基于CCER方法學的城市生活垃圾厭氧消化和焚燒減排量對比分析

文/鄧 強

習近平主席在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上指出，中國二氧化碳排放力爭于2030 年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現碳中和。根據IPCC（2006）估算，全球溫室氣體排放總量的5%來自于垃圾系統的溫室氣體排放。因此，來自垃圾處理系統的碳減排將為我國2030 年碳達峰、2060 年碳中和做出巨大減排貢獻。現在已有一些文獻從各個角度對不同生活垃圾處理模式的碳排放和碳減排能力做了評估。中國核證減排量（CCER）作為中國碳交易機制的組成部分，提供了完善的基準線及減排計算方法，更適合用作碳減排能力的評價方法。本文基于CCER 的方法學和計算工具，對南寧和呼和浩特的廚余/餐廚垃圾厭氧消化處理廠的碳減排能力進行了測算，并和鄰近的垃圾焚燒項目進行了對比。

一、廚余/餐廚垃圾厭氧消化處理廠案例及項目邊界

案例1：南寧某餐廚廢棄物處理廠改擴建項目，新增規模餐廚垃圾150t/d，廚余垃圾400t/d。年處理垃圾20.08 萬噸，年產沼氣1514.75 萬m3，年發電上網2244.75 萬kWh。

案例2：呼和浩特某餐廚垃圾處理工程，餐廚垃圾處理規模300t/d。年處理垃圾10.95 萬噸，年產沼氣371.94萬m3，沼氣主要用于產蒸汽自用，多余沼氣經火炬燃燒處理。

二、不同項目垃圾碳減排能力匯總與分析

依據《CM-072-V01 多選垃圾處理方式》（第一版）、EB 最新版的計算工具以及兩個項目的可行性研究報告，以10 年作為計入期，選擇沒有LFG 捕獲系統的固體廢物處理廠（SWDS）處理新鮮垃圾作為基準線替代方案，分別計算了項目的基準線排放、項目排放、泄露排放和碳減排量。同時本文摘取了中國自愿減排交易信息平臺上的2 個垃圾焚燒類項目的項目設計文件數據作為對比，結果如下：

圖1 厭氧消化項目的項目邊界（左為南寧項目，右為呼和浩特項目）

表1 不同垃圾處理項目的碳減排量

均折算成為處理每噸垃圾的碳排放量和減排量，結果如下：

表2 不同垃圾處理項目處理每噸垃圾的碳排放量和減排量（kgCO2e）

可以看出，同為廣西的項目，厭氧消化的減排量要優于焚燒項目。而到了呼和浩特，情況發生了逆轉，焚燒項目的碳減排量要優于厭氧消化項目。為了進一步探究造成這種差距的具體原因，我們把各項排放數據逐一分析。

從表3 可以看出，垃圾厭氧消化項目的基準線排放主要由SWDS 構成，而不同氣候條件下的垃圾降解速率大幅影響了SWDS 產生的基準線排放。根據計算工具給出的默認數據，快速降解垃圾的降解速率在北部和溫帶地區干燥環境是0.06，在熱帶地區濕潤環境是0.4，后者是前者的近7 倍，這就導致了廣西項目和內蒙古項目的大幅差距。對于焚燒項目，發電的基準線排放是其整體基準線排放的重要組成部分，因此焚燒項目的基準線排放量受氣候影響相對較小。

表3 不同垃圾處理項目處理每噸垃圾的基準線排放量構成（kgCO2e）

表4 不同垃圾處理項目處理每噸垃圾的項目排放量構成（kgCO2e）

對項目排放一項而言，整體對厭氧消化項目有利。厭氧消化一般無需計算排放廢水管理產生的排放，化石燃料消耗和火炬燃燒產生的排放基本可以忽略，采用先進的厭氧工藝，厭氧消化產生的甲烷排放數值也很小。這主要是得益于微生物活動產生的二氧化碳排放無需計入碳排放。同時也能看出，案例2 碳減排量不如案例4，是因為案例2 有電力消耗產生的碳排放。如果厭氧消化項目產生的沼氣能提供自用的電力，案例2 的噸垃圾處理碳減排量將達到204kgCO2e，與案例4 相當。考慮到案例4 遠高于案例2 的處理量水平，這是完全有可能實現的。所以在能提供自用蒸汽和電力的情況下，北方厭氧消化和焚燒項目的碳減排能力相當，南方厭氧消化項目將在碳減排能力上有優勢。

總結

厭氧消化項目的碳減排量主要得益于SWDS 產生的基準線排放和較低的項目排放水平，受氣候影響大，在熱帶地區或濕潤環境比北部和溫帶地區或干燥環境有更大的碳減排優勢。如果項目產生的沼氣能夠滿足蒸汽和電力自用，項目排水會處于很低的水平，此時北方項目的碳減排能力與焚燒項目相當，南方項目將在碳減排能力上有優勢。焚燒項目因為要考慮燃燒產生的碳排放，相對于厭氧消化而言有不利的一面，發電的基準線排放是其碳減排的重要組成部分，因此受氣候影響較小。