
今天分享中国城市生活垃圾领域国家适当减缓行动项目主任刘晓博士/副研究员《城市生活垃圾综合管理及低碳发展》。以下文字摘自分享人现场实录,略有修改。
首先感谢宗正,很高兴能看到这么多同仁,能跟大家交流一下我们做的一些事情。
今天刚刚开场的时候也讨论了碳达峰、碳中和是现在非常热点的一个话题,以及刚刚提到回收的问题,瑞典科学院的王总提到全生命周期在生活垃圾里面的应用。今天我分享我们做的这些事情,希望能给大家一些灵感,也希望能够进一步讨论。
首先介绍一下德国国际合作机构,它其实算是德国的国企,唯一的股东是德国的经合部,但是它是一个非盈利的企业,我们所有的经费都来自于德国的政府以及欧洲的政府基金会。我们在全球有120多个办事处,有两万多个员工,1980年进入中国,目前有40多年的时间了。在中国有160个人,有100多位是中国同事,有60位是外国同事。
我们做什么呢?我们代表德国政府在全球做国际合作,我们的愿景非常简单,能够让地球或者世界变得更美好一点。
为什么我们会想到要在生活垃圾领域做应对气候变化的这个事情呢?这个也是基于当时欧盟的一些经验。
在欧盟过去的一些经验告诉我们,虽然垃圾行业在整个碳排放的比例不是很高,刚才王总提到3%左右。但是过去十几年的时间证明,在垃圾行业做减排相对来说更容易、更成功。在过去十年左右,欧盟在整个垃圾管理行业贡献了所有的温室气体减排量大概30%,虽然我们排放量很小,但是做减排第一有很好的协同效应,首先环境效益更好,减排效益更好,同时成本相对来说更低一些,相比碳封存这些方式,在垃圾行业做这个事情具有更好的可执行性。
我们其实相对来说比较早,在2017年的时候,这个概念是在15年就提出来了,在2017年的时候拿到了那马基金会的支持,基金会也是由德国、丹麦、欧盟以及英国四个国家共同成立的一个基金会,主要就是支持我们发展中国家在不同的领域探索我们是不是能够更减排。我们这个项目中方的政府支持单位是住建部,很荣幸能够得到部里的支持,中国的执行合作伙伴是中环协,项目执行期是五年,今年是第四年,预计明年九月正式结束。我们现在有四年多的数据能跟大家分享一下,看看我们干了什么。
在住建部的支持下,我们选择了五个试点城市,分别是山东泰安、安徽蚌埠、陕西西安、江苏苏州、西安还有兰州,在五个试点城市干什么呢?有五个方面的工作内容,第一我们要对这五个各城市的垃圾管理体系进行综合的分析,也会聘请专业的国际国内专家组,去对他们城市的生活垃圾管理体系进行一个技术支持,整个环节,从管理机制,从体系建设,以及从全过程,全流程上去分析可以在哪些地方做一些好的改善。在这个基础上,我们希望去提出一些政策建议,能够去推广到全国的城市。
另外还有一部分很重要的内容,我们会对这五个城市垃圾行业的温室气体排放去进行分析。首先我们建立一个基于城市的方法学,在这个方法学的基础上,我们会有一个对五个城市的基线研究,最终减排量也是会每年度的去做定期的核算。
我们这个项目在温室气体这一块也是和唐总中创碳投是非常密切的合作伙伴。在这些数据的基础上,我们会同时加强对这五个城市垃圾管理相关方的能力建设,想告诉大家什么叫综合管理,怎么促进垃圾管理行业向更清洁、更低碳、更环境友好的方式去转型。最终希望跟我们企业业界的同仁多交流,让大家能够看到在垃圾这个行业除了做好自己的环境管理和垃圾管理的事情之外,有一部分是很好的减排的效益,也让大家能够更愿意投入到更低碳的垃圾管理事情中来。
今天我着重去讲温室气体这一部分,我们讨论到垃圾管理温室气体排放的时候,想到整个项目的边界是什么。在一个城市里说到垃圾管理包括收运,包括处理处置,包含回收。在整个评估过程中,会综合分析收运这一块和处置相比,之前的比较,觉得收运的体量不是特别大,但是我们仍然把收运和处置这两个部分做了核算。回收我们非常希望能够核算进来,就像刚才唐总说的,在五个城市做调研的时候,相关的数据基础一直不是特别好。在我们做研究的时候就没有能够把回收的情况放进来,但是我们现在一直在和城市做进一步的沟通,在探讨如果有更好的数据基础的时候,可以讨论回收这一部分的减排量。
