鄉村生活垃圾處理減碳潛力評價研究

文章編號：1674-6139（2025）05-0015-06

中圖分類號：X799文獻標志碼：B

Evaluation and Countermeasures of Carbon Reduction Potential in RuralHouseholdWaste Treatment

Cui Meng，Li Jiayao

（China Zhonghuan Smart Environment Co.，Ltd.，Beijing1Ooo20，China）

Abstract：Inodertoevaluatethecarbonreductionpotentialofruralhouseholdwastetreatmentndprovidetargetedmeasures，the studyexplainedanddesignedthecalculationmethdsfortotalcarbonemissonsinferentsenarios，andusedaquestioairesurvey methodtoanalyzethecharacteristicsandinfluencingfactorsofhouseholdwastegenerationTecarbonemissionreductionpotetialunder diferentcenarioswasanalyzedthoughsceariosimulationmethods.Teresultsshowtatthesnsitiyofpercapitadailyproductionis the highest （34.2%） ，which hasacore impacton carbon emissions.From 2O24 to 2034，incineration treatment technology（scenarios 2，3，and4）willeducecarbmissosby99tos，800os，ndtos，espectiely，infcantlyeerathr treatmentmethods.Terefore，thisresearchmthodprovidessupportforpromotingincinerationtehnologyandcanhelpachevethdual carbon”goal.

Key words：burning garbage：rural household waste；assessment ofcarbon reduction potential；scenario simulation

前言

人類無節制的發展給地球的生態環境帶來了嚴重的破壞，臭氧層空洞、全球氣候變暖、自然災害頻發等現象都是無節制發展帶來的后果[1]。由于處理廢棄物而產生的溫室氣體在全球氣候變暖中扮演了重要的角色，因此減少因處理廢棄物而產生的溫室氣體便顯得格外重要。生活垃圾處理的整個生命周期都會有溫室氣體的排放，因此需要進行全生命周期的管理。在生活垃圾的處理上，常用的技術有焚燒、填埋和堆肥。其中堆肥和填埋分別是鄉村和城市地區使用的最主要技術[2-3]。隨著環保意識的增強，焚燒逐漸成為城市地區最主要的垃圾處理技術。關于生活垃圾處理的碳排放計算，大部分研究都是從中轉運輸階段和實際操作處理階段來進行。然而，目前的研究對垃圾資源化利用時減少的碳排放量考慮得較少，此外，中國鄉村數量十分龐大，但是目前對減碳潛力的評估主要集中在城市區域，對鄉村地區涉及較少[4]。針對這個問題，研究從鄉村出發，對鄉村生活垃圾在燒技術下的減碳潛力進行了評價，在計算碳排放量時綜合考慮了垃圾運輸和處理階段的排放量及資源化利用時的碳減排量，并提出了對應的碳減排策略。研究旨在了解垃圾處理技術在減碳上的潛力，為垃圾處理提供對策，促進“雙碳”目標的實現。

1面向減碳潛力評價的碳排放核算方法設計

1.1 生活垃圾產量和處理量核算設計

為了對研究區域垃圾的產生特點和影響因子進行了解，研究進行了現場考察，并運用了垃圾稱重法和問卷調查法等。研究基于經濟收入來對該區域的市、區的鄉村進行了選取。最終，研究選取了3個市、6個區中的12個鄉村作為研究區域。其中，鄉村1擁有1523人口，地域面積為20.25平方公里，該鄉村在冬季采用集中供暖方式。鄉村2人口數為2027，地域面積為25.50平方公里，但不進行冬季采暖，無集中供暖設施。鄉村3、鄉村9則分別擁有1214和1736人口，地域面積分別為18.75和21.90平方公里，這兩個鄉村在冬季采用分散供暖方式。鄉村4至鄉村8，以及鄉村10至鄉村12，這些鄉村在冬季不進行集中供暖。鄉村4人口1841，地域面積22.30平方公里；鄉村5人口最多，達到2547，地域面積也最大，為30.25平方公里，且采用集中供暖;鄉村6人口最少，為1072，地域面積15.86平方公里；鄉村7人口3105，地域面積35.62平方公里，同樣采用集中供暖；鄉村8人口2232，地域面積28.45平方公里；鄉村10人口2811，地域面積32.10平方公里；鄉村12人口2169，地域面積26.75平方公里。此外，鄉村11人口1441，地域面積19.57平方公里，該鄉村在冬季也采用集中供暖方式。

