殷 茵，李愛民

(1.江西省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究與規(guī)劃院，330077，南昌；2.江西省政府投資項(xiàng)目評審中心，330046，南昌)

0 引言

目前，全球變暖是世界所面臨的重大環(huán)境問題，大氣中的溫室氣體是導(dǎo)致全球變暖的重要原因。而根據(jù)世界資源研究所 2016 年統(tǒng)計(jì)顯示，廢物處置排放量占全球溫室氣體排放的3.2%[1]。中國已成為世界上最大的城市生活垃圾產(chǎn)生國家，中國的城市生活垃圾產(chǎn)生量約占全球的13%[2]。因此產(chǎn)生溫室氣體的重要來源之一的[3]城市生活垃圾的處置，近年受到越來越多的關(guān)注。龍吉生等的研究表明2020年全國城市生活垃圾的焚燒和填埋處理共減少518 萬t的CO2[4]。李穎利用質(zhì)量平衡法和北京市生活垃圾焚燒企業(yè)溫室氣體排放核算方法計(jì)算出“十三五”期間北京市的生活垃圾處理凈碳排放量為429.500 萬t/a[5]。2021年10月在國務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》中提出了推動(dòng)生活垃圾減量化資源化，發(fā)揮減少資源消耗和降碳協(xié)同作用的任務(wù)要求[6]。本研究以南昌市生活垃圾處理量為研究對象，確定南昌市垃圾處理碳排放的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，為相關(guān)部門實(shí)現(xiàn)碳中和提供參考。

1 研究區(qū)域概況

目前，南昌市生活垃圾處理設(shè)施有3座，其中生活垃圾填埋場1座(南昌麥園垃圾填埋場)、生活垃圾焚燒廠2座(南昌麥園生活垃圾焚燒廠、南昌泉嶺生活垃圾焚燒發(fā)電廠)。南昌市唯一的1座生活垃圾衛(wèi)生填埋場麥園垃圾填埋場建于1997年，設(shè)計(jì)使用年限是 31.5 a，填埋能力為3 500 t/a[8]。隨著南昌市區(qū)和周邊縣城及鄉(xiāng)鎮(zhèn)社會(huì)發(fā)展，以及人民生活水平的日益提高，居民生活垃圾的產(chǎn)量不斷增加，以致麥園垃圾處理廠垃圾處理規(guī)模已超設(shè)計(jì)限額。且因傳統(tǒng)填埋作業(yè)帶來的異味擾民等問題，一直是南昌市環(huán)保整治重點(diǎn)，直到2021年6月才填埋庫區(qū)封場。泉嶺生活垃圾焚燒發(fā)電廠設(shè)計(jì)處理能力1 200 t/a，2022年3月完成改造后全年新增處理入廠垃圾47 萬t，極大緩解南昌市生活垃圾處理壓力。麥園生活垃圾焚燒廠設(shè)計(jì)日焚燒處理能力為2 400 t/a，于2020年3月全面投產(chǎn)運(yùn)行。

南昌市2015—2021年生活垃圾收運(yùn)及處置情況如圖1所示。

圖1 南昌市生活垃圾收運(yùn)處置量

從圖1可知，2015—2019年生活垃圾的收運(yùn)量一直在穩(wěn)步提升。2020年和2021年南昌市的生活垃圾產(chǎn)生量增量有增速下降，分析原因是在2019年年底新冠疫情爆發(fā)，影響了人民的生產(chǎn)生活，同時(shí)《南昌市生活垃圾分類管理?xiàng)l例》在2020年施行，在一定程度上減緩了生活垃圾處理的增速。2015—2019年的生活垃圾處置以運(yùn)至麥園垃圾填埋場為主，泉嶺生活垃圾焚燒發(fā)電廠處理部分生活垃圾。至2020年衛(wèi)生填埋比例明顯下降，而焚燒處理的比例明顯增加。填埋量下降58.5%，焚燒量增加77 萬 t，垃圾焚燒處理率達(dá)69%。主要原因是隨著科技的發(fā)展，具有耗時(shí)短、占地面積小、運(yùn)營過程中更綠色安全和余熱可回收等優(yōu)點(diǎn)的焚燒處理受到廣泛認(rèn)可[9]。2020年3月南昌固廢處理循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目全面投產(chǎn)運(yùn)行，將南昌市生活垃圾焚燒處理規(guī)模提升至3 600 t/a。2021年南昌市生活垃圾焚燒量不斷增多，原生垃圾填埋量逐漸趨零，其中焚燒量包括大南昌都市圈轉(zhuǎn)移協(xié)同處置43 萬 t的生活垃圾共計(jì)178.87 萬 t，焚燒比例達(dá)96.4%。