通过综合的识别,我们对整个在城市范围内的垃圾管理有哪些是可能的和碳排放相关的排放源,我们识别出15个核心的排放源。温室气体的排放种类不仅有二氧化碳,也关注了甲烷和氧化亚氮,我们是非常创新和领先,针对焚烧厂可能会有一些氧化亚氮的排放,虽然排放量可能非常小,但是它的温室气体排放的潜力比二氧化碳,它的倍数是很高的,所以我们觉得应该想要对它做一个监测。
这里面也得到了试点城市特别主动的支持,在西安他们新建的焚烧厂配备了设备,这给我们国家的焚烧企业将来在这个行业里面他们的氧化亚氮的排放情况怎么样,能够提供第一手的数据。在这个基础模型的处置上,我们有了几个基线选择,选择了2015到17年三年的平均值,作为我们整个项目的基线。在这之后,2019年和2020年我们两年分别去这五个城市做了监测,可以看出有一些初步的结论。第一关于减排量和排放强度,这两年从19年和20年,与基线相比,五个城市累计实现减排量260万吨二氧化碳当量,这个相当于是180万亩植树造林,一年的碳汇地量,也是非常可观的数据。除了排放总量,会有一个特别好的数值就是排放强度,垃圾管理行业排放强度是多少,从基线值到2020年,我们五个城市平均碳排放强度从0.8吨二氧化碳当量每吨垃圾降到了0.5,能够看出中国垃圾行业以五个试点城市为例,已经实现向低碳化发展的转型。碳排放强度的降低已经达到了40%以上,能够看到我们行业是在更清洁、更低碳,这个是一个特别有意义的数据。我们也分享给我们总部以及国际同事,他们非常认可,能够看到中国垃圾行业在向低碳方面转型升级。
减排量都是谁贡献的?过去两年中,我们88%的减排量来源于我们的混合垃圾由填埋向焚烧转型。其中有9%左右来自于有机垃圾处理及厌氧消化,这个是因为当时基线的时候,一个是西安,一个是蚌埠,他们只有填埋,没有焚烧。但是在项目执行期内,我们的西安以及蚌埠都实现了全量的焚烧。我们这里可以很明确的提出,对于混合垃圾而言,没有分类,去填埋还是去焚烧,肯定焚烧更低碳,这绝对是毋庸置疑的。但是我们也要接着讲,随着我们垃圾分类的推进,厨余垃圾的处理会贡献更多的排放量,如果把厨余垃圾分出来,这个减排量从焚烧厂转移到有机垃圾处理厂上面。焚烧厂可能面临一个挑战,与之前的背景来比,我的减排优势就没有那么高了,我的焚烧厂可能会面临排放强度会进一步增加,这个对焚烧厂来说是一个比较大的挑战。
除了这个之外,我们也对不同的技术它的排放强度做了一个分析。比如刚刚说了,未来垃圾分类要开始了,有些垃圾都要被分出来了,都要处理,不同的处理技术它的减排贡献是什么样的,不同的技术处理有不同的技术路线,我们会分析堆肥,厌氧技术,我们可以看到这个就是用了经典的全生命周期的分析方法,我们委托丹麦科技大学,是丹麦科技大学他们自行研发的一个分析工具,这个在垃圾领域是非常有名的,也得到了全球的认可。在这个里面我们会去分析它不同的处理环节对减排的贡献,可以看到有机垃圾绝对是非常减排的,但是减排的前提是在于我除了要把沼气用好之外,沼渣的资源化也非常重要。如果我的有机垃圾处理完了之后,沼渣要么实现土地利用,替代一部分的有机肥,或者回到土地去做碳汇,哪怕从纯减排的角度,重新回到焚烧厂焚烧,实现资源的回收,这两部分都可以贡献比较明显的减排量。但是沼渣处理之后回到填埋场,从整个流程来讲,减排的效益没有那么明显,可能会导致一部分负面的影响。同时油脂的回收,去做生物柴油,这个对减排的贡献是非常明显的。
另外还有一点,我们特别想提,我们在五个城市有五座不同的厌氧消化处理设施,不同设施排放的强度是不一样的。我的设施管理很重要,同样是有机垃圾进入到处理设施,到底是不是能够实现一个高效的转化,以及高效的管理,我的设备能耗高不高,沼气是不是有非常多的泄漏,这些都会影响我这个设施排放的强度。我们的设施不仅仅要做到用了低碳的处理技术,同时我还需要做好对设施的精细化管理。
