我国近10年城市生活垃圾处置单元温室气体排放时空变化及减排潜能分析

生活垃圾处置单元是重要的温室气体（GHG）排放源,明确其排放变化趋势及特征,是制定生活垃圾单元GHG减排的前提.采用IPCC清单模型,对中国2010~2020年城市生活垃圾（MSW）处置单元的GHG排放进行了估算.结果表明,GHG排放量（以CO₂-eq计,下同）从2010年的42.5 Mt增长至2019年的75.3 Mt,2020年降低到72.1 Mt;生活垃圾填埋场是GHG排放的主要来源,随着生活垃圾焚烧比例的增加,焚烧GHG排放占比从2010年的16.5%快速增加到2020年的60.1%;在区域分布上,华东和华南地区是排放量最高的区域,广东、山东、江苏和浙江是最主要的排放省.实行生活垃圾分类,转变生活垃圾处置方式（垃圾填埋向焚烧的转变）,提高填埋场填埋气体（LFG）收集效率,利用生物覆盖功能材料强化覆盖层甲烷（CH₄）氧化效率,是实现固废处置单元GHG减排的主要措施.     

北京市生活垃圾处理的温室气体排放变化分析

文章从城市垃圾处理与节能减排之间关系的角度,分析研究了北京市2001～2007年生活垃圾卫生填埋、堆肥和焚烧发展过程中直接和间接的温室气体排放量变化,结果表明,随着生活垃圾产生量的增加和物理组成的变化,北京市生活垃圾处理引起的温室气体排放急剧增多,总排放量从2001年约363万tCO2当量增加到2007年1157万t左右。目前卫生填埋、堆肥和焚烧三种方法每处理1t垃圾的单位排放量分别为2.1t、0.4t和2.0tCO2当量。虽然堆肥具有相对低的单位排放量,但由于市场等方面的原因,堆肥在北京生活垃圾处理中的比重并不大,2007年处理的垃圾量不到无害化总处理量的7%。2007年填埋产生CH4总量约48万t,若50%回收利用,其发热量相当于约40万t管道煤气,具有很大的节能减排潜力。焚烧垃圾进行供热或发电的技术在国内外正蓬勃发展,也是节能减排的有效途径。而加强垃圾回收与分类是从源头减少垃圾,实现节能减排的最好方法。     

垃圾热化学转化利用过程中碳排放的两种计算方法

为了明确城市生活垃圾焚烧和热解两种热化学方式处理过程中温室气体的排放量(简称"碳排放"或GHG),分别采用生命周期评价方法(LCA)和政府间气候变化专门委员会(IPCC)制定的2006国家温室气体排放清单指南(简称"IPCC2006指南")进行了核算,并计算了两种垃圾热化学处理方式相对于填埋处理的GHG减排量.结果表明,两种核算方法计算所得的不同垃圾处理方式的碳排放趋势基本一致,但基于IPCC2006指南计算出的GHG减排量高于LCA方法的计算结果.相对填埋处理而言,焚烧处理的GHG减排量从LCA法的597～660kg(以CO2当量计,下同)提高到IPCC2006指南法的648～747kg;垃圾热解发电的GHG减排量从LCA法的535kg提高到IPCC2006指南法的589kg.同时,对这两种核算方法的特点及在我国的适用性进行了分析,研究认为LCA法和IPCC2006指南可以结合使用以促进我国GHG核算机制的完善.     

