污水處理廠碳排放核算方法的標(biāo)準(zhǔn)研究與修正建議

鄭凱遠(yuǎn)，陳 紅，繩 俊，蔡冬清，1b，2，薛 罡，曾可佳，于 鑫，葉沁輝

(1. 東華大學(xué)a.環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,b.土壤修復(fù)與固廢資源化研究所, 上海;2. 上海污染控制與生態(tài)安全研究院, 上海)

據(jù)國(guó)際能源署(IEA)最新報(bào)告統(tǒng)計(jì),2021年全球和中國(guó)與能源相關(guān)的CO2排放量分別達(dá)363億t與119億t,創(chuàng)歷史新高[1]。我國(guó)為實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo),各行業(yè)不斷開展碳核算以摸清行業(yè)碳排放情況。據(jù)our world in data統(tǒng)計(jì),我國(guó)碳排放前五的行業(yè)分別是電力及熱力、制造業(yè)與建筑業(yè)、工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè),以及農(nóng)業(yè)[2]。近幾年我國(guó)對(duì)于高碳排行業(yè)的碳核算與減排措施已取得顯著成效。廢棄物處置行業(yè)屬于前十大碳排放行業(yè)之一,產(chǎn)生的碳排放達(dá)到1.86億t CO2當(dāng)量(CO2e),產(chǎn)生的CH4排放量甚至排至我國(guó)行業(yè)CH4排放量的前3位[2]。其中,污水處理屬于廢棄物處置行業(yè)的重要組成部分。閆旭等[3]基于污染物削減量的排放因子法,計(jì)算出2014年我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠溫室氣體(greenhouse gas,GHG)排放總量(以CO2e計(jì))為 734.86 萬(wàn)t。為實(shí)現(xiàn)“3060雙碳”目標(biāo),生態(tài)環(huán)境部等多部門于2022年6月印發(fā)的《減污降碳協(xié)同增效實(shí)施方案》明確提出“開展城鎮(zhèn)污水處理和資源化利用碳排放測(cè)算,優(yōu)化污水處理設(shè)施能耗和碳排放管理”,為此需理清污水處理廠現(xiàn)有碳排源并核算排放量,明確污水處理廠中的碳排放管理與減排重點(diǎn)。

目前,直接與污水處理廠碳排放核算相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)或方法僅能參考《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物去除協(xié)同控制溫室氣體核算技術(shù)指南(試行)》[4](以下簡(jiǎn)稱《技術(shù)指南》),該指南于2018年發(fā)布,早于我國(guó)“3060雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的確立時(shí)間,對(duì)污水處理廠GHG排放源的識(shí)別較粗略。2022年10月,中國(guó)城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)發(fā)布了《城鎮(zhèn)水務(wù)系統(tǒng)碳核算與減排路徑技術(shù)指南》[5](以下簡(jiǎn)稱《水務(wù)系統(tǒng)技術(shù)指南》),為促進(jìn)城鎮(zhèn)水務(wù)行業(yè)形成碳排放量認(rèn)知與共識(shí),找準(zhǔn)碳減排著力點(diǎn)。針對(duì)城鎮(zhèn)水務(wù)系統(tǒng)中給水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)、再生水系統(tǒng)和雨水系統(tǒng)4個(gè)子系統(tǒng),《水務(wù)系統(tǒng)技術(shù)指南》理清了每個(gè)系統(tǒng)的核算邊界與方法,分析梳理了碳減排路徑與策略,是一個(gè)針對(duì)水務(wù)系統(tǒng)的核算指南。為聚焦核算污水系統(tǒng)中污水處理廠的碳排放水平,本文通過(guò)研究國(guó)內(nèi)外與碳排放核算相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)算方法,基于《技術(shù)指南》,并結(jié)合污水處理廠的排放特點(diǎn),對(duì)污水處理廠碳排放的核算邊界、核算對(duì)象、排放源、計(jì)算方法等提出適用于我國(guó)污水處理廠碳排放核算的修正建議,以期為污水處理行業(yè)科學(xué)精準(zhǔn)核算碳排放量提供建議與參考。

1 標(biāo)準(zhǔn)研究

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有與碳排放計(jì)算相關(guān)的指南、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范主要包含：①我國(guó)的《技術(shù)指南》;②聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)的《IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》(包括2019年增補(bǔ)版)[6-7](以下簡(jiǎn)稱《IPCC清單指南》);③我國(guó)發(fā)展改革委發(fā)布的《省級(jí)溫室氣體清單編制指南(試行)》[8](以下簡(jiǎn)稱《省級(jí)清單指南》);④我國(guó)發(fā)布的GB/T 32150—2015《工業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算和報(bào)告通則》[9](以下簡(jiǎn)稱《工業(yè)企業(yè)核算通則》);⑤世界資源研究所與世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會(huì)開發(fā)的《溫室氣體核算體系：企業(yè)核算與報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)》(GHGprotocol—ACorporateAccountingandReportingStandard)[10](以下簡(jiǎn)稱《企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》);⑥國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)發(fā)布的ISO 14064—1∶2018《組織層面溫室氣體排放與清除量化及報(bào)告規(guī)范》[11];⑦英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(BSI)制定的PAS 2050∶2011SpecificationfortheAssessmentoftheLifeCycleGreenhouseGasEmissionsofGoodsandServices《商品和服務(wù)在生命周期內(nèi)的溫室氣體排放評(píng)價(jià)規(guī)范》[12]。其中,前3項(xiàng)指南或標(biāo)準(zhǔn)有與污水處理過(guò)程直接相關(guān)的碳排放說(shuō)明,后4項(xiàng)與污水處理過(guò)程雖無(wú)直接關(guān)系,但相關(guān)方法可借鑒。下文將對(duì)各標(biāo)準(zhǔn)或指南中的核算邊界、核算內(nèi)容、排放過(guò)程、排放源,以及碳減排、碳補(bǔ)償過(guò)程進(jìn)行梳理與分析,最終對(duì)《技術(shù)指南》中污水處理廠碳核算方法提出修正建議。

1.1 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物去除協(xié)同控制溫室氣體核算技術(shù)指南(試行)》

