廈門市生活垃圾處理的溫室氣體排放現狀及“十四五”期末排放情況預測分析

陳夢瑩

（福建省環境保護設計院有限公司，福建 福州 350000）

1 研究背景

隨著人們對生活環境關注度的不斷提升，生活垃圾的處理成為城市環境治理的重點關注領域。通過對廈門市2010～2019年溫室氣體排放增量的分析與研究，發現溫室氣體主要來源已從能源活動逐步過渡到廢棄物處理。因此，城市生活垃圾的科學處置對于碳減排意義重大。近年來，國家相關部門及各城市紛紛加大治理力度，加強對生活垃圾的清運力度。此外，廈門市也制定和出臺了大量的有關生活垃圾處理的法律、法規、行業標準與鼓勵政策，為推動城市生活垃圾處理產業快速有序發展提供了基本的保證。從生活垃圾無害化處理方式來看，目前我國生活垃圾無害化處理的方式主要有四種：資源回收、衛生填埋、焚燒和其他。

2 廈門市城市及生活垃圾現狀

廈門位于福建省東南沿海，地處東經117°53′～118°26′、北緯24°25′～24°54′之間。隔海與金門縣、龍海市相望，陸地與南安市、安溪縣、長泰縣、龍海市接壤。廈門市境域由福建省東南部沿廈門灣的大陸地區和廈門島、鼓浪嶼等島嶼以及廈門灣組成。廈門市具有“東抗臺澎，南連百粵”（清道光《廈門志》）的重要位置，是海陸空交通之樞紐；是福建省對外開放的重要窗口。

2019年，廈門市以習近平新時代中國特色社會主義思想為指引，在市委、市政府的統一領導下，緊緊圍繞“六穩”工作部署，堅定貫徹新發展理念，突出以供給側結構性改革為主線，加快高質量發展落實趕超，經濟運行保持在合理區間，總體呈現出積極活躍的發展態勢。經濟總量上，全年地區生產總值（GDP）5995.04億元，按可比價格計算，比上年增長7.9%。其中，第一產業增加值26.49億元，增長0.7%；第二產業增加值2493.99億元，增長9.7%；第三產業增加值3474.56億元，增長6.6%。三次產業結構為0.4:41.6:58.0。按常住人口計算的人均地區生產總值142739元，折合20691美元。

2019年廈門市常住人口429萬人，常住人口城鎮化率89.2%。“十三五”期間，廈門市生活垃圾清運量呈現逐年遞增的趨勢，與餐廚垃圾收運量增加及人口增長有關，2016年～2019年生活垃圾清運量分別為173.93萬噸、186.40萬噸、189.03萬噸、200.33萬噸，總體增長率均較為平緩。在不計入餐廚垃圾清運量的情況下，人均垃圾清運量呈現減量化的趨勢，2019年人均垃圾清運量為1.19千克/人·日。表1為2010年～2019年廈門市固體廢物污染環境防治情況統計。

表1 廈門市固體廢物污染環境防治信息

截止2020年12月底，島內兩區所有居民小區已全部開展生活垃圾分類，島外逐步推進垃圾分類工作開展。全市共有機關、事業單位1647個，醫院54家，學校1124所，機場、車站、碼頭等大型公共場所13個，星級酒店60家，農貿市場75個，生活小區2363個，行政村147個（轄1175個自然村）已全部推行生活垃圾分類。全市實現城鄉垃圾分類全覆蓋，垃圾分類知曉率100%、參與率90%。

2020年底，廈門市生活垃圾的末端處理主要方式變為焚燒、生物處理和填埋，已有填埋處理能力2200噸/天；目前運行一座日處理能力500噸的餐廚垃圾處理廠，規劃建設一座日處理能力400噸的餐廚垃圾處理廠；目前正在運行的焚燒處理廠總計日處理能力4350噸，目前已規劃建設一座1500噸/天的生活垃圾焚燒廠。屆時廈門市生活垃圾將實現“全焚燒、零填埋”的資源化處理。

根據《廈門市市政園林林業十四五規劃稿》，至2025年，廈門市常住人口規模550萬人；采用人均日產量法、GDP值估算法、產量指標法等方法對廈門市餐廚垃圾量進行預測，預測“十四五”期末餐廚垃圾清運量為800噸/日。綜合總量年均增長率法和人均日垃圾產生量法兩種預測方法，考慮人口增長及經濟發展因素，至2025年全市規劃日垃圾產生量取7500噸。

推廣全社會進行垃圾分類，從源頭進行垃圾減量，是必然趨勢。從垃圾收集、壓縮運輸、處理等方面，系統開展垃圾無害化設施建設工程，提升垃圾廢物利用的比例，促進垃圾資源化的發展，以此才能從源頭、過程和終端三方面，實現垃圾處理的可持續發展。

3 廈門市生活垃圾特征

隨著廈門市經濟發展和人民生活水平的提高，預測生活垃圾成分的變化趨勢為：有機物的比例增長、容重繼續下降、熱值不斷上升、可回收利用物會愈來愈多，更有利于垃圾焚燒處理和資源綜合利用。