杭州市城市生活垃圾处理主要温室气体及VOCs排放特征

为了解城市生活垃圾处理过程中主要温室气体及VOCs排放的变化特征,基于《2006年IPCC国家温室气体清单指南》《浙江省市县温室气体清单编制指南》和《大气挥发性有机物源排放清单编制技术指南》推荐的方法,估算了2005-2016年杭州市生活垃圾处理主要温室气体及VOCs排放量.结果表明:2005-2016年杭州市生活垃圾处理过程中温室气体排放占绝对主导地位,VOCs排放只占极少一部分.杭州市生活垃圾处理主要温室气体和VOCs排放量总体上呈上升趋势,与2005年相比,2016年杭州市生活垃圾处理主要温室气体排放量增长了68.8%,VOCs排放量增长了134.0%.从生活垃圾处理方式来看,杭州市生活垃圾填埋处理的温室气体排放量远高于焚烧处理方式,但填埋处理的VOCs排放量却低于焚烧处理方式（2007年和2008年除外）.杭州市生活垃圾填埋处理和焚烧处理的温室气体排放强度分别为0.72~0.86、0.18~0.23.从排放贡献和排放强度来看,采用填埋处理方式有利于减少垃圾处理过程中VOCs的排放,而采用焚烧处理方式更有利于温室气体的减排.随着人均生活垃圾产生量的上升,无论是温室气体还是VOCs,杭州市人均垃圾处理排放量总体呈现稳步上升的态势.研究显示,深入垃圾分类回收、控制人均生活垃圾产生量、优化垃圾焚烧处理方式,可以实现生活垃圾处理主要温室气体和VOCs的协同减排.      

生活垃圾填埋场春夏季CH4释放及影响因素

采用静态箱法监测了2个生活垃圾填埋场春、夏季及昼夜的CH₄释放通量,并分析了影响CH₄释放的相关因素. 结果表明:填埋气体(LFG)主动收集对填埋场CH₄释放的影响显著. 在填埋龄相近的条件(4.0～4.5年)下,无LFG主动收集的填埋场春、夏季CH₄的释放通量(以CH₄计)平均值〔(541±1　005) mg/(m2·h)〕比有LFG主动收集的填埋场提高4.4倍. 在有LFG主动收集的填埋场内,填埋龄为1.0～1.5年的非渗滤液灌溉区的CH₄释放通量均值〔(324±847)mg/(m2·h)〕为灌溉区的10.0倍左右. 在有LFG主动收集的填埋场内,CH₄释放通量与各环境因子间无显著相关;而在无LFG主动收集的填埋场内,CH₄释放通量分别与覆土温度和气温呈显著正相关,与大气压强呈显著负相关.相关性分析结果表明,CH₄释放通量与填埋场覆土中含水率,w(有机碳)和w(总氮)呈显著正相关.      

我国城市固体废物处理情况及温室气体减排启示

对我国城市固体废物(MSW)清运量、无害化处理量、卫生填埋量和场所、焚烧量和堆肥量的变化进行了趋势分析、相关性分析以及时空分布分析;并且对联合国气候变化框架公约(UNFCCC)官方网站公布的《京都议定书》中附件1国家温室气体的排放数据进行了统计分析. 结果表明:我国城市固体废物清运量和卫生填埋量很大并逐年增加;城市固体废物卫生填埋处理厌氧消化产生的温室气体随着填埋量以及标准卫生填埋场所的变化而变化;从发达国家各领域的温室气体排放情况来看,废物领域的减排潜力很大,尤其是城市固体废物卫生填埋处理,这对我国开展城市固体废物卫生填埋处理温室气体减排有一定启示.      

Increasing the application of gas engines to decrease China’s GHG emissions

This paper employs a review of the technical literature to estimate the potential decrease in greenhouse gas (GHG) emissions that could be achieved by increasing the application of gas engines in China in three sectors: urban public transport vehicle; shipping; and thermal power plants. China’s gas engine development strategies and three types of gas resource are discussed in the study, which indicates that gas engines could decrease GHG emissions by 520 megatonnes (Mt) of carbon dioxide equivalent (CO_2e) by 2020. This would account for 9.7 % of the government’s target for decreasing GHG emissions and is dominated by methane recovery from the use of coal mine gas (CMG) and landfill gas (LFG) for power generation. In the public urban transport vehicle and shipping sectors the low price of natural gas and the increasing demand for the control of harmful emissions could spur the rapid uptake of gas engine vehicles. However, the development of CMG- and LFG-fuelled power plants has been limited by the unwillingness of local enterprises to invest in high-performance gas engine generators and the associated infrastructure. Therefore, further compulsory policies that promote CMG use and LFG recovery should be implemented. Moreover, strict regulations on limiting methane leakage during the production and distribution of gas fuels are urgently needed in China to prevent leakage causing GHG emissions and largely negating the climate benefits of fuel substitution. Strategies for increasing the application of gas engines, promoting gas resources and recovering methane in China are instrumental in global GHG mitigation strategies.     