《技術(shù)指南》于2018年頒布,根據(jù)從屬地原則,以企業(yè)法人或獨(dú)立核算的城鎮(zhèn)污水廠為邊界,通過(guò)直接碳排放、間接碳排放以及碳減排(碳補(bǔ)償)對(duì)污水污泥處理過(guò)程中的GHG排放進(jìn)行計(jì)算。

《技術(shù)指南》中GHG直接排放主要考慮污水COD(chemical oxygen demand)去除及污泥處理過(guò)程產(chǎn)生的CH4,以及污水總氮(total nitrogen,TN)去除過(guò)程產(chǎn)生的N2O。在本標(biāo)準(zhǔn)中,由于核算對(duì)象為城鎮(zhèn)污水廠,生活污水所占比例較大,所有被降解的COD均被視為生源性碳,產(chǎn)生的CO2不計(jì)入直接碳排放。然而,現(xiàn)有很多城鎮(zhèn)污水廠進(jìn)水中,一半為工業(yè)廢水,存在來(lái)源為石油化工合成的有機(jī)物,即污水中含有一定濃度的化石碳(fossil carbon,FC)。Tseng等[13]發(fā)現(xiàn),污水廠進(jìn)水中FC的比例高達(dá)28%,這部分FC在污水處理過(guò)程中將會(huì)分解轉(zhuǎn)化為化石性CO2(fossil carbon dioxide,FCO2)[14];工業(yè)廢水處理廠進(jìn)水中FC占比較高,其分解釋放的FCO2更不能忽略,因此,若FCO2不納入核算,可能引起GHG核算結(jié)果偏低。

對(duì)于污水處理過(guò)程中CH4與N2O的排放量,該指南采用IPCC推薦的固定排放系數(shù)進(jìn)行計(jì)算,而研究[15-16]發(fā)現(xiàn),不同污水處理工藝及運(yùn)行情況,以及溫室氣體排放程度存在明顯區(qū)別,例如序批式活性污泥法工藝(sequencing batch reactor activated sludge process,SBR)由于其間歇式運(yùn)行的工藝特點(diǎn),會(huì)產(chǎn)生比厭氧-缺氧-好氧工藝更多的N2O排放[17]。污水處理廠好氧處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)或運(yùn)營(yíng)管理不當(dāng)時(shí),會(huì)導(dǎo)致較高含量的CH4產(chǎn)生。

《技術(shù)指南》中GHG間接排放主要考慮污水處理設(shè)備消耗的電力在制備時(shí)引起的CO2排放。然而,污水處理廠除電力的輸入以外,還有為維持污水處理廠正常運(yùn)行所需的其他物質(zhì)與能源的輸入,如污水處理過(guò)程中投加的脫氮碳源、混凝劑、助凝劑、消毒劑等藥劑[18],以及蒸汽、余熱等形式的多元能源輸入[19],這些物質(zhì)及能源的消耗亦會(huì)產(chǎn)生間接碳排放,但該指南中暫未考慮。

此外,《技術(shù)指南》中將污水處理中產(chǎn)生的CH4回收,折算為CO2e,視為碳減排,而污泥處理的CH4僅考慮排放,未考慮回收。污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)CH4的資源化方式有較廣泛的應(yīng)用,奧地利的Strass污水處理廠利用剩余污泥與廠外廚余垃圾厭氧共消化,實(shí)現(xiàn)了碳中和目標(biāo)[20];德國(guó)的Steinhof污水處理廠通過(guò)污泥與青儲(chǔ)牧草、洋姜綠葉共基質(zhì)厭氧消化產(chǎn)生物氣用于熱電聯(lián)產(chǎn),并通過(guò)鳥糞石工藝回收磷以及余熱再利用發(fā)電等方式實(shí)現(xiàn)碳中和[21],通過(guò)CH4能源回收是實(shí)現(xiàn)以上污水處理廠碳中和的重要途徑。然而,由于我國(guó)普遍采用雨污合流制管網(wǎng)系統(tǒng),導(dǎo)致污泥的無(wú)機(jī)質(zhì)含量高,很多污水處理廠的污泥有機(jī)質(zhì)含量低于50%,厭氧消化產(chǎn)CH4效率受限,制約該技術(shù)在我國(guó)的推廣應(yīng)用[22]。近年來(lái),我國(guó)仍在探索提高厭氧產(chǎn)CH4效率的方法,并且基于污泥特性的其他資源化能源化形式也在不斷創(chuàng)新與應(yīng)用,如以氮肥、磷肥、貴金屬、重金屬、高分子有機(jī)物等物質(zhì)回收與熱能、電能、太陽(yáng)能等能量形式相關(guān)的能量等[23],不同資源化能源化的碳減排效應(yīng)有待補(bǔ)充完善。

目前,污水處理廠主要基于《IPCC清單指南》、污染物降解、模型分析等方法,以及利用實(shí)測(cè)法及排放因子法對(duì)污水處理系統(tǒng)碳排放進(jìn)行核算。楊世琪[24]結(jié)合《IPCC清單指南》對(duì)城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)中的物質(zhì)類排放、能耗類排放、物耗類排放、資源類回收和碳匯類回收進(jìn)行了碳核算與碳平衡研究。閆旭等[3]在研究中國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠溫室氣體排放時(shí)空分布特征時(shí),僅考慮了污染物降解產(chǎn)生的直接排放,電力消耗及藥耗等引起的間接排放未納入計(jì)算。此外,有研究[25-28]利用污水處理廠中污染物降解機(jī)理及碳質(zhì)量平衡原理,結(jié)合排放因子法與模型法,計(jì)算得出污水處理廠碳排放水平,明確不同類別的碳排放量在總排放量中的占比。可見(jiàn),不同學(xué)者對(duì)污水處理廠碳排放核算方法有不同的認(rèn)識(shí),排放邊界、排放源、排放過(guò)程的識(shí)別均有所不同。因此,有必要對(duì)現(xiàn)核算標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步完善,盡可能真實(shí)反映污水處理廠的真實(shí)排放水平,且核算方法的標(biāo)準(zhǔn)化,也有利于污水廠排放量的比較,以及科學(xué)評(píng)估減排效果。