研究設計的問卷內容包括村民特性和垃圾處理方式兩方面。村民特性部分包含家庭常住人口數、年消費支出、年食品消費支出、是否喂養家禽、使用能源種類、性別、年齡、家庭類型、年收入、文化程度；不同垃圾的處理方式部分涵蓋易腐垃圾（廚余垃圾）、危險廢物、生活垃圾、可回收垃圾;環保意識和處理垃圾的意向主要包括對垃圾環境影響的認知、垃圾分類了解程度、垃圾分類意向、可接受的垃圾清理費、對垃圾分類激勵行為的響應、對垃圾分類困難的認知、不愿垃圾分類的原因。這些內容旨在調查村民對垃圾分類處理的意愿和環保意識，了解他們的日常生活習慣以及垃圾分類方面的知識、意愿和行為。

問卷主要涵蓋了村民的特性、不同垃圾處理方式及村民的環保意識和處置垃圾的意向。其中，村民的特點包括了10個問題，像年收入、年消費支出等。為了對村民在垃圾分類上的情況進行了解，研究將為參與調查的村民分發貼有不同垃圾類型的口袋，并讓其對自家一天內產生的垃圾進行分類。當下鄉村生活垃圾產量 R_now 的計算如式（1）所示[5]

式（1）中， P 表示目前的久居人口數，人； R_day-P 代表久居人口的人均日產廢量， kg/ 人·天。未來垃圾預測產量Ry的計算如式（2）所示[6]

式（2）中， y 代表預測年份，年； P_y 表示 y 年人口總數，人； I_y 代表 y 年村民的可支配收入，元； I 表示目前的村民可支配收人，元。針對預測年份中的缺失數據，研究將采用線性插值法來進行處理。由于生活垃圾中存在可回收的部分，因此在垃圾處理數量上需要對該部分進行剔除。最終，生活垃圾的年處理量R_final 求解如式（3）所示。

式（3）中， p 表示不同種類垃圾的比例， p=1 代表可回收垃圾， ??p^?=2 表示易腐垃圾 °m 代表垃圾減量化的方式， m=1 代表可回收垃圾的利用占比， m =2 表示易腐垃圾的利用占比。

1.2焚燒處理技術下碳排放核算設計

針對鄉村垃圾的產生特點和影響因子，研究采用了問卷調查法，并對問題進行了設計，以期為碳減排提出更具有針對性的對策。為了對焚燒處理技術在生活垃圾處理上的碳減排潛力進行了解，研究將對焚燒過程中的直接和間接碳排放及碳避免排放量的計算進行設計。為了更好地了解焚燒處理技術的碳減排潛力，研究設置了四個不同的模擬場景，并對不同場景下的碳減排效果進行了分析[7]

在運輸過程中，由于鄉村垃圾中轉站的種類為小型V類，該中轉站主要使用FT-LTJK011地埋式垃圾處理站，處理站舉升系統外形尺寸為7 ?200mm ×3750mm×3 500mm ，自重為 12t ，舉升油缸最大承載質量為 35t ，最大功率為 ，最大舉升高度為2400mm ，單位油耗和電耗分別為0.407 L t和1 KWh/t

電量和容量邊際因子皆采用2019年國家相關單位計算并確定的數值。燒產生的直接碳排放計算如式（4）所示[8]

