碳達峰碳中和視角下中國“無廢城市”建設問題及對策

高晨琦 孫英杰 卞榮星 王亞楠 陳紀宏 張聽雪

(青島理工大學環境與市政工程學院,山東 青島 266003)

“無廢城市”是通過促進形成綠色發展方式和生活方式,不斷推進固體廢物(以下簡稱固廢)源頭減量和資源化利用,將固廢填埋量降到最低程度,并以創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念為引領的城市發展模式[1]。2019年我國在11個地區開展“無廢城市”試點建設工作[2]996,“十四五”期間,全國開展“無廢城市”建設的地級及以上城市將達到100個左右[3]。由溫室效應導致的全球氣候變化和生態環境問題是21世紀人類面臨的主要挑戰之一。作為碳排放大國,中國的碳減排壓力巨大。2020年,我國提出“雙碳”目標,即碳達峰碳中和:力爭到2030年二氧化碳排放達到峰值,2060年實現碳中和。“無廢城市”建設涉及工業、農業、生活源等各個層面節能減排,廢物處理是重要的溫室氣體排放源,其溫室氣體排放量約占全球總量的3.2%[4],若將各固廢處置單元全面與減碳結合,全球碳排放量最多可減少20%[5]。因此,在“雙碳”視角下進行我國“無廢城市”建設對我國生態環境保護意義重大。

1 我國“無廢城市”和“雙碳”戰略實踐進展

1.1 我國“無廢城市”建設實踐進展

2019年,“無廢城市”試點建設在全國開展。2022年,生態環境部發布了“十四五”時期“無廢城市”建設名單,各省也相繼出臺“無廢城市”建設實施方案。截至2020年底,我國“無廢城市”建設從源頭減量、無害化處置、資源化利用3方面出發,共安排固廢利用處置工程項目500余項[2]996。國外“無廢城市”的推進政策與實施措施以“目標導向”為主,我國則是采取了“問題導向”的推進策略[6-7]。我國“無廢城市”建設的核心是調控并優化城市建設發展過程中的物質流動,實現城市內資源、環境、產業、經濟的可持續發展。自“無廢城市”建設開展以來,多市因地制宜、積極探索,構建企業間產業鏈條、產業循環經濟園區,促進工業產廢行業實行清潔綠色發展;完善工業源危險廢物收集體系,加強監管與風險防控,建立區域聯防聯控機制[8];促進垃圾分類,實現相關部門對垃圾分類的監督管理[9];廣泛開展秸稈高效還田工作,推廣種養一體化并建立農業生態循環系統。典型做法與成效如表1所示。

表1 我國“無廢城市”建設典型做法與成效Table 1 The typical method and effect of “zero-waste city” construction in China

1.2 我國“雙碳”實踐進展

全球溫室氣體猛增會對生態環境造成巨大威脅,自《巴黎協定》簽訂以來,世界各國逐步完善相關政策,進行技術創新,力促控制升溫,實現碳中和。英國、法國等發達國家已建立成熟的碳交易體系并完成相關立法,部分國家和地區對實現碳中和目標的承諾年限與進展如表2所示。

表2 部分國家和地區對實現碳中和目標的承諾年限與進展Table 2 Commitment years and progress of some countries and regions to achieve the goal of carbon neutralization

自“雙碳”目標提出,我國“雙碳”“1+N”政策體系初步構建完成,充分發揮減污降碳協同效應。“1+N”中“1”指《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》,“N”則包括《2030年前碳達峰行動方案》以及重點領域和行業保障措施。2021年7月,我國開展了重點行業建設項目碳排放環境影響評價試點,將“碳評”融入“環評”,其中,有7省納入試點范圍,并以鋼鐵、化工和電力等企業為主開展,試點地區與行業名單如表3所示。

表3 開展碳排放環境影響評價試點地區與行業Table 3 National pilot areas and industries to carry out environmental impact assessment of carbon emissions

結合相關理論,實現我國“雙碳”目標可分三步走:2035年前為碳達峰平臺期;2035—2050年為深度脫碳期;2050—2060年為源匯中和期[10]。從實踐的角度出發,其重點在于技術創新(動態的節能減排)[11]。主要技術體系包括但不限于零碳動力系統、低碳/零碳終端能源利用技術、負排放和非二氧化碳溫室氣體減排技術等。在不同階段的工業化進程中,碳排放強度各異,應根據不同階段的工業要求進行技術升級、提高能源效率。