1.2 污水處理相關(guān)的碳排放核算指南研究

對(duì)污水處理相關(guān)的碳排放核算指南進(jìn)行研究,旨在更加充分地識(shí)別污水處理及其相關(guān)環(huán)節(jié)中的直接或間接GHG排放過(guò)程,了解相關(guān)的GHG核算方法,綜合考慮借鑒以更科學(xué)地修正污水處理廠碳排放核算方法。

與污水處理過(guò)程相關(guān)的GHG核算指南為《IPCC清單指南》與《省級(jí)清單指南》,這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是區(qū)域性碳排放核算指南,其中污水及其廢棄物相關(guān)的碳排放環(huán)節(jié),主要包括污水從產(chǎn)生到最終排放到環(huán)境的全過(guò)程,即污水管網(wǎng)傳輸、污水處理、污水/凈水排放到自然水體,以及處理過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物在污水處理廠內(nèi)與廠外處置過(guò)程。對(duì)于碳排放的量化,主要采用排放因子法,即通過(guò)收集的活動(dòng)數(shù)據(jù)與相應(yīng)碳排放環(huán)節(jié)的碳排放系數(shù)相乘,最終得出碳排放量。

污水在收集或輸送過(guò)程,管道類型、水力條件影響GHG排放,在一些發(fā)展中國(guó)家和某些發(fā)達(dá)國(guó)家的城市地區(qū),下水道系統(tǒng)是由露天渠道、排水溝構(gòu)成的。當(dāng)溝渠內(nèi)的污水在太陽(yáng)輻照下溫度升高時(shí),尤其是在溫帶及熱帶地區(qū),污水流動(dòng)緩慢甚至停滯,會(huì)造成厭氧條件釋放CH4,這成為CH4的重要來(lái)源;在封閉的管網(wǎng)中,污水處于停滯狀態(tài)或處在緩慢流動(dòng)的水力條件,此時(shí)下水道管網(wǎng)中產(chǎn)生的溶解性CH4與N2O可能會(huì)從就近的管道跌水井以及污水處理過(guò)程的預(yù)處理段或好氧段釋放出來(lái);在快速流動(dòng)、潔凈的下水道中,CH4與N2O的產(chǎn)生及釋放可以忽略。我國(guó)的排水管網(wǎng)以地下管道雨污合流制建設(shè)為主,管道污水流速慢,污染物沉積現(xiàn)象明顯,GHG的產(chǎn)生與釋放顯著[29-30]。因此,在計(jì)算污水處理廠的碳排放時(shí),考慮污水輸送過(guò)程引起的GHG排放值得借鑒。

污水處理過(guò)程主要在厭氧及缺氧處理環(huán)節(jié)產(chǎn)生CH4與N2O,IPCC將其納入核算清單,而污水處理環(huán)節(jié)產(chǎn)生的CO2,IPCC主要將其歸至生源性碳排放,不納入報(bào)告清單。但考慮到污水中FC的存在,《IPCC清單指南》在2019年進(jìn)行修訂增補(bǔ)時(shí),建議將污水中FCO2納入報(bào)告清單。

污水處理廠的出水可能影響自然水體CH4、N2O的產(chǎn)生或釋放。《IPCC清單指南》指出,大部分水生環(huán)境呈現(xiàn)CH4的過(guò)飽和狀態(tài)和富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài),污水處理廠出水排放的BOD5通常為5～25 mg/L,這可能成為自然環(huán)境中產(chǎn)生CH4的底物,排放的TN可能會(huì)在富營(yíng)養(yǎng)化的水體中產(chǎn)生N2O并釋放出來(lái),因此對(duì)不同水質(zhì)狀況的排放水體,賦予不同的排放因子。若排放至富營(yíng)養(yǎng)化或缺氧湖泊、河口和河流,或出現(xiàn)水流停滯的水體,環(huán)境水體每去除1 kg N時(shí),排放0.004 1～0.091 0 kg N2O,即排放因子取0.004 1～0.091 0,而排至貧營(yíng)養(yǎng)水體,排放因子取較低值(0.000 5～0.075)。我國(guó)城鎮(zhèn)污水廠普遍執(zhí)行GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》,一級(jí)(A)的排放限值BOD5為10 mg/L,TN為15 mg/L,排放至環(huán)境水體尤其是較封閉的水域后,GHG的排放貢獻(xiàn)有待補(bǔ)充考慮。

污水處理過(guò)程產(chǎn)生的污泥分為現(xiàn)場(chǎng)處置與廠外處置兩個(gè)部分。為了避免區(qū)域內(nèi)的重復(fù)計(jì)算,IPCC將現(xiàn)場(chǎng)處置部分與廠外處置部分的碳排放分開報(bào)告。現(xiàn)場(chǎng)處置方式包括污泥的脫水、調(diào)節(jié)、消化、堆肥等過(guò)程,其中污泥厭氧消化會(huì)產(chǎn)生較多的CH4。污泥的廠外處置包括焚燒、填埋或土地利用等,也會(huì)產(chǎn)生CH4、N2O和CO2[31]。因此,對(duì)于污泥處理部分產(chǎn)生的排放,應(yīng)當(dāng)考慮污泥現(xiàn)場(chǎng)處置過(guò)程、廠外不同處置過(guò)程中的排放。

《省級(jí)清單指南》由國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳發(fā)布,用以加強(qiáng)我國(guó)省級(jí)溫室氣體清單編制能力。其主要參考了《IPCC清單指南》推薦的溫室氣體核算方法,并結(jié)合我國(guó)相關(guān)工農(nóng)業(yè)等行業(yè)內(nèi)的工藝現(xiàn)狀及其碳排放情況,提出了更適合我國(guó)使用的碳排放核算方法及相關(guān)排放因子,其關(guān)于廢水處置部分的核算方法與《IPCC清單指南》基本一致,此處不再贅述。