式（4）中， C_C02 代表二氧化碳的排放量， C_CH4 和C_N20 分別表示甲烷和一氧化二氮氣體的排放量。W_CH4 和 分別表示甲烷和一氧化二氮氣體的增溫潛勢，取值分別為25和265。燒時相關的間接碳排放 C^′_burn 計算如式（5）所示[9]

C^′_burn=α*CEF_diesel-oil+β*CEF_{electric-power}

式（5）中，α代表柴油消耗量，kg/t;CEFdisel-oil代表柴油的碳排放因子; CEF_{electric-power} 表示電力的碳

排放因子； β 表示耗電量， kWh/t_c 因為焚燒發電而減少的碳排放量的計算如式（6）所示。

C_reduce=φ×CEF_{electric-power}

式（6）中， φ 代表焚燒廠上網的電量， MWh 。因此，垃圾燒直接和間接碳排放量的總和減去涉及的碳減排量即為最終的碳排放量。為了對不同場景下焚燒處理技術的碳減排潛力進行計算，研究先設置了對應的場景。場景1是維持現在的處理方式不變，即基本場景，場景2是將焚燒發電作為兩種垃圾處理方式之一；場景3是焚燒發電的占比等同于城市的處理情況；場景4是提升焚燒處理的占比。在不同的場景下，碳減排量是場景2、3和4與場景1之間的碳排放總量差值。為了分析不同因素對碳排放的影響，研究進行了敏感性分析，并通過敏感性系數來對影響程度進行評估。敏感性系數的絕對值越大，則說明碳排放對該因素越敏感。

2焚燒處理技術下碳減排潛力結果分析

2.1垃圾特征及碳減排潛力分析

研究通過整理調查問卷的結果，對鄉村生活垃圾的生成和組分特征進行了分析。針對焚燒處理技術下鄉村碳減排潛力的分析，研究對不同場景下的碳排放預測情況進行了統計。此外，研究也分析了對碳排放量影響較大的因子，并以此為依據提出了更具針對性的碳減排對策。垃圾的生成及組分特征結果見圖1。

通過圖1（a）可以看出，隨著經濟水平的降低，人均生活垃圾日產量是在逐漸下降的。當經濟發展水平較高、適中和較低時，人均日產量的中位數分別為 0.60kg，0.48kg 和 0.46kg ，平均值分別為0.64kg、0.59kg 和 0.53kg 。由圖1（b）可知，在鄉村生活垃圾的組分特征中，易腐垃圾所占的比例是最大的，其次才是不可避免類、塑料類和紙類，其對應的值分別為 58.5%.20.4%.8.2% 和 18.1% 。

其余類型垃圾所占的比例都是小于 6% 。不可避免類包含了灰土類、磚瓦陶瓷類、有害物質類和木竹類，各自對應的占比分別為 15.8%.0.6% ！0.8% 和 3.2% ?？梢钥闯?，經濟水平是影響鄉村生活垃圾產量的主要因素，且易腐垃圾在鄉村垃圾中所占的比例是最大的。2024年到2034年不同場景下研究區域鄉村垃圾的碳排放預測結果見圖2。

如圖2所示，總碳排放等于運輸和處理階段的排放減去碳減排量。由圖2（a）可知，在場景1下，隨著年份的增加，運輸中轉環節和焚燒處理環節的碳排放量也在同步增加，而碳減排量基本上沒有。2024年和2034年的碳排放量分別為351.73萬噸和623.52萬噸，增加了271.79萬噸。通過圖2（b）可以得知，在場景2下，隨著年份的增加，碳減少排放量也在逐漸增加。2034年的碳減少排放量為20.32萬噸，比2024年的0.33萬噸多了19.99萬噸。由圖2（c）可知，在場景3下，隨著年份的增加，碳排放總量在逐漸減少，而碳減少排放量在逐漸增加。2024年和2034年的碳排放總量分別為350.52萬噸和238.32萬噸，碳減少排放量分別為3.72萬噸和60.55萬噸。通過圖2（d）可知，在場景4下，碳排放總量在隨著年份的增加而減少，而碳減少排放量在隨著年份的增加而增加。在同樣的時間維度下，碳排放總量的下降幅度為250.65萬噸，碳減少排放量的增長幅度為92.72萬噸。由此可知，以焚燒處理技術為主的場景更能降低碳排放，減碳潛力更佳。為了更好地分析焚燒處理技術的碳減排潛力，研究對不同年份碳排放強度下降比例和碳排放量進行了對比，對比結果見圖3。