城市废弃物处理温室气体排放研究:以厦门市为例

城市废弃物处理是城市人为活动产生温室气体的来源之一.参考IPCC国家温室气体清单指南2006推荐的方法建立了厦门市废弃物处理的温室气体排放计算模型,对厦门市2005～2010年废弃物处理的温室气体排放情况进行了估算,包括固体废弃物填埋、焚烧以及污水处理等过程.结果表明,2005年温室气体总排放量折合二氧化碳当量(CO2e)为406.3 kt,2010年温室气体总排放量(以CO2e计)达到704.6 kt,随着废水处理工艺的提高和城市生活垃圾量的迅速增长,主要排放源由废水处理转变为固体废弃物填埋.2005年填埋产生的温室气体排放占固体废弃物处理排放量的90%左右,2010年所占比例下降到75%.厦门市废水处理温室气体排放量2007年最高,以CO2e计达到325.5 kt,化学原料及化学品制造业从2005～2010年一直是厦门市CH4排放量最高的产业,占工业废水处理CH4排放总量的55%以上.     

垃圾填埋气制汽车燃料气的主要环境影响分析

文章从垃圾填埋气的危害、垃圾填埋气制汽车燃料气的环境影响、压缩垃圾填埋气代替燃油的环境影响等方面进行了具体分析。提出垃圾填埋气制汽车燃料气既降低了垃圾卫生填埋场的安全隐患,减少包括温室气体在内的大气污染物排放量,又可代替不可再生能源,降低汽车尾气的污染程度,环境效益显著。     

垃圾分类对碳减排的影响分析：以青岛市为例

城市生活垃圾(MSW)处理单元是重要的温室气体排放源,垃圾分类可以实现垃圾减量化和提高资源化利用率,但对于温室气体减排的影响还鲜见报道.以青岛市内4区为研究对象,基于生命周期评价方法,研究了垃圾分类前后不同生活垃圾处置模式下的温室气体排放情况.结果表明,垃圾分类可以显著降低处置全过程中的温室气体排放,模式1(混合收集+填埋)、模式2(混合收集+焚烧)、模式3(垃圾分类+厨余垃圾厌氧消化和其他焚烧)和模式4(垃圾分类+厨余垃圾厌氧消化、可回收垃圾资源化和其他焚烧)垃圾处理全过程净碳排放量(以CO₂/MSW计)分别为686.39、-130.12、-61.88和-230.17 kg·t^-1.提高厨余垃圾回收效率并不能显著降低碳排放.随着垃圾回收效率的提高,碳减排量呈线性增加,可回收垃圾回收效率每提高10%,其净碳排放量降低26.6%(16.5 kg·t^-1).适度分离餐厨垃圾、提高可回收垃圾回收效率和降低厨余垃圾厌氧消化沼气泄漏率是目前减少生活垃圾温室气体排放和社会成本的可行策略.     

深圳过桥窝垃圾填埋场填埋气体产量研究

结合垃圾成分、填埋量等因素,利用IPCC产气模型对深圳过桥窝垃圾填埋场封场后一段时期的产气情况进行了预测,将现场气体测试的结果与之进行比较,得出该填埋场气体不适合收集利用以及垃圾中厨余含量高、降解周期短的结论.     