對(duì)于碳減排過(guò)程,《IPCC清單指南》與《省級(jí)清單指南》是基于國(guó)家和省級(jí)區(qū)域?qū)用娴臏厥覛怏w核算指南,其將區(qū)域內(nèi)的碳排放區(qū)分為不同部門后,再對(duì)其中的直接碳排放行為進(jìn)行分析。對(duì)于污水處置中存在的碳減排行為,這兩項(xiàng)指南只考慮了將污水處理過(guò)程及污泥處理中產(chǎn)生的CH4進(jìn)行回收時(shí)所形成的碳減排部分。而污水處理廠在實(shí)際運(yùn)行中,往往涉及多部門間的能源與物質(zhì)關(guān)系,因此對(duì)于污水處理廠形成多元化能源或資源產(chǎn)品時(shí),應(yīng)當(dāng)對(duì)其貢獻(xiàn)的間接碳減排量進(jìn)行考慮。

1.3 企業(yè)/組織/產(chǎn)品的碳排放核算指南研究

1.3.1 碳排放環(huán)節(jié)分析

不同于區(qū)域性的碳核算指南,企業(yè)/組織/產(chǎn)品的碳排放核算標(biāo)準(zhǔn)或指南是將污水處理廠視為生產(chǎn)出水及其他副產(chǎn)品的一個(gè)完整組織,對(duì)其中因生產(chǎn)關(guān)系而產(chǎn)生的碳排放環(huán)節(jié)與相關(guān)排放源進(jìn)行識(shí)別,能夠更好地分析出污水處理廠因處理需求而產(chǎn)生的碳排放。與企業(yè)/組織/產(chǎn)品相關(guān)的溫室氣體核算標(biāo)準(zhǔn)或指南主要是《工業(yè)企業(yè)核算通則》、《企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》、ISO 14064—1∶2018《組織層面上對(duì)溫室氣體排放和清除的量化和報(bào)告的規(guī)范及指南》及PAS 2050∶2011《產(chǎn)品與服務(wù)生命周期溫室氣體排放的評(píng)價(jià)規(guī)范》,其核算邊界主要為存在碳核算需求的企業(yè)或組織,通過(guò)分析其股權(quán)比例/控制的業(yè)務(wù)范圍/加工產(chǎn)品的生命周期,對(duì)相應(yīng)的碳排放環(huán)節(jié)進(jìn)行核算。

《工業(yè)企業(yè)核算通則》以具有GHG排放行為的法人企業(yè)或視同法人的獨(dú)立核算單位為報(bào)告主體,以其生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)GHG排放的范圍為邊界。其對(duì)核算邊界內(nèi)GHG排放源的識(shí)別主要包括：燃料燃燒排放、過(guò)程排放、購(gòu)入的電力和熱力產(chǎn)生的排放、輸出的電力和熱力產(chǎn)生的排放,以及回收利用產(chǎn)生的排放綜合計(jì)算出工業(yè)企業(yè)GHG總排放量。

《企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》將企業(yè)內(nèi)的碳排放環(huán)節(jié)分為3個(gè)范圍：一是擁有或控制的排放源的直接GHG排放;二是企業(yè)所消耗的外購(gòu)電力(包括電力、蒸汽、熱力/冷力等)產(chǎn)生的間接GHG排放;三是由企業(yè)活動(dòng)所導(dǎo)致的選擇性碳排放報(bào)告,具體包括原料的開采與生產(chǎn)、燃料的運(yùn)輸采購(gòu)、產(chǎn)品和服務(wù)的售出等與企業(yè)相關(guān)的上下游活動(dòng)中存在的GHG排放。

ISO 14064—1∶2018類似《企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》,將核算對(duì)象(即企業(yè)/組織)內(nèi)的碳排放環(huán)節(jié)分為直接排放與5種不同類別的間接排放。直接排放部分指在企業(yè)/組織邊界內(nèi)由組織擁有或控制排放源產(chǎn)生的排放,間接排放部分是在企業(yè)/組織邊界外,但與企業(yè)/組織相關(guān)的活動(dòng)中產(chǎn)生的排放。5種不同類別的間接排放分別為企業(yè)/組織輸入的能源、運(yùn)輸、企業(yè)/組織使用的產(chǎn)品與服務(wù)、出售產(chǎn)品的使用過(guò)程及廢棄物處置的間接排放。

PAS 2050∶2011是對(duì)商品或服務(wù)(后續(xù)統(tǒng)稱為“產(chǎn)品”)生命周期的碳足跡及GHG排放進(jìn)行量化,采用“從搖籃至大門”(cradle to gate)和“從搖籃至墳?zāi)?cradle to grave)”兩種評(píng)價(jià)方法,利用歸因法進(jìn)行核算。產(chǎn)品在制造過(guò)程中的碳排放部分主要分為生產(chǎn)原材料、能源、生產(chǎn)資料、生產(chǎn)與服務(wù)、經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所、運(yùn)輸、產(chǎn)品貯存、產(chǎn)品使用、最終處置等環(huán)節(jié),通過(guò)對(duì)產(chǎn)品生命周期內(nèi)存在的碳排放進(jìn)行量化,最終計(jì)算出產(chǎn)品的碳足跡。

綜合上述各標(biāo)準(zhǔn)中考慮的碳排放環(huán)節(jié),碳排放環(huán)節(jié)主要是與企業(yè)/組織內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和企業(yè)/組織的上下游相關(guān)的活動(dòng)。其主要包括企業(yè)內(nèi)部的固定源燃燒、移動(dòng)源燃燒、無(wú)組織排放、工業(yè)生產(chǎn)工藝中的物理或化學(xué)過(guò)程,外界輸入企業(yè)/組織內(nèi)使用的能源(包括電力、蒸汽、熱力/冷力等)以及輸入材料在制造過(guò)程及上游所產(chǎn)生的碳排放。對(duì)于碳排放量的量化,主要參考IPCC建議的排放因子法進(jìn)行計(jì)算,并結(jié)合實(shí)測(cè)法及模型法量化符合特定碳排放核算對(duì)象的排放因子,這使得核算結(jié)果能夠真實(shí)表達(dá)出企業(yè)的碳排放水平。

