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当前,我国生态文明建设正面临“生态环境根本好转”和“碳达峰、碳中和”两大战略任务。基于环境污染和碳排放高度同根同源的特征,“协同推进减污降碳”已成为新发展阶段经济社会发展全面绿色转型的必然选择。2022年6月,生态环境部等7部门联合印发的《减污降碳协同增效实施方案》[1],强化资源回收和综合利用,加强“无废城市”建设,突出工业、农业、城乡建设等重点领域固体废物减污降碳协同增效,推进固体废物污染防治协同控制。《2030年前碳达峰行动方案》[2]中指出,大力发展循环经济,全面提高资源利用效率,充分发挥减少资源消耗和降碳的协同作用。国内外关于减污降碳效益的研究表明,通过发展循环经济,加强废弃物管理措施,如减少各类废弃物的产生、加强其处置与资源化利用等可使全球碳减排10%~20%[3]。根据中国循环经济协会的测算,“十三五”期间,发展循环经济对我国碳减排的综合贡献率达到25%;同时,展望“十四五”以及到2030年碳达峰时,其综合贡献率预计分别将达到30%和35%[4]。
“无废城市”建设是以新发展理念为引领,通过推动形成绿色发展方式和生活方式,持续推进固体废物源头减量和资源化利用,将固体废物对环境影响降至最低的城市发展模式。开展“无废城市”建设试点是从城市整体层面深化固体废物综合管理改革和全面推动“无废城市”建设的有力抓手[5-7]。截至2020年底,首批开展试点的“11+5”城市和地区在模式和体系建设方面已取得初步成效[8]。徐州市作为传统工业城市的典型代表被纳入了国家首批“无废城市”建设试点城市,围绕固体废物减量化、资源化、无害化方面开展了积极探索,在生产和生活等领域形成了多项改革举措和经验做法。根据《“十四五”时期“无废城市”建设工作方案》[9],到2025年我国将继续推动100个左右地级及以上城市开展“无废城市”建设,以实现减污减碳协调为总抓手协调推进工业、农业、生活领域绿色低碳发展,进一步强化对固体废物产生强度、综合利用水平以及无害化处置能力等关键指标的考核要求。同时,也需要结合碳达峰碳中和等国家重大战略,开展“无废城市”建设与碳减排潜力的评估工作,充分发挥减污降碳协同增效作用。
关于“无废城市”建设和固体废物领域碳排放量核算方法,国内外已开展了一系列相关研究。滕婧杰等[10]基于我国“无废城市”建设指标体系,分析国内外综合型指数构建方法并提出了我国“无废指数”的构建思路。张冰洁等[11]分析了我国一般工业固体废物产生及处置情况,提出了“碳中和”及“无废城市”背景下,一般工业固体废物环境管理的新策略。MOGHADAM等[12]通过Land-GEM和IPCC模型相结合研究了伊朗不同地区城市固体废物处理中心的温室气体排放情况。YAMAN等[13]使用Land GEM和废物减量模型 (Waste reduction model,WARM) 分析了达曼城市生活垃圾的温室气体减排和能源回收潜力。WUNSCH 和TSYBINA [14]基于联合国政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 指南和垃圾填埋场日常运营中与城市固体废物 (municiple solid waste,MSW) 厌氧分解相关的温室气体排放协议的量化碳足迹的方法评估罗安达与MSW相关的碳足迹。结果表明,直接垃圾填埋场排放是温室气体核算的主要贡献。黄金碧和黄贤金 [15]运用灰色预测方法预测江苏省城市碳排放强度,分析江苏省城市碳减排潜力并提出江苏省城市低碳发展的对策措施。袁长伟等[16]采用IPCC碳排放核算方法和EIO-LCA模型测算陕西省碳排放并构建碳减排效应模型并且分析碳减排变化。孙建卫等[17]采用IPCC温室气体清单方法构建了碳排放核算的项目框架并且核算了中国历年的碳排放量。国内关于固体废物领域的碳减排研究,主要侧重固体废物填埋处理、固体废物生物处理和垃圾焚烧处理的直接碳排放,缺失源头减量和回收利用环节的间接温室气体减排效益,没有对源头减量、中端资源循环利用以及末端处置全链条碳减排效益的评价研究,相关的评价模型也较为缺少。因此,本研究将针对徐州市各领域固体废物从源头减量、中端和末端处置环节全过程,参考WARM模型采用排放因子法对其碳排放与减排量进行核算,全面评估“无废城市”试点建设期间碳减排综合效益,为推进“无废城市”建设与减污降碳协同增效提供参考。
“无废城市”试点建设与碳减排效益分析:以徐州市为例
Benefit analysis of carbon emission reduction in the pilot construction of “zero-waste city”: a case study in Xuzhou, China
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摘要: “无废城市”建设是深化固体废物综合管理改革,实施减污降碳协同增效,助力实现碳达峰、碳中和战略的重要抓手。针对徐州市“无废城市”试点建设期间城乡生活、农业及工业等领域各类固体废物,参考WARM模型并采用排放因子法从源头减量至中端和末端处置环节的碳排放情况进行了全面核算,系统评估了徐州市“无废城市”试点建设与碳排放效益。结果表明,试点建设期间通过源头减量各类固体废物产生量,实现碳减排量1 531.3×104 t CO2eq,其中工业领域固体废物源头减量贡献最大。各领域固体废物处置环节中,通过提高资源再生利用率、控制城市固体废物的填埋量、减少畜禽粪便的堆肥以及提升工业固体废物的资源回收利用是徐州市碳减排的重要措施。全市在试点建设期间实现碳减排效益1 606.6×104 t CO2eq,总体上获得了较好的减污降碳协同效益。