我国生活垃圾焚烧发电过程中温室气体排放及影响因素 ——以上海某城市生活垃圾焚烧发电厂为例

以上海某城市生活垃圾焚烧发电厂为例,采用上游-操作-下游(UOD)表格法,分析了生活垃圾焚烧发电过程中不同环节的温室气体排放贡献,及影响其排放的主要因素.结果表明,目前我国生活垃圾焚烧发电过程是温室气体排放源,以吨垃圾净CO2排放量计,达166~212kg.生活垃圾中自含化石碳对温室气体排放的贡献最大,CO2排放量为257kg/t;因焚烧发电上网而获得的净减排量为120kg/t;垃圾收运、辅助物料消耗及焚烧灰渣处理等引起的排放量总计为27~45kg/t.生活垃圾沥出渗滤液后续处理过程的温室气体排放量为7.7kg/t.节省焚烧过程辅助物料使用和改变焚烧灰渣处置方式能够减少温室气体排放量,但是减排效果有限.我国各地区电能基准线排放因子存在差异,对焚烧过程温室气体排放的影响为0~13%.降低生活垃圾含水率、提高垃圾可发电量是我国生活垃圾焚烧发电过程温室气体排放源汇转换的关键途径.     

渗滤液循环对填埋气体产生量影响的实验研究

以上海市生活垃圾组成为依据,通过填埋模拟柱实验研究了不同渗滤液循环方式对新鲜垃圾填埋层填埋气体(LFG)产生的影响.渗滤液循环方式包括:原液循环、厌氧预处理后循环、好氧预处理后循环、原液与陈垃圾柱出水混合后循环.结果表明,原液循环抑制了甲烷化进程,产气速率小,产气期分散.渗滤液经适当预处理后循环均能改善LFG的各项气量指标,表现为产气速率显著提高、产气期集中(本实验条件下约1a);Qt(实际累积产气量)增加,Q有效 Qt值(甲烷浓度大于50%的填埋气体量与实际累积产气量的比值)大于0 80,Qt Qp值(实际累积产气量与计算总产气量的比值)大于0 4.但渗滤液经不同预处理后循环对LFG各项气量指标的优化效果不同,排序为厌氧预处理后循环>原液与陈垃圾柱出水混合后循环>好氧预处理后循环.优化LFG各项气量指标的关键是:①缩短填埋层进入稳定的甲烷化阶段的时间;②减少垃圾中有机物的场外去除量.而渗滤液的预处理程度和方式对这两个因素有直接影响.     

基于双层规划模型的城市固体废物管理系统优化研究

采用变权重组合模型和情景分析法,对北京市的城市固体废物(MSW)产量进行有效地预测.预测结果表明,北京市垃圾产量增幅不大但处理设施容量存在缺口.在科学预测的基础上,构建以温室气体(GHG)控制为上层目标,系统成本最小化为下层目标的双层规划模型(BLPMGMC).该模型的结果表明,焚烧和堆肥将是北京市MSW的主要处理方式;在3个规划时段内,GHG总排放量达到1.67×106t(以CO2当量计),填埋场的CH4和焚烧厂的N2O是GHG排放的主要贡献者;系统总成本达到7.0×109元,其中,65%的成本来自于焚烧厂和堆肥厂.4种模型结果的对比分析表明,双层规划能提供综合经济和环境因素的管理方案.     

准好氧填埋工艺中通气管径对垃圾填埋气(LFG)影响研究及空气热力学计算

针对我国土地资源有限、垃圾产生量大的特点,准好氧填埋工艺逐渐成为中小型城市治理固体废物污染的首选技术.该工艺中,进入填埋堆体的空气量对垃圾填埋气(LFG)的产生及组分有重要的影响.为了确定准好氧填埋结构中竖直导气管与渗滤液导排主管直径的合理比例,在涿州市生活垃圾处理场建立了中试装置进行模拟准好氧填埋试验,并设置了直径分...     