污水處理廠可作為水處理工業(yè)企業(yè)/組織,產(chǎn)生凈水或其他資源類副產(chǎn)品,并參照類似企業(yè)類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行碳排放源分析。污水處理廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)為污水及污泥處理過(guò)程,主要包括物理處理、生物處理、物化處理等處理方式。這些處理方式存在物理逸散、化學(xué)氧化還原以及生物厭氧/缺氧降解有機(jī)物等環(huán)節(jié),會(huì)導(dǎo)致GHG的直接排放,而機(jī)械設(shè)備的使用或厭氧處理中高溫環(huán)境條件的維持需要外界能源的提供,因此也會(huì)產(chǎn)生間接碳排放。在輔助生產(chǎn)系統(tǒng)中,供熱供能的燃燒鍋爐,用以運(yùn)輸資源及工作人員的運(yùn)輸設(shè)備,以及可能存在泄漏的天然氣/廢氣管網(wǎng)等,會(huì)增加直接GHG排放量。此外,由污水處理廠購(gòu)買的物料產(chǎn)品或由污水處理廠控制并委托外界的服務(wù),如委托外界的清潔維護(hù)、污泥外運(yùn)及處理、人員運(yùn)輸?shù)任饣顒?dòng),會(huì)在相應(yīng)產(chǎn)品的制造或服務(wù)的實(shí)施過(guò)程中產(chǎn)生碳排放。

除了污水處理廠的運(yùn)營(yíng)階段,從污水處理廠全生命周期分析,還包括污水處理廠的建設(shè)階段及服務(wù)期后的拆除階段。這兩個(gè)階段的碳排放主要由材料與能量的消耗產(chǎn)生,具體包括原材料(鋼筋、鋼材、混凝土)的開采、加工、運(yùn)輸,以及建設(shè)時(shí)期的能耗和施工廢水、廢料等;拆除階段除能量的消耗與運(yùn)輸外,還包括廢棄物的運(yùn)輸及處置、鋼材及一些具有回收價(jià)值的組件(機(jī)械設(shè)備及膜管等)的回收。對(duì)于物質(zhì)及能量消耗產(chǎn)生碳排放的量化方式通常選用排放因子法,即通過(guò)材料與能源消耗量與相應(yīng)的碳排放因子相乘,從而計(jì)算出其碳排放量與回收量。吳百苗等[32]利用建立污水廠的全生命周期碳足跡、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)綜合影響評(píng)價(jià)模型(LCA-CEE)聯(lián)合使用碳排放因子法,對(duì)以30年為限的2種不同污泥處理工藝的污水處理廠的建設(shè)階段、運(yùn)行階段、拆除階段中的能耗、物耗、污染排放、碳排放等方面進(jìn)行碳排放量分析、特征化與標(biāo)準(zhǔn)分析以及經(jīng)濟(jì)分析。夏天虹等[33]對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠生命周期內(nèi)的碳排放評(píng)估方法進(jìn)行整理,列出污水處理廠建設(shè)、運(yùn)行和拆除階段的碳排放評(píng)估方法,指出建造期應(yīng)選取正確的主要建材和較準(zhǔn)確的碳排放數(shù)據(jù)庫(kù),運(yùn)行階段需加大實(shí)測(cè)與理論研究,以完善排放系數(shù)與評(píng)估模型,拆除階段應(yīng)扣除回收利用材料對(duì)應(yīng)的碳排放量等觀點(diǎn)。但隨著低碳材料與低碳建筑技術(shù)的發(fā)展,逐漸出現(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)前端高效生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)期節(jié)能或提高資產(chǎn)回收率的系列技術(shù)或措施,例如整體保溫體系節(jié)能措施、新能源系統(tǒng)節(jié)能措施以及裝配式建筑技術(shù)等[34]。對(duì)于污水處理廠應(yīng)用的新技術(shù)與產(chǎn)品,研發(fā)方應(yīng)積極根據(jù)技術(shù)或產(chǎn)品的生命周期賦予準(zhǔn)確的碳排放因子,以供使用者對(duì)其利用過(guò)程的碳排放量進(jìn)行核算[35]。

綜合對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的研究結(jié)果,主要考慮從污水管網(wǎng)排放過(guò)程、污水處理過(guò)程、污泥處理處置過(guò)程、下游自然水體等方面對(duì)核算邊界進(jìn)行優(yōu)化,而近期的《水務(wù)系統(tǒng)技術(shù)指南》中明確污水系統(tǒng)主要考慮了污水管渠、污水處理廠及污泥處理處置部分。本研究修正后的碳排放環(huán)節(jié),增加了排放到環(huán)境水體而可能引起的溫室氣體的排放的內(nèi)容。

1.3.2 碳減排/碳補(bǔ)償環(huán)節(jié)分析

由于企業(yè)實(shí)施的碳減排與碳補(bǔ)償措施有多種方法,因此各標(biāo)準(zhǔn)并未明確規(guī)定具體碳減排與碳補(bǔ)償措施實(shí)施方法及其相應(yīng)的碳減排量化方法。

《工業(yè)企業(yè)核算通則》中的碳減排計(jì)算主要涉及電力和熱力產(chǎn)生、燃料燃燒和工藝過(guò)程等環(huán)節(jié),主要計(jì)算GHG經(jīng)回收作為生產(chǎn)原料自用或產(chǎn)品外供形成的碳減排。《企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》通過(guò)比較實(shí)際排放量與基準(zhǔn)年排放量的變化來(lái)計(jì)算減排量,將排放源或碳匯不在排放限額或目標(biāo)限制范圍內(nèi)的減排項(xiàng)目視為碳抵消。ISO 14064—1∶2018要求企業(yè)應(yīng)設(shè)立減排目標(biāo),實(shí)施GHG減排措施,包括能源需求和使用管理、能源效率、技術(shù)改進(jìn)、GHG捕獲和儲(chǔ)存、運(yùn)輸和旅行需求管理、燃料轉(zhuǎn)換或替代、植樹造林、廢棄物最小化、燃料和原材料替代等方面。PAS 2050∶2011以100年為周期,將去除但并未排入大氣的碳作為碳儲(chǔ)存,并提出企業(yè)可以自愿參與碳抵消計(jì)劃或國(guó)家、國(guó)際認(rèn)可的碳抵消機(jī)制。

綜合上述標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于碳減排與碳補(bǔ)償措施的描述與考慮范圍,企業(yè)/組織存在的碳減排行為包括以下兩個(gè)部分：1)將企業(yè)/組織內(nèi)燃燒過(guò)程、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的GHG回收作為原料或產(chǎn)品進(jìn)行廠內(nèi)利用或外供;2)將企業(yè)/組織內(nèi)產(chǎn)生的能源進(jìn)行輸出。