另外在五个城市里面发现有些可能会说的比较多的快速处理的设施,虽然能够实现非常快的减量化,它的特点很明显,但可能会存在一定的问题。它的能耗可能比较高,这个企业可以自行去调整自己的战略和位置,我在什么样的情景下需要快速减量化,我在什么样的情景下需要更低碳的效益,这个也对企业的技术后续的发展和优化提出了更高的要求。
另外一点,我还想分享的是垃圾组分给我们整个垃圾行业带来的挑战,很多时候会说整个事情的发展都是日新月异的,我们能够看到我们垃圾的成分也有非常明显的变化。
这是以苏州为例,苏州做的特别好,他们每年有定期大量的数据监测,能够证实我这个数据的科学性和可靠性。可以看到苏州从17年到19年它的塑料含量增加了8%,这个可能有比较多的原因。比如生活方式的改变,是不是用了更多的快递,经济水平是不是更发达了,以及是不是有可能整个垃圾收运管理体系以及环保要求更高,让更多的品类进入到我的垃圾体系里面来。但是我必须要看到整个垃圾处理,什么东西进到焚烧厂,这个是有变化的。组分虽然增加了8%,但是对热值贡献是20%,如果焚烧厂不作出相应的响应,不提高能效,之后产生的减排效益不足以抵消新增的塑料产生的排放,焚烧厂需要进一步的优化。对焚烧厂的能源效率提出更高的要求,我们初步核算一下,如果一个焚烧厂在目前我们的垃圾组分的情况下,我们现在五个城市的焚烧厂基本上都能够实现吨垃圾发电量400度左右,这个已经很高了,他们的热效率是在28%,还能够维持比较好的状态。但是如果我们将来热值或者我的组分还会进一步变化,因为垃圾分类做的越来越好,肯定热值会越来越高。我的焚烧厂的能效就要进一步提高,否则可能会从一个有很好的减排效益的设施变化成碳排放强度可能是最高的,这个很重要。对焚烧厂来讲,如果他能够实现热能回收,就像我们上面那个图,会给出一些建议。提高发电效率很重要,但是电和热的回收能够实现更高的能效的利用,可能就会有更好的减排效益,这也是在焚烧企业将来去做发展战略的时候需要重点考虑的一个问题。
最终的讨论就是碳中和背景之下,垃圾管理可以有什么样的贡献?首先第一非常肯定的是中国垃圾管理是在向更低碳的方向去转型,这是毋庸置疑的,而且已经实现了比较好的效果。如果我们能够进一步通过我们对资源利用效率和能源利用效率的优化,垃圾管理是可以实现碳中和的。虽然我们并不一定要求垃圾管理是碳中和的一个诉求,目前对垃圾行业来讲是一个减排行业,本身就有一个非常好的减排和负碳的效应。从另一个角度能证明,我们还是可以为碳中和的战略贡献更多自己的力量。在未来,全量处置将会贡献更多的效益,我们需要推动沼渣可利用的场景,焚烧厂的能效管理是需要进一步提升的。
最后我们还经常会给到城市一个建议,建议他们加强数据管理和量化分析。很多城市前端关于垃圾组分的数据并不能支撑非常清晰的认知我到底是一个什么样的状态,如果想做到更好的对垃圾行业的管理,或者知道我对碳有什么样的贡献,需要知道我自己到底是什么样的情况。这一点我们很多城市需要做的一个最基本的基本功。另外一点,我们会很关注对回收环节以及对源头减量,这两块是我们目前在方法学里面还没有涉及到的,可能是一个缺失。尤其是源头减量,到底怎么去评估我减了多少,基线是什么样的,现在发展的趋势是怎么样的,这个对整个碳排放的贡献很大,但是其实从理论上来讲,会是一个比较大的挑战。也需要我们行业里面更多的专家还有更多的行业从业者群策群力,去给出一些相应的解决方案。
最后,我也想介绍一下,做一个简单的广告,我们的项目有非常多,我刚刚只讲了温室气体这一部分,还有像德国以及中国政策的比较,还有非常多的技术方案,以及我们说的全生命周期的方法还有整个温室气体的方法学,在我们网站上都是公开给大家免费分享的。也希望更多人能够了解到比较专业一点的知识,也希望给大家更多的帮助。最后这是我们的网站和公众号,也希望大家能够多多关注我们,共同讨论。谢谢大家!