本研究结果可为推进“无废城市”建设与减污降碳协同增效提供参考。Abstract: The construction of “zero-waste zity” is an important policy to deepen the solid waste management reform, implement the synergetic control of environmental pollution and carbon emissions, and help achieve the carbon neutrality and emission peak. In this paper, the carbon emissions of solid wastes, focusing on urban and rural life, agricultural waste and industrial waste, were comprehensively accounted by the WARM model as well as the emission factor method from source reduction to mid-end utilization and terminal disposal. The benefits of carbon emission reduction were also systematically evaluated during the construction period of “zero-waste zity” in Xuzhou city. The results indicated that the carbon emission reduction reached 15.31 million tons CO2eq through the source reduction of solid waste, of which the source reduction of the industrial solid waste contributed the most. It was an important measure to reduce carbon emissions by improving the recycling rate of resources, controlling the landfill volume of municipal solid waste, and decreasing the composting of manure during the disposal and utilization of solid waste. Xuzhou city achieved a carbon emission reduction benefit of 16.07 million tons CO2eq, and generally obtained a better synergetic control of environmental pollution and carbon emissions. The results in this research might provide some reference for promoting the construction of “zero-waste zity” and synergizing the reduction of pollution and carbon emissions.
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Key words:
- zero-waste city /
- carbon emission reduction /
- solid waste disposal /
- synergies
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表 1 徐州市各类固体废物产生和处置利用清单分析表
Table 1. Production of various solid wastes in Xuzhou city
产生源 固体废物类别 产生与
处置方式产生与处置量/(×104 t) 增减量/
(×104 t)2018年 2020年 城乡生活 生活垃圾 产生 228.80 240.00 11.20 填埋 104.80 73.68 −31.12 焚烧 124.00 166.50 42.50 餐厨垃圾 产生 20.80 20.10 −0.70 厌氧消化 14.45 20.10 5.65 焚烧 6.35 0 −6.35 园林垃圾 产生 1.00 0.50 −0.50 堆肥 0.48 0.50 0.02 填埋 0.52 0 −0.52 农贸垃圾 产生 7.80 3.17 −4.63 厌氧消化 0.12 3.17 3.05 焚烧 7.68 0 −7.68 废纸 (再生资源) 产生 40.50 14.65 −25.85 回收 40.50 14.65 −25.85 废塑料 (再生资源) 产生 25.50 9.22 −16.28 回收 25.50 9.22 −16.28 电子废物 (再生资源) 产生 85.00 30.74 −54.26 回收 85.00 30.74 −54.26 城乡生活 废钢铁 (再生资源) 产生 160.50 58.04 −102.46 回收 160.50 58.04 −102.46 市政污泥 产生 22.20 