對(duì)于碳減排量的量化,主要采用了以下方法：1)采用實(shí)測(cè)法對(duì)回收捕集的GHG部分進(jìn)行計(jì)量;2)采用排放因子法,使用社會(huì)等價(jià)值能源產(chǎn)品的生產(chǎn)排放因子計(jì)算企業(yè)輸出到外界的能源所形成的碳減排量;3)通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)工藝,將反應(yīng)過(guò)程中原本預(yù)計(jì)生成GHG的碳元素進(jìn)行控制,使反應(yīng)原料中更多的碳元素轉(zhuǎn)化為碳基材料或生物碳,進(jìn)行儲(chǔ)存或利用,減少GHG的產(chǎn)生,并以物料平衡法,計(jì)算其GHG的減排量;4)通過(guò)提高企業(yè)對(duì)于所使用能源、燃料、制冷劑等主要碳排放源的管理水平,減少GHG的產(chǎn)生,并通過(guò)項(xiàng)目量化的方法對(duì)減排措施形成的減排量進(jìn)行量化計(jì)算。

污水處理廠除了具有處理污水的功能,也在逐漸向資源回收/產(chǎn)出等方向發(fā)展。現(xiàn)有污水處理廠中存在的碳減排措施主要是對(duì)厭氧生物處理產(chǎn)生的CH4進(jìn)行回收利用,但隨著水處理中低碳工藝與資源回收工藝的不斷開發(fā),通過(guò)工藝改進(jìn)、能源需求管理及資源產(chǎn)出形成碳減排將會(huì)越來(lái)越多。由于污水處理廠處理的污水中含有豐富的碳源、氮源,通過(guò)轉(zhuǎn)變思路,將原本視為污染物的碳、氮進(jìn)行資源回收及產(chǎn)品生產(chǎn)：一方面,能夠以碳儲(chǔ)存形式直接減少碳排放,也可減少脫氮過(guò)程碳源的需求及GHG的排放;另一方面,制備的碳、氮等相關(guān)產(chǎn)品能夠作為同類產(chǎn)品的替代,減少社會(huì)層面的加工制造,從而減少碳排放[36]。在能源管理方面,污水處理廠選擇使用碳排放因子更低的低碳能源,能夠減少污水處理廠間接碳排放,也可以產(chǎn)生電能熱能等其他能源,供給外界使用,實(shí)現(xiàn)碳減排。此外,對(duì)污水廠的精細(xì)管理,如設(shè)備優(yōu)化、智慧運(yùn)維、購(gòu)貨選擇等,能夠一定程度上降低污水處理廠中碳排放源的活動(dòng)水平,進(jìn)而減少碳排放。

1.3.3 碳排放量化方法

污水廠的碳排放量化,建議采用模型法及實(shí)測(cè)法對(duì)碳排放進(jìn)行優(yōu)化量化。其中,模型法可以模擬碳排放過(guò)程,其適用特定工藝,具有中間步驟少,易于計(jì)算的特點(diǎn)[37]。楊世琪[24]以城鎮(zhèn)污水處理廠為研究對(duì)象,通過(guò)碳追蹤與平衡結(jié)合的方法分析污水處理廠碳循環(huán)及與轉(zhuǎn)移路徑,構(gòu)建了污水處理廠碳排放核算模型。不同廠區(qū)的氣候、進(jìn)水水質(zhì)、運(yùn)營(yíng)控制情況的不確定性,導(dǎo)致模型在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)模型參數(shù)可靠性與普適性不高的問(wèn)題,因此污水處理廠在應(yīng)用模型進(jìn)行碳核算時(shí),為使得模型符合實(shí)際排放效果,建議盡可能參照污水處理設(shè)施的類型、污染物降解過(guò)程與原理,結(jié)合實(shí)際監(jiān)測(cè)得到的排放因子及參數(shù)對(duì)模型進(jìn)行修正[38-39]。此外,在模型法與實(shí)測(cè)法結(jié)合,利用機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等先進(jìn)技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)模型對(duì)復(fù)雜函數(shù)的學(xué)習(xí),其具有更強(qiáng)的非線性擬合能力,減少人為因素對(duì)與模型擬合產(chǎn)生的偏差,實(shí)現(xiàn)對(duì)碳排放量的準(zhǔn)確計(jì)算。對(duì)藥劑、能源產(chǎn)品及其他委外服務(wù)等間接碳排放部分,則建議使用合理、準(zhǔn)確的碳排放因子進(jìn)行計(jì)算。

Hui等[40]對(duì)中國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠溫室氣體排放因子進(jìn)行研究,開發(fā)了一個(gè)框架,利用包含中國(guó)3 107個(gè)城鎮(zhèn)污水處理廠的數(shù)據(jù)庫(kù)和公布的特定地點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),獲取城鎮(zhèn)污水處理廠的多層級(jí)(技術(shù)層級(jí)、省級(jí)和國(guó)家級(jí))溫室氣體排放因子,并比較基于不同時(shí)空的多層級(jí)排放因子的溫室氣體排放量,最終在不影響較大準(zhǔn)確性的情況下,提供了一套完善的溫室氣體排放因子,簡(jiǎn)化了污水處理廠的碳排放核算。目前,已印發(fā)的《水務(wù)系統(tǒng)技術(shù)指南》依據(jù)數(shù)據(jù)可獲得性提供了不同層次的核算方法與排放因子,其中包括通用排放因子以及污水系統(tǒng)CH4與N2O排放因子,因此可根據(jù)核算目的靈活選用。

由于污水處理廠已支付廢棄物處置費(fèi)用,將廢棄物控制權(quán)轉(zhuǎn)移至廢棄物處置公司,為避免污水處理廠與下游固體廢棄物處置公司產(chǎn)生碳排放重復(fù)計(jì)算的問(wèn)題,基于《企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中判定核算邊界的運(yùn)營(yíng)控制權(quán)法,廢棄物產(chǎn)生的碳排放歸屬于下游廢棄物處置公司,不納入污水處理廠產(chǎn)生的碳排放總量。為進(jìn)一步促進(jìn)廢棄物處置行業(yè)低碳發(fā)展,建議污水處理廠將該部分廢棄物處置的碳排放量以信息項(xiàng)進(jìn)行匯報(bào),以便污水處理廠在對(duì)下游廢棄物處置公司做選擇決策時(shí),更傾向于選擇低碳的固廢處置方式。