通過圖3（a）可以得知，隨著年份的增加，不同場景下碳排放強度的下降比例都在逐漸上升。在2024年和2034年，場景1到場景4對應的碳排放強度下降比例分別為 2.3%.3.7%.6.8%.10.7% 和4.2%14.8%35.2%52.7% 。由圖3（b）可知，隨著年份的逐漸增加，場景1和場景2下的碳排放量呈現出逐漸上升的趨勢，而場景3和場景4下的碳排放量則呈現出逐漸下降的趨勢。由此可知，在處理生活垃圾時，以焚燒處理技術為主是更能夠降低碳排放量，減碳潛力更佳。為了進行敏感性分析，研究以場景1為例，對碳排放核心影響因素增加了10% 。參數敏感度及敏感性分析結果見圖4。

由圖4（a）可知，對碳排放影響程度較大因素的敏感度絕對值都是在 31% 之上的，如人均日產量的34.2% 。其他影響因素敏感度絕對值的取值范圍為（1%，20% ）。焚燒比例對碳排放的影響程度適中，敏感度絕對值為 6.4% 。通過圖4（b）可以看出，在2024年、2029年和2034年下，敏感性系數絕對值的最大值皆出現在人均日產量因素上，對應的值分別為1.1164、1.0003和1.0001;最小值皆出現在紙類占比上，且對應的值分別為 0.0001，0.0003 和0.0061?？梢钥闯?，對碳排放量影響較大的因素為人均日產量，其次便是填埋場甲烷回收比例。基于不同因素對碳排放量的影響程度，能夠提出更具有針對性的碳減排對策。

2.2 對策

為了降低處理垃圾而產生的碳排放量，研究提出了一些對策。由于人均日產量是影響碳排放量的核心因素，因此需要從源頭上對垃圾總產量進行減少。針對這一點，研究有四點細化對策。

其一，引導村民改善自身的消費結構，盡量減少無意義的消費和垃圾產生；其二，增加和垃圾分類相關的活動，提升村民對環境和生態的認知及垃圾分類的意向;其三，鼓勵村民對易腐垃圾進行堆肥處理，減少垃圾的總產量。其四，擴大可回收垃圾的分類比例，建立并健全回收體系，從而降低垃圾總量。

此外，對垃圾進行填埋處理也是影響碳排放量的主要因素，研究對此提出了兩點對策。其一，降低垃圾填埋處理的比例，采用其他減碳潛力更高的技術來進行替代，如焚燒處理技術。其二，在使用焚燒處理技術時，需要考慮到焚燒和能源回收的平衡。

3 結束語

針對焚燒處理技術在生活垃圾處理方面的減碳潛力評估及對策，研究采用了問卷調查法和情景模擬方法，并對碳排放總量計算方式進行了詳細說明。實驗結果顯示，經濟水平與人均日產量呈正相關關系，易腐垃圾在鄉村生活垃圾中所占比例最大，達到58.5% 。在不同場景下，焚燒處理技術展現出顯著的減碳效果。場景2到場景4在2024年和2034年的碳排放強度下降比例分別為 3.7%.6.8% ！10.7% 和 14.8%.35.2%.52.7% ，表明以焚燒處理技術為主的場景更能有效降低碳排放。此外，研究還發現，人均日產量因素的敏感度絕對值達到34.2% ，在2024年、2029年和2034年的敏感性系數絕對值分別為1.1164、1.0003和1.0001，均為最大值。這一結果表明，人均日產量對碳排放的影響程度較大，應針對該因素制定針對性的減碳對策，

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