18.60 −3.60 回收 9.07 0 −9.07 填埋 1.63 0 −1.63 焚烧 9.33 11.19 1.86 堆肥 0.07 7.41 7.34 简易处置 2.10 0 −2.10 建筑垃圾 产生 2 366.00 2 040.79 −325.21 回收 120.60 155.10 34.50 填埋 1 907.00 1 885.69 −21.31 简易处置 338.40 0 −338.40 农业 秸秆 产生 490.30 516.00 25.70 回收 112.70 83.08 −23.62 还田 357.30 412.80 55.50 简易处置 20.30 20.12 −0.18 畜禽粪便 产生 723.40 729.00 5.60 厌氧消化 275.42 139.40 −136.02 堆肥 312.70 557.60 244.90 简易处置 135.30 32.00 −103.30 废农膜 产生 3.90 2.50 −1.40 回收 1.72 2.36 0.64 填埋 1.78 0 −1.78 简易处置 0.04 0.14 0.10 工业 粉煤灰 (一般工业固体废物) 产生 369.50 335.40 −34.10 回收 369.50 335.40 −34.10 炉渣 (一般工业固体废物) 产生 292.60 208.90 −83.70 回收 292.60 208.90 −83.70 煤矸石 (一般工业固体废物) 产生 287.20 207.10 −80.10 回收 284.60 207.10 −77.50 简易处置 2.60 0 −2.60 脱硫石膏 (一般工业固体废物) 产生 90.50 108.20 17.70 回收 90.38 108.20 17.82 简易处置 0.10 0 −0.10 尾矿 (一般工业固体废物) 产生 52.30 0 −52.30 回收 52.30 0 −52.30 冶炼废渣 (一般工业固体废物) 产生 67.80 157.50 89.70 回收 67.80 157.50 89.70 危险废物 产生 12.17 14.59 2.42 回收 7.09 7.23 0.14 焚烧 5.08 5.20 0.12 注:简易处置指城乡生活领域中的市政污泥和建筑垃圾贮存处置;农业领域中的秸秆和畜禽粪便为农户自用;工业领域的煤矸石、脱硫石膏贮存处置等。 表 2 各类固体废物处置利用过程碳排放系数
Table 2. Carbon emission coefficient of various solid wastes
t CO2eq∙t−1 类别 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 文献 生活垃圾 3.688 — — — — 0.192 −0.124 — [22−23] 餐厨垃圾 4.034 −0.104 0.165 — — — — — [24] 园林垃圾 — — −0.099 — — 0.198 — — [24] 农贸垃圾 4.034 −0.104 — — — — 0.002 — [24−25] 废纸 6.695 — — — −3.908 — — — [24] 废塑料 2.065 — — — −1.020 — — — [24] 电子废物 5.280 — — — −0.866 — — — [24] 废钢铁 1.839 — — — −2.126 — — — [24] 市政污泥 — — 0.050 — 0.191 0.578 0.144 0.500 [26] 建筑垃圾 0.157 — — — −0.150 0.020 — — [24, 27−28] 秸秆 0.756 — — −0.131 −0.508 — — — [29−32] 畜禽粪便 0.433 0.020 0.172 — — — — 0.060 [33−35] 废农膜 2.122 — — — −1.020 0.022 — — [24] 粉煤灰 5.430 — — — −0.954 — — — [24, 36] 炉渣 3.747 — — — −0.954 — — — [24, 36] 煤矸石 0.786 — — — −0.210 — — — [37−38] 脱硫石膏 0.237 — — — 0.029 — — — [24] 尾矿 5.350 — — — −0.178 — — — [39−41] 冶炼废渣 — — — — −4.839 — — — [24] 危险废物 — — — — — — 2.272 — [42] 注:园林垃圾、市政污泥、冶炼废渣、危险废物成分复杂暂未考虑源头减量环节;建筑垃圾、秸秆、废农膜暂未考虑简易处置环节。 -
[1] 生态环境部. 减污降碳协同增效实施方案 [EB/OL]. [2022-09-12]. https://www.mee.gov.cn/xxgk2018/xxgk/xxgk03/202206/t20220617_985879.html [2] 国务院. 2030年前碳达峰行动方案 [EB/OL]. [2022-09-12]. http://www.gov.cn/zhengce/content/2021-10/26/content_5644984.htm [3] WILSON D C, RODIC L, MODAK P, et al. Global waste management outlook [EB/OL]. [2022-09-12]. https://eprints.whiterose.ac.uk/99773/ [4] 中国循环经济协会. 循环经济助力碳达峰研究报告1.0版[R]. 2021-9. [5] 杜祥琬, 刘晓龙, 葛琴, 等. 