2 污水處理廠碳排放核算方法修正建議

基于上述標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于GHG排放的核算邊界、核算方法、GHG種類、排放過(guò)程、排放源識(shí)別的分析,以現(xiàn)有的《技術(shù)指南》為基礎(chǔ),參考上述其他標(biāo)準(zhǔn),對(duì)污水處理廠GHG排放核算給出修正建議,具體如下：

2.1 核算邊界

基于企業(yè)產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)生產(chǎn)關(guān)系上下游的考慮,在不引起和其他企業(yè)重復(fù)計(jì)算的前提下,建議將污水廠GHG排放的核算邊界,從原有的以從屬地原則確定的邊界,擴(kuò)展到污水處理廠進(jìn)出水管網(wǎng)部分、污水處理工藝流程、污水處理廠廠內(nèi)辦公生產(chǎn)、出水排放到的自然水體,以及廢棄物處理處置等方面。

2.2 核算方法

由上述標(biāo)準(zhǔn)分析可知,《技術(shù)指南》中的碳排放核算方法與其他標(biāo)準(zhǔn)的常用核算方法相似,主要為實(shí)測(cè)法、排放因子法、產(chǎn)排污系數(shù)法。其中ISO14064—1∶2018中還建議了直接排放的模型量化法,即通過(guò)設(shè)定假設(shè)和限制條件對(duì)物理過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)化。量化模型包括質(zhì)量平衡、間歇性排放測(cè)量、估算及其他標(biāo)準(zhǔn)方法。因此,污水處理廠的核算方法,建議在原有的核算方法上增加GHG量化模型的應(yīng)用,并對(duì)整體核算方法進(jìn)行優(yōu)化。

2.3 溫室氣體核算種類

污水處理廠中GHG排放種類相對(duì)簡(jiǎn)單,主要包括CH4、N2O與CO23種GHG。《技術(shù)指南》中CO2的排放量?jī)H指由電力消耗產(chǎn)生的間接CO2排放量,污水處理過(guò)程產(chǎn)生的CO2均被視為生源性,不納入排放總量的計(jì)算。在《企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》與ISO14064—1∶2018中,將生源性CO2單獨(dú)匯報(bào),不計(jì)入排放總量。但隨著污水中含有的化石性碳逐漸被重視,在不同核算標(biāo)準(zhǔn)或指南中,出現(xiàn)將化石性碳產(chǎn)生的碳排放納入核算等情況,建議在污水處理廠對(duì)多種GHG種類與排放進(jìn)行核算與說(shuō)明時(shí),細(xì)化完善GHG種類如生源性CO2、FCO2、CH4,并其納入核算體系或進(jìn)一步說(shuō)明。

2.4 排放過(guò)程

污水處理廠的GHG排放過(guò)程如圖1所示,其中污水、污泥處理過(guò)程的直接排放,廠區(qū)內(nèi)固定源和移動(dòng)源的直接排放,廠內(nèi)消耗的物質(zhì)與能源引起的間接碳排放,以及污水廠上下游活動(dòng)引起的排放等均可引起GHG排放量的增加,因此物質(zhì)/能源回收引起的碳減排、碳抵消或碳儲(chǔ)存將引起GHG的削減。

圖1 污水處理廠的GHG排放過(guò)程Fig.1 GHG emission processes of wastewater treatment plant

目前,《技術(shù)指南》在能源利用時(shí)將污水處理過(guò)程產(chǎn)生的CH4作為碳減排項(xiàng),納入GHG總排放量的核算項(xiàng)。若要獲取污水廠的碳減排情況,可參考《企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》,通過(guò)比較企業(yè)在一定時(shí)間的實(shí)際排放量相較于基準(zhǔn)年的變化以計(jì)算減排量,如比較實(shí)施減排項(xiàng)目(優(yōu)化工藝、提高設(shè)備能效、清潔能源替換等)前后的排放量。此外,污水處理廠在出水達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上,逐漸開展資源與能源回收項(xiàng)目,如回收金屬、有機(jī)物,以及對(duì)污泥進(jìn)行固碳產(chǎn)品開發(fā)等,這些GHG減排項(xiàng)目通過(guò)量化可用為碳抵消或碳補(bǔ)償,而這些資源化能源化過(guò)程的碳減排效應(yīng)有待完善補(bǔ)充。需要注意的是,碳補(bǔ)償項(xiàng)目要求有獨(dú)立性,且碳補(bǔ)償量不應(yīng)用于評(píng)估排放量,即碳排放量與碳補(bǔ)償量應(yīng)分別計(jì)算。

2.5 排放源識(shí)別

基于污水處理廠碳排放邊界的修正,對(duì)污水及污泥處理流程中對(duì)應(yīng)的排放源進(jìn)行識(shí)別與補(bǔ)充修正,如圖2所示,對(duì)流程中的排放源(a→k)進(jìn)行說(shuō)明,其中,a→c是污水處理廠邊界上游建議的GHG排放源,d→g是污水處理廠廠界內(nèi)的GHG排放源,h→k是污水處理廠邊界下游建議識(shí)別的GHG排放源。