我国城市生活垃圾填埋处理CH4排放关键因子

CH₄是大气中主要的温室气体之一,研究我国城市生活垃圾填埋处理CH₄排放关键因子对于准确估算CH₄排放量具有重要意义. 在综合分析我国城市生活垃圾填埋处理场在不同历史发展阶段的处理技术类型、管理方式、垃圾成分和理化特性的基础上,结合北京阿苏卫垃圾填埋场对不同深度(至填埋层下18 m)钻井提取的12组垃圾样品数据,借鉴《2006年IPCC国家温室气体清单指南》推荐的CH₄排放关键因子,确定了MCF(CH₄修正因子)、DOC(可降解有机碳质量分数,下同)、t_1/2(半衰期)和k(CH₄产生率). 结果表明:MCF在不同历史阶段表现出鲜明的时间特征,1978年前、1979—1990年、1991—2000年、2001—2005年和2006—2011年5个阶段的MCF分别为0.40、0.60、0.75、0.92和0.96;我国南、北方城市生活垃圾DOC随时间变化均呈增加趋势,1959—1990年、1991—2000年和2001—2011年3个阶段的DOC分别为9.34%、15.22%和15.05%;我国城市生活垃圾t_1/2为2.30 a,k为0.30 a-1.      

城市生活垃圾填埋场气体的产生、控制及利用综述

对城市生活垃圾填埋场气体的产生、控制及利用进行了较为系统的综述分析，描述了填埋场气体的组成、性质及产生过程，分析了影响填埋场气体产生的因素，概括了填埋场气体控制手段和管理利用方式。     

城市生活垃圾处理全过程的低碳模式优化研究

生活垃圾处理过程中的温室气体排放是重要的人为碳排放源.本文提出一种基于城市生活垃圾处理全过程的低碳模式制定方法,通过对不同垃圾末端处理工艺的资源与能源消耗,温室气体排放潜值与资源化率的评价,进行处理情景设计与分析,识别出生活垃圾处理低碳发展的调控措施,并结合约束条件下的定量优化,得到生活垃圾低碳优化处理模式.最后,以北京市为案例点,针对主要调控因子设计不同无害化处理比例的3种情景并开展以上3方面评价.结果表明,垃圾低碳优化处理的措施为降低填埋比例,同时提高堆肥和焚烧比例;垃圾低碳优化处理模式为填埋、焚烧与堆肥的利用比例是23%:25%:52%.     

Quantifying and managing regional greenhouse gas emissions：Waste sector of Daejeon, Korea

A credible accounting of national and regional inventories for the greenhouse gas （GHG） reduction has emerged as one of the most significant current discussions. This article assessed the regional GHG emissions by three categories of the waste sector in Daejeon Metropolitan City （DMC）, Korea, examined the potential for DMC to reduce GHG emission, and discussed the methodology modified from Intergovernmental Panel on Climate Change and Korea national guidelines. During the last five years, DMC＇s overall GHG emissions were 239 thousand tons C02 eq./year from eleven public environmental infrastructure facilities, with a population of 1.52 million. Of the three categories, solid waste treatment/disposal contributes 68%, whilst wastewater treatment and others contribute 22% and 10% respectively. Among GHG unit emissions per ton of waste treatment, the biggest contributor was waste incineration of 694 kg CO2 eq./ton, followed by waste disposal of 483 kg CO2 eq./ton, biological treatment of solid waste of 209 kg CO2 eq./ton, wastewater treatment of 0.241 kg CO2 eq./m3, and public water supplies of 0.067 kg CO2 eq./m3. Furthermore, it is suggested that the potential in reducing GHG emissions from landfill process can be as high as 47.5% by increasing landfill gas recovery up to 50%. Therefore, it is apparent that reduction strategies for the main contributors of GHG emissions should take precedence over minor contributors and lead to the best practice for managing GHGs abatement.     

生活垃圾处理的碳排放和减排策略

利用质量平衡模型,在核算生活垃圾处理技术碳排放的基础上,通过低碳化程度评价方法,建立了面向不同层次需求的生活垃圾低碳化策略.研究结果表明,餐厨垃圾产沼利用、生活垃圾填埋气收集利用和焚烧发电的低碳化程度最高,分别为93.7%、75.3%和71.0%.在不具备上述处理条件的地区,可以采用准好氧填埋,或在填埋之前进行好氧稳定预处理实现碳减排,其低碳化程度分别为61.8%和56.7%.根据目前生活垃圾的处理情况,估算我国每年生活垃圾处理过程将形成甲烷排放超过600万t,总碳排放约1.5亿t;而通过实施低碳化处理策略,2015年甲烷排放可减少至约500万t,总碳排放减少至1.3亿t.