通过“无废城市”试点推动固体废物资源化利用, 建设“无废社会”战略初探[J]. 中国工程科学, 2017, 19(4): 119-123. [6] 国务院办公厅. “无废城市”建设试点工作方案[EB/OL]. [2022-09-12]. http://www.gov.cn/zhengce/content/2019-01/21/content_5359620.htm [7] 刘晓龙, 姜玲玲, 葛琴, 等. “无废社会”构建研究[J]. 中国工程科学, 2019, 21(5): 144-150. [8] 生态环境部. “无废城市”建设[EB/OL]. [2022-09-12]. https://www.mee.gov.cn/home/ztbd/2020/wfcsjssdgz.html [9] 生态环境部. 关于印发《“十四五”时期“无废城市”建设工作方案》的通知[EB/OL]. [2022-09-12]. https://www.mee.gov.cn/xxgk2018/xxgk2018/xx gk03/202112/t20211215_964275.html [10] 滕婧杰, 祁诗月, 马嘉乐, 等. “无废指数”构建方法探究——以“浙江省无废指数”构建为例[J]. 环境工程学报, 2022, 16(3): 723-731. doi: 10.12030/j.cjee.202112102 [11] 张冰洁, 宋鑫, 王恒广, 等. 基于“无废城市”建设的工业固体废物管理新策略[J]. 环境工程学报, 2022, 16(3): 732-737. doi: 10.12030/j.cjee.202111112 [12] MOGHADAM M A, FEIZI R, FARD M P, et al. Estimating Greenhouse emissions from sanitary landfills using Land-GEM and IPCC Model based on realistic scenarios of different urban areas: a case study of Iran[J]. Journal of Environmental Health Science and Engineering, 2021, 19(1): 819-830. doi: 10.1007/s40201-021-00649-2 [13] YAMAN C, ANIL I, ALAGHA O. Potential for greenhouse gas reduction and energy recovery from MSW through different waste management technologies[J]. Journal of Cleaner Production, 2020, 264: 121432. doi: 10.1016/j.jclepro.2020.121432 [14] WUNSCH C, TSYBINA A. Municipal solid waste management in Russia: potentials of climate change mitigation[J]. International Journal of Environmental Science and Technology, 2021, 19: 27-42. [15] 黄金碧, 黄贤金. 江苏省城市碳排放核算及减排潜力分析[J]. 生态经济, 2012(1): 49-53. doi: 10.3969/j.issn.1671-4407.2012.01.010 [16] 袁长伟, 白娟, 芮晓丽, 等. 基于EIO-LCA模型的陕西省产业碳减排效应[J]. 长安大学学报(社会科学版), 2016, 18(4): 48-55. [17] 孙建卫, 赵荣钦, 黄贤金, 等. 1995-2005年中国碳排放核算及其因素分解研究[J]. 自然资源学报, 2010, 25(8): 1284-1295. doi: 10.11849/zrzyxb.2010.08.006 [18] 徐州市生态环境部. 2018年徐州市固体废物污染环境防治信息公告 [EB/OL]. [2023-01-31]. http://sthj.xz.gov.cn/govxxgk/01405165st/2019-06-05/f0f59186-3ad7-46bc-bdea-a38bb7ea947b.html [19] 徐州市生态环境部. 2020年徐州市固体废物污染环境防治信息公告 [EB/OL]. [2023-01-31]. http://sthj.xz.gov.cn/govxxgk/01405165st/2021-08-16/df5ec584-ea50-4eee-93dc-c777f5594cb4.html [20] 徐州市人民政府. 徐州市“无废城市”建设试点实施方案[EB/OL]. [2023-01-31]. https://www.mee.gov.cn/home/ztbd/2020/wfcsjssdgz/sdjz/ssfa/202003/P020200311777953387721.pdf [21] 罗庆明, 张宏伟, 王雪雪, 等. 我国固体废物分类体系构建的原则、方法与框架[J]. 环境工程学报, 2022, 16(3): 738-745. doi: 10.12030/j.cjee.202112030 [22] 刘晓娜, 韩华, 周宏磊, 等. 北京市简易生活垃圾堆填场垃圾成分特性研究[J]. 