2 “無廢城市”建設協同推進碳減排

收集 Web of Science 2012—2022年與碳減排研究領域相關的文獻,對相關文獻的關鍵詞進行分析發現,碳減排研究主要圍繞二氧化碳排放、城市發展建設、催化劑等3個領域展開。減少二氧化碳排放是碳減排的主要目標;部分催化劑可將溫室氣體循環轉化,實現碳減排;城市發展建設重在產業規劃先行,且要兼顧綠色發展。“無廢城市”建設將產業布局及結構調整與生態環境保護相結合,這與推進城市發展建設、促進碳減排密切相關。

“十四五”時期“無廢城市”建設方案指標體系中含有工業(重點)企業碳排放強度的可選指標,各地推進“無廢城市”建設的同時可助推實現“雙碳”目標。兩者的高度關聯性與協同性還體現在:“無廢城市”建設與推動碳減排工作都是我國生態文明建設的重要組成部分,此外,在“無廢城市”建設中高效利用物質流分析方法,可確定碳足跡、核算碳排放強度。

協同推進 “無廢城市” 建設和“雙碳”目標實現的主要措施包括生活垃圾處理碳減排、一般工業固廢碳減排、農業領域碳減排。

2.1 生活垃圾處理碳減排

生活垃圾處理過程會產生大量溫室氣體,我國多省市基于相關生態理念,從多角度出發大力開展生活垃圾低碳化治理[12]718。

在源頭減量上,強化垃圾分類與回收。促進餐廚垃圾分離、進行干濕垃圾分類回收是減少生活垃圾處理過程中溫室氣體排放和降低生活垃圾處理社會成本的有效方式[13]。提高可回收廢塑料和廢紙的回收率也可大大降低焚燒過程中的溫室氣體排放,對碳減排起到重要作用[14]。

在資源化利用上,主要措施包括:提取垃圾中有機物質用于蚯蚓養殖、打通產業鏈、促進再生資源和廢舊物資回收利用等。其中,餐廚垃圾占城市生活垃圾比重較大,因而要大力發展其資源化利用技術,如餐廚垃圾廢油脂的高值化利用技術、制備飼料蛋白及中鏈脂肪酸技術、制備生物燃料等可再生能源技術等,實現餐廚垃圾最大化的資源化利用[15]。

在最終處置上,我國主要采取堆肥、焚燒和填埋等方式處置生活垃圾。填埋場已成為最重要的人為甲烷排放源[16]。在焚燒技術上,降低垃圾的含水率、提高其熱值、進行機械/生物干燥預處理及采用熱電聯產等措施,均可增大垃圾焚燒過程中的碳減排效益[17]。堆肥可使生活垃圾中的生物質進入生態循環系統,將厭氧發酵產氣用于發電也會促進碳減排[12]719。各地應大力發展垃圾焚燒技術、垃圾堆肥技術,逐步實現原生垃圾零填埋。

2.2 一般工業固廢碳減排

一般工業固廢減量化和資源化是推進“無廢城市”建設的重要舉措,也是落實國家碳減排計劃的重要途徑[18]。電力、鋼鐵和化工行業在生產過程中會排出大量的溫室氣體,這3大行業為減碳的關鍵。

鋼鐵和化工等企業區別于電力行業,其溫室氣體排放不僅包括能源使用環節,生產工藝也會對碳排放產生影響,低碳煉鋼煉鐵技術會大大降低碳排放強度[19]。目前,碳捕集利用與儲存技術是新型化工企業實現碳減排的主要技術,部分地區的煤化工企業已開始運用此技術[20]。

各地應推動行業實施清潔生產、進行綠色改造。鋼鐵行業可優化開發新技術或用清潔能源來逐步替換煤炭、焦炭的使用,以實現在源頭上減少二氧化碳排放及爐渣等廢物產生[21]。電力行業應優化調整能源結構,積極推進綠色清潔的供熱系統建設[22]。化工企業應引入先進清潔生產設備,提高工業固廢處置能力[23],還應充分借助金融工具獲得資金支持實現綠色改造,降低碳排放。