圖2 污水處理廠的碳排放源分析Fig.2 Analysis of carbon emission sources in wastewater treatment plant

a)基于對(duì)污水管網(wǎng)中GHG逸散排放的考慮,增加考慮污水輸送管網(wǎng)的逸散排放(a1)。由于管道中GHG的排放可能受排水系統(tǒng)、管道內(nèi)水力輸送條件、氣候等多方面影響,為評(píng)估污水管網(wǎng)中的排放量,需進(jìn)一步加大基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集,確定更為精準(zhǔn)的排放量計(jì)算方法。此外,還需增設(shè)污水經(jīng)泵站提升的動(dòng)力消耗對(duì)應(yīng)的間接GHG排放量(a2)。

b)基于對(duì)輸入的消耗品的考慮,增加考慮污水處理廠輸入的燃料、能源、藥劑等在其生產(chǎn)制造過(guò)程中產(chǎn)生的排放。其中,輸入能源增加考慮天然氣、蒸汽、熱力等多種能源形式在生產(chǎn)制造過(guò)程中產(chǎn)生的排放。

c)與污水傳輸進(jìn)廠類似,增加考慮燃料、能源、物質(zhì)在運(yùn)送至污水處理廠過(guò)程中運(yùn)送工具產(chǎn)生的排放,以及工作人員交通過(guò)程產(chǎn)生的排放。

d)污水處理工藝階段CH4、N2O、FCO2的直接排放。現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)對(duì)污水處理CH4的排放僅考慮完全好氧及完全厭氧時(shí)的排放系數(shù),建議增加可能產(chǎn)生CH4的水解酸化等工藝CH4的排放;對(duì)于N2O的排放,主要考慮缺氧段N2O的排放系數(shù)為0.005,好氧段取值為0,由于脫氮工藝的不斷革新,不同脫氮工藝的N2O的排放系數(shù)需進(jìn)一步補(bǔ)充完善;對(duì)于CO2排放,目前的標(biāo)準(zhǔn)均將CO2視為生源性而不計(jì)入核算,但隨著進(jìn)水FC的檢出,且工業(yè)廢水中主要是FC,FCO2的排放量不容忽視。此外,除考慮工藝對(duì)GHG排放的影響,建議增加考慮運(yùn)行工況對(duì)GHG排放的影響。

e)污泥處理過(guò)程CH4、FCO2的直接排放,與污水處理過(guò)程類似,建議增加考慮運(yùn)行工藝及運(yùn)行工況對(duì)排放量的影響。此外,現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)將處理污泥產(chǎn)生的CH4均視為排放,建議增加考慮污泥產(chǎn)CH4的回收利用量。

f)污水及污泥處理過(guò)程中GHG的無(wú)組織逸散,如在廠區(qū)內(nèi)污水污泥輸送過(guò)程、儲(chǔ)存過(guò)程的釋放。目前,污水處理廠逐步開展對(duì)臭氣產(chǎn)生空間的密閉負(fù)壓收集,臭氣中的GHG排放量有待評(píng)估。

g)污水處理廠區(qū)內(nèi)因固定源或移動(dòng)源的燃燒引起CO2的直接排放。

h)經(jīng)污水處理廠處理后出水在管網(wǎng)運(yùn)輸中產(chǎn)生的GHG排放。

i)排放至自然水體的出水,其在不同營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)下的自然水體中可能引起GHG排放。

j)污泥外運(yùn)處置過(guò)程中運(yùn)輸工具產(chǎn)生的GHG排放。

k)污水處理廠產(chǎn)生的廢棄物在廠外進(jìn)行最終處置時(shí)產(chǎn)生的排放,以及其他委外活動(dòng)產(chǎn)生的GHG排放(以委托處理交易給第三方廢棄物管理公司而產(chǎn)生的碳排放量除外)。

此外,污水處理廠若開展資源與能源回收項(xiàng)目,如回收金屬、有機(jī)物,開發(fā)固碳產(chǎn)品,回收能源等,回收的資源與能源能夠作為中間產(chǎn)品或最終產(chǎn)品供給污水廠內(nèi)或外界使用,形成同類型產(chǎn)品的替代,減少同類型產(chǎn)品的加工制造,間接減少社會(huì)總體碳排放量,這些GHG減排項(xiàng)目通過(guò)量化可用作碳抵消或碳補(bǔ)償,減排系數(shù)需要進(jìn)一步研究確定,從而科學(xué)準(zhǔn)確地評(píng)估資源與能源回收的碳減排效應(yīng)。

通過(guò)對(duì)排放源的補(bǔ)充完善,建議對(duì)典型污水廠各排放源GHG的排放強(qiáng)度進(jìn)行核算,計(jì)算各排放源占總GHG排放量的占比,以進(jìn)一步確定污水處理廠碳排放核算必須要考慮的主要排放源,明確減排重點(diǎn)。本研究將污水廠的上下游納入核算邊界內(nèi),在實(shí)際計(jì)算中,可根據(jù)需要,在不重復(fù)計(jì)算、不漏項(xiàng)的基礎(chǔ)上對(duì)排放源進(jìn)行適當(dāng)取舍。

3 結(jié)論及展望

污水處理廠碳排放精準(zhǔn)核算對(duì)碳減排至關(guān)重要。本文通過(guò)研究并分析國(guó)內(nèi)外碳排放核算的指南和標(biāo)準(zhǔn),重點(diǎn)關(guān)注邊界、GHG種類、排放過(guò)程和排放源,結(jié)合污水廠實(shí)際情況,優(yōu)化碳排放核算。經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析,本研究建議擴(kuò)展污水處理廠的碳排放核算邊界,包括上下游污水管網(wǎng)和排放水體,并補(bǔ)充考慮污水運(yùn)輸管道和泵站所帶來(lái)的碳排放。全面核算污水處理全過(guò)程的排放,以準(zhǔn)確評(píng)估碳排放總量和碳減排機(jī)會(huì)。此外,應(yīng)擴(kuò)展污水廠的碳減排和碳補(bǔ)償措施,包括CH4回收、運(yùn)營(yíng)管理優(yōu)化、能源和物質(zhì)資源回收利用,以及各環(huán)節(jié)的碳削減潛能的科學(xué)論證和減排系數(shù)的制定。通過(guò)多種措施,推動(dòng)污水處理行業(yè)碳中和目標(biāo)的實(shí)施。

在污水處理廠碳核算中,應(yīng)合理確定核算邊界,避免重復(fù)計(jì)算;科學(xué)評(píng)價(jià)不同類型污水處理廠化石性CO2對(duì)碳排放總量的貢獻(xiàn);進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)原料與產(chǎn)品的碳排放因子,更新排放庫(kù),公開產(chǎn)品碳排放信息;利用大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)輔助核算污水處理廠全生命周期內(nèi)的碳排放與減排量,以提高污水處理廠碳排放管理水平。