中国资源综合利用, 2021, 39(9): 50-52. doi: 10.3969/j.issn.1008-9500.2021.09.015 [23] LIU Y L, XING P X, LIU J G. Environmental performance evaluation of different municipal solid waste management scenarios in China[J]. Resources Conservation & Recycling, 2017, 125: 98-106. [24] EPA, 2016. Individual Waste Reduction Model Tool[EB/OL]. [2022-09-12]. https://www.epa.gov/models/moves/420b09026.pdf, 2009 [25] 李欢, 周颖君, 刘建国, 等. 我国厨余垃圾处理模式的综合比较和优化策略[J]. 环境工程学报, 2021, 15(7): 2398-2408. doi: 10.12030/j.cjee.202102050 [26] 王琳, 李德彬, 刘子为, 等. 污泥处理处置路径碳排放分析[J]. 中国环境科学, 2022, 42(5): 2404-2412. doi: 10.3969/j.issn.1000-6923.2022.05.047 [27] 韩晓桐. 基于环境价值评估的建筑垃圾资源化费用效益分析[D]. 内蒙古科技大学, 2021. [28] 邱巨龙, 丁杉. 建筑垃圾资源化利用的碳减排潜力分析[J]. 新型工业化, 2022, 12(3): 95-98+105. [29] YAN M, CHENG K, LUO T, et al. Carbon footprint of grain crop production in China-based on farm survey data[J]. Journal of Cleaner Production, 2015, 104: 130-138. doi: 10.1016/j.jclepro.2015.05.058 [30] POORE J, NEMECEK T. Reducing food’s environmental impacts through producers and consumers[J]. Science, 2018, 360(6392): 987-992. doi: 10.1126/science.aaq0216 [31] LIU W W, ZHANG G, WANG X K, et al. Carbon footprint of main crop production in China: magnitude, spatial-temporal pattern and attribution[J]. Science of the Total Environment, 2018, 645: 1296-1308. doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.07.104 [32] 霍丽丽, 姚宗路, 赵立欣, 等. 秸秆综合利用减排固碳贡献与潜力研究[J]. 农业机械学报, 2022, 53(1): 349-359. [33] 周元清. 中国规模化生猪养殖碳足迹评估方法与案例研究[D]. 中国农业科学院, 2018. [34] IPCC. 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventory [R]. 2006. [35] SU J J, LIU B Y, CHANG Y C. Emission of greenhouse gas from livestock waste and wastewater treatment in Taiwan[J]. Agriculture, ecosystems & environment, 2003, 95(1): 253-263. [36] 生态环境部. 2019-2020年全国碳排放权交易配额总量设定与分配实施方案(发电行业)[ER/OL]. [2020-12-30]. http://www.mee.gov.cn/xxgk2018/xxgk/xxgk03/202012/t20201230_815546.html [37] 夏德建, 任玉珑, 史乐峰, 等. 中国煤电能源链的生命周期碳排放系数计量[J]. 统计研究, 2010, 27(8): 82-89. doi: 10.3969/j.issn.1002-4565.2010.08.012 [38] 贾铖修. 基于生命周期评价的3D打印建筑结构碳排放量化分析[D]. 浙江大学, 2021. [39] 顾芗. 铁尾矿对环境的影响及综合利用研究[J]. 现代矿业, 2022, 38(5): 237-240. doi: 10.3969/j.issn.1674-6082.2022.05.058 [40] 冯超, 朱海玲, 徐志强, 等. 基于EIO LCA的铁矿石采选温室气体排放强度分析[J]. 中国矿业, 2017, 26(3): 103-106. doi: 10.3969/j.issn.1004-4051.2017.03.021 [41] 林锦, 陈云嫩, 陆柳鲜, 等. 基于生命周期评价法的铜尾矿资源化利用的环境效益分析[J]. 有色金属科学与工程, 2021, 12(3): 106-112. doi: 10.13264/j.cnki.ysjskx.2021.03.014 [42] 高东升. 远北医疗废物处置厂污染防治方案选取和环境影响分析[D]. 哈尔滨工业大学, 2017.