2.3 農業領域碳減排

農業領域碳減排主要包括農業生產過程中化肥、農藥等使用控制以及秸稈、畜禽糞污等農業廢棄物的資源化利用兩部分。

化肥、農藥等大量使用會對土壤和地下水造成不同程度的污染。推進化肥、農藥減量增效是固碳減排、發展綠色農業的重要舉措。其主要內容為:開展生物防控,推廣生物農藥,精準高效施藥,施用有機肥、微生物肥料等綠色新型專用肥料,優化施肥結構,發展水肥一體化技術[24]。

秸稈焚燒會產生二氧化碳等溫室氣體并造成土壤板結,危害生態環境。在“無廢城市”建設與碳減排協同推進方面,推進秸稈回收與利用是重點。具體包括“五料化”利用[25]、發展秸稈青黃貯技術、完善建立秸稈收儲運網絡等。畜禽糞污處置不當會產生甲烷、氧化亞氮等溫室氣體。各地可根據實際情況進行有機肥加工、沼氣利用或推廣使用畜禽糞污發酵膜等[26]。此外,種養循環等生態養殖模式也逐漸成為新的固碳模式。北京市于2019年實施《農業有機廢棄物(畜禽糞便)循環利用項目碳減排量核算指南》(DB11/T 1561—2018),為此類項目碳減排核算提供技術支撐。

3 存在的問題

3.1 頂層設計不完善

我國各“無廢城市”建設實施方案中,雖有少數城市將規劃目標定至2030年及以后,但大多數城市的目標僅限于2025年,且與“雙碳”的協同規劃部署尚不完善。“無廢城市”建設不應該是短期、階段性的,應貫穿到各省市的長期發展中。此外,還缺乏跨領域治理機制。“無廢城市”建設涉及工業固廢(含危廢)、生活源固廢、農業廢棄物、建筑垃圾、海洋廢棄物等多個方面,但多數城市只對某一個或某幾個領域進行單獨規劃。

3.2 技術、市場和金融等激勵措施不足

部分資源化回收利用企業在“無廢城市”建設協同推進碳減排中起關鍵作用,但由于金融、市場等方面激勵機制不足,會在一定程度上降低資源化回收利用企業的積極性。此外,推進固廢源頭減量和資源化利用要借助先進的工程技術,但一些資源化回收利用企業在關鍵技術創新方面有所欠缺,與高校或科研院所的合作不充分。

3.3 指標、評估體系尚未完善

在試行的指標體系中,與碳排放相關的指標只有相關工業(重點)企業的碳排放強度,且為可選指標。推進“無廢城市”建設還要考慮后期效果評估問題,構建“無廢城市”建設評價指標體系關系到綜合評估“無廢城市”的建設成效,而目前我國尚沒有統一、嚴謹、完備的評估體系[27]。

4 對策與建議

(1) 在政策制度、全面監管(參與)上:積極出臺相應政策,完善頂層設計,倡導各地大力開展協同治理。此外,“無廢城市”建設指標體系應結合碳減排情況進行調整,包括但不限于對已有指標的合并、增加碳減排相關指標等。建立科學的指標體系對每年度的建設效果進行評估。各地應強化各部門聯合監管及智慧監管能力提升,充分利用互聯網大數據完善固廢源頭碳減排及碳交易過程監管、構建環境風險監測預警網絡[28]。此外,充分利用融媒體平臺進行“無廢”宣傳和引導,提升公眾參與度,鼓勵垃圾焚燒廠主動開放參觀渠道,避免“鄰避效應”[29]。

(2) 在技術創新層面上:企業要加大科研投入,積極推進以清潔原料為核心的清潔生產模式。加強綜合性人才的引進,與高校、科研院所合作進行技術研發。目前,環境大數據、“互聯網+”等已經逐漸成為環境治理的創新手段,這也為技術創新提供了新的思路[30]。

(3) 在市場、金融層面上:政府要補充完善“無廢城市”建設與碳減排協同推進的財政激勵機制,激發市場主體活力,靈活調整綠色原材料以及資源性產品進出口財稅政策。還可設置專項資金,加大對相關企業及科研機構的財政補貼。與其他商品買賣的市場體系不同,“無廢城市”建設與碳減排協同推進的市場體系需要信息、技術、金融等要素協同,形成循環[31]。