的生活垃圾处理现状以 生活垃圾作为核算单位本研究只针对生活垃圾进行测算不涉及危险废弃物、污泥等.核算方法.其他垃圾焚烧处理碳排放.核算单
6、元目前苏州市生活垃圾中的其他垃圾以苏州市光大生活垃圾焚烧发电厂统筹处理为主碳排放核算单元如图 所示.图 其他垃圾焚烧碳排放核算单元 .收集中转运输碳排放苏州市区其他垃圾采用“收集设施转运站运输车”模式碳排放主要来自运输车辆的油耗.计算公式如下:收运柴油柴油()转运转运转运柴油/转运()式中收运为垃圾收集运输过程产生的碳排放/转运为垃圾转运过程产生的碳排放/柴油为其他垃圾收运车辆单位油耗取./柴油为柴油 排放因子取./转运为转运站至终端处理之间的距离实际调研取均值 转运为转运车辆单位距离油耗实际调研取均值./付凤英等:垃圾分类下苏州市生活垃圾处理碳排放分析转运为转运车辆单位车次载荷实际调研取均值
7、 /次 为转运车辆按往返计算.渗滤液处理碳排放其他垃圾经收运后送至垃圾贮坑停放.在贮坑停放期间收集到的渗滤液处理过程中 的削减对应产生、的削减会产生 碳排放主要为生化处理阶段产生的 和.根据 公布的数据全球变暖潜势()在 年内是 的 倍 的 是 的 倍.渗滤液处理过程产生的碳排放计算公式如下:焚烧渗滤液焚烧渗滤液焚烧渗滤液()其中:焚烧渗滤液焚烧渗滤液()焚烧渗滤液渗滤液()焚烧渗滤液进水焚烧渗滤液()式中焚烧渗滤液为垃圾焚烧过程中渗滤液处理产生的碳排放/焚烧渗滤液为垃圾焚烧过程中渗滤液处理 产生的碳排放/焚烧渗滤液为垃圾焚烧过程中渗滤液处理 产生的碳排放/为垃圾焚烧渗滤液产生率经调研分类前取
8、 分类后取 为焚烧厂渗滤液进水水质 取 /进水为焚烧厂渗滤液进水水质 取 /为 去除率取为 去除率取 焚烧渗滤液为渗滤液处理 排放因子/为污水中有机物可产生最大排放量取./()渗滤液为污水处理领域 修正因子取.()焚烧渗滤液为渗滤液处理 排放因子取./().焚烧发电碳排放其他垃圾焚烧发电碳排放核算包括垃圾中有机碳焚烧产生的直接碳排放和净购入电力产生的间接碳排放计算公式如下:焚烧直接间接()其中:直接()(/)()式中焚烧为垃圾焚烧过程中产生的碳排放/直接为垃圾中有机碳焚烧产生的碳排放/间接为垃圾焚烧厂净购入电力产生的碳排放/为进入终端处理的其他垃圾组分为生活垃圾中组分 占比见表 为第 种组分中
9、碳含量比例为第 种组分中矿物碳含量比例为第 种组分完全燃烧效率取/为 与 的分子量比率.表 其他垃圾各组分占比 其他垃圾组分 纸类塑料竹木布类厨余果类金属玻璃渣石分类前占比.分类后占比.净购入电力产生的间接碳排放计算公式如下:间接外购电力电网排放因子发电电网排放因子()式中外购电力为生活垃圾焚烧外购的电量 发电为生活垃圾焚烧上网发电量 电网排放因子为电力 排放因子取./.烟气处理碳排放烟气处理产生的碳排放主要为处理设备产生的部分电耗具体设施能耗如表 所示:表 烟气处理设备能耗 装置旋转雾化器风机布袋除尘器控制、运输、照明系统合计功率.炉渣资源再利用碳排放经调研生活垃圾焚烧后产生的炉渣运送至炉渣
10、处理厂筛选出可回收金属及再生骨料其中可回收金南京师大学报(自然科学版)第 卷第 期(年)属占.再生骨料占 因此炉渣资源再利用碳排放核算主要考虑再生骨料产生的碳减排计算公式如下:炉渣(/)骨料()式中炉渣为炉渣资源再利用产生的碳排放/为炉渣率取 为炉渣中再生骨料占比取 为骨料密度取 /骨料为再生骨料碳排放因子取 /.其他垃圾填埋处理碳排放.核算单元生活垃圾填埋处理以场区为边界碳排放核算单元包括:收集中转运输、填埋场区、填埋气发电、渗滤液处理 个部分.收集中转运输碳排放同.其他垃圾焚烧处理收运中转过程.填埋场区碳排放计算公式如下:填埋甲烷()其中甲烷(填埋量)()/填埋量()(/)()式中填埋为其
11、他垃圾填埋过程中产生的碳排放/甲烷为其他垃圾填埋过程中产生的甲烷排放/填埋量为垃圾填埋量为垃圾填埋场甲烷产生潜力 为填埋气中甲烷回收量 为甲烷氧化因子 为垃圾填埋场甲烷修正因子取.为可降解有机碳比例为填埋场垃圾可降解有机碳在有机碳中的占比取.为垃圾填埋气体中 的占比取./为 与 的分子量比率.填埋气发电碳排放垃圾填埋产生的甲烷气体以发电、热能利用、提纯后制取清洁能源等多种方式进行能源回收利用.苏州市七子山垃圾填埋场将产生的填埋气进行了回收发电填埋气发电碳排放计算公式如下:填埋气发电(填埋气发电电网排放因子)/填埋量()式中填埋气发电为生活垃圾填埋处理过程中发电碳排放/填埋气发电为生活垃圾填埋过
12、程中回收的填埋气上网发电量 .渗滤液处理碳排放计算公式同公式()()其中填埋场渗滤液产生率为 进水水质 为 /、为 /和 去除率为.图 厨余(餐厨)垃圾处理碳排放核算单元 .厨余(餐厨)垃圾处理碳排放.核算单元苏州市厨余(餐厨)垃圾处理碳排放核算单元包括:直运过程、油脂回收处理、厌氧处理、厌氧发酵产沼发电/提纯天然气、残渣和沼渣焚烧发电、沼液污水处理 个部分.如图 所示.付凤英等:垃圾分类下苏州市生活垃圾处理碳排放分析.收集运输碳排放苏州市区厨余(餐厨)垃圾采用直运方式此阶段产生的碳排放计算公式同式().油脂回收处理碳排放每吨厨余(餐厨)垃圾可获得 的废油脂经预处理、预酯化、酯交换、蒸馏分离、
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