廈門市生活垃圾物理成分調查結果如表2

表2 廈門市生活垃圾特征

4 計算方法

本文研究廈門市垃圾最終處置過程產生的溫室氣體排放，廈門市現狀垃圾處置分為垃圾焚燒、餐廚垃圾處置、衛生填埋及資源回收利用，在“十四五”期末將實現零填埋，僅有垃圾焚燒、餐廚垃圾處置及資源回收利用三種。四種處置方法產生溫室氣體的計算方法如下：

4.1 垃圾焚燒溫室氣體排放估算

垃圾焚燒的溫室氣體排放估算方法參考IPCC以及北京市出臺的關于垃圾焚燒的相關標準。生活垃圾焚燒的溫室氣體排放量包括焚燒過程礦物碳焚燒造成的直接碳排放及企業運轉消耗的電、熱引起的碳排放。其中前者來源于垃圾中的礦物碳以及助燃劑燃燒這兩個部分。廈門市焚燒廠主要釆用爐排爐，正常運轉不需要助燃劑，只是在點火的時候需要添加少量化石燃料，因此本文不考慮助燃劑燃燒排放的溫室氣體。后者包括焚燒廠自身運轉消耗的熱力、電力造成的碳排放扣除焚燒熱能發電、供熱的碳排放量[1]。

本文假設焚燒廠發電上網電量是扣除自用的凈發電量，垃圾焚燒溫室氣體排放量計算見公式（1）至（3）[1]。如公式1所示，焚燒凈排放EI由兩部分構成，一是垃圾焚燒造成的直接排放Ei，另一部分則是發電減排量Ee，Ei和Ee分別根據式（2）和（3）進行估算。

其中生活垃圾焚燒發電上網電量ADe與生活垃圾焚燒量MSWi、生活垃圾熱值HVMSW、焚燒廠熱效率ξ和廠用電率ζ有關，計算方法見式（4）：

ξ——焚燒廠熱效率，本文取20%

ζ——焚燒廠自用電率，本文取20%

4.2 垃圾填埋溫室氣體排放估算

本文采用質量平衡法，考慮固定生活垃圾量完全分解所能排放的溫室氣體，計算模型如公式（5）至（8）[11]，

F——填埋氣體中甲烷比例，參考IPCC中的推薦值，取0.5[2]；

Rl——甲烷回收率，參考IPCC中的推薦值，取0[2]；

OX——氧化因子，參考IPCC中的推薦值，取0[2]；

MSWl——垃圾填埋量（t）

DOC——可分解有機碳

DOCf——可降解的有機碳比例，參考IPCC中的推薦值，取0.5[2]；

DOCi——垃圾成分i的可分解有機碳

fi——垃圾成分i的比例

4.3 廚余垃圾堆肥溫室氣體排放估算

廚余垃圾堆肥在厭氧狀態下產生甲烷和氧化亞氮，溫室氣體排放量計算如公式（9）-（11）所示：

4.4 再生資源回收溫室氣體減排估算

再生資源回收利用，可以替代相關產品的生產，從而節約原材料生產所需的能源消耗量，這里溫室氣體減排量計算如公式（12）所示：

5 溫室氣體現狀排放情況及“十四五”期末溫室氣體排放預測情況

由于廈門市垃圾分類的積極推進，至“十四五”期末考慮除廚余垃圾外其他生活垃圾全部焚燒、10%回收、20%回收三種情景。根據以上公式及基礎資料計算得溫室氣體現狀排放情況及“十四五”期末溫室氣體排放預測情況見表3。溫室氣體排放現狀趨勢圖見圖1，歷年單位垃圾溫室氣體排放趨勢見圖2。

表3 溫室氣體現狀排放情況及“十四五”期末溫室氣體排放預測情況

圖1 廈門市溫室氣體排放總量趨勢

圖2 廈門市歷年單位垃圾溫室氣體排放趨勢

6 結論

（1）城市生活垃圾的不同處理方式所產生的溫室氣體排放量差異顯著，單位垃圾排放的溫室氣體量大小順序為：填埋>焚燒>廚余垃圾處理>回收，垃圾分類回收后分別分類處理具有較高的減排潛力，垃圾焚燒較垃圾填埋更具減排潛力。

（2）在不同生活垃圾處理方式中，溫室氣體排放量與填埋處理相關性顯著，隨著填埋量減少，焚燒、廚余垃圾處理及回收有用資源等方式處理比例的增大，單位溫室氣體呈現出逐年下降的趨勢。

（3）廈門市生活垃圾的處理量逐年遞增，由于處理方式的不斷轉變，填埋比例逐漸減少，焚燒、餐廚垃圾處理、回收有用資源等處理方式比例增大，溫室氣體排放總量在經歷2010～2017年逐漸上升之后2017年出現拐點，2018及2019年溫室氣體排放總量逐年下降。

（4）根據2025年三種情景預測分析，由于廈門市城市生活垃圾處理量呈逐年顯著增長的趨勢，若不進行有用資源的回收利用，溫室氣體排放量將再次增加，建議廈門市在開展溫室氣體排放控制過程中，通過積極推進生活垃圾分類，回收有用資源，廚余垃圾單獨處理，促進資源再利用，將極大推進溫室氣體的減排。