2 研究方法

根據(jù)南昌市《固體廢物污染環(huán)境防治信息公告數(shù)據(jù)(2015—2021)》采用中國產(chǎn)品全生命周期溫室氣體排放系數(shù)集(2022)中的相關(guān)系數(shù)，構(gòu)建模型估算了南昌市城市生活垃圾碳排放量，見公式(1)。

D=Q1D1+Q2D2

(1)

式中：D為該年生活垃圾處置環(huán)節(jié)碳排放總量(t)；Q1為該年衛(wèi)生填埋量(t)；Q2為該年生活垃圾焚燒發(fā)電處置量(t)；D1為衛(wèi)生填埋處置排放系數(shù)(612.64 kgco2-eq/t) )(每噸生活垃圾填埋產(chǎn)生612.64 kg的CO2排放)[7-8]；D2為焚燒發(fā)電處理排放系數(shù)(-124.3 kgco2-eq/t))。

3 研究結(jié)果

衛(wèi)生填埋法采用下層防滲，垃圾分層填埋，上層壓實(shí)后覆土，使垃圾在厭氧條件下發(fā)酵，實(shí)現(xiàn)無害化處理[9]。填埋排放的CH4量占人類活動(dòng)排放總量的12%[10]，是全球第三大CH4排放源[11]并且甲烷的全球變暖潛勢是二氧化碳的29.8倍。垃圾焚燒過程排放的溫室氣體(GHGs)包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亞氮(N2O)，其中CO2的排放比CH4和N2O的排放更顯著[12]。

2030年生活垃圾處理量數(shù)值根據(jù)已發(fā)布的《南昌市生活垃圾焚燒發(fā)電規(guī)劃(2018—2030 年)》確定，到2030年南昌市的垃圾分類收集體系已健全，生活垃圾回收利用率達(dá)到35%以上，垃圾處理量預(yù)計(jì)減少至3 938 t/a。焚燒量按照南昌市的規(guī)劃實(shí)現(xiàn)了填埋量趨零。南昌市生活垃圾處理碳排放總量如表1和圖2所示。

表1 南昌市生活垃圾碳排放量

圖2 南昌市生活垃圾碳排放總量變化

從表1和圖2可知，2015―2019年生活垃圾處理排放總量總體而言一直呈上升趨勢，碳排放總量的變化受生活垃圾處理量的影響最大，其變化趨勢與南昌市生活垃圾處理量的變化趨勢基本一致。2020年、2021年年生活垃圾處理碳排量分別下降55.54 萬t、36.08 萬t。其變化趨勢并沒有隨著生活垃圾的處理量增加而增加，其變化的主要原因是南昌市發(fā)展生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了生活垃圾處理的碳減排。2030年垃圾處理總量有所下降，碳排放的變化趨勢與處理量的變化趨勢保持一致。平均每噸焚燒的生活垃圾碳排放量凈碳排放量為-123.45 kg。與陳紀(jì)宏等[13]用生命周期評價(jià)算出的混合垃圾焚燒凈碳排放量為-130.12 kg/t以及Yili Liu等[14]用生命周期分析計(jì)算出的生活垃圾焚燒產(chǎn)生的溫室氣體凈排放量為-124.3 kg/t的研究結(jié)果基本一致。

4 結(jié)論與討論

2015—2021年，南昌市的垃圾處理量一直呈上升的趨勢，垃圾處理無害化處理程度達(dá)到100%，無害化處理方式也從原來的以填埋處理為主，轉(zhuǎn)變?yōu)榉贌幚砣〈盥瘢瑢?shí)現(xiàn)原生垃圾填埋量逐漸趨零。南昌市作為全國46個(gè)生活垃圾分類試點(diǎn)城市之一。2030年的垃圾處理量減少為3 938 t/a。遠(yuǎn)期隨著南昌市向打造千萬人口大都市邁進(jìn)，生活垃圾處理量仍然會(huì)隨著人口增加不斷增長。

南昌市的生活垃圾無害化處理程度在研究期內(nèi)都達(dá)到100%。垃圾處理方式占比有巨大變化，垃圾填埋從原來的78.2%減少至3.6%，滿足生活垃圾資源化的焚燒處理總量不斷增加。

2019年之前南昌市生活垃圾碳排放總量與垃圾處理量的變化趨勢一致，2020年隨著無害化處理的方式改變而改變。碳排放總量減少55.54 萬t。

生活垃圾處理低碳化的實(shí)現(xiàn)離不開政策的支持和技術(shù)的創(chuàng)新?，F(xiàn)階段南昌市的生活垃圾的分類管理體系還不夠健全，需要進(jìn)一步完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，加大管治力度，提升生活垃圾分類投放效果，合理布局生活垃圾收集容器，推進(jìn)收集能力與收集范圍垃圾產(chǎn)生量相匹配。并鼓勵(lì)市民在源頭做好垃圾減量和分類。同時(shí)需強(qiáng)化科技支撐，努力研發(fā)新型的垃圾處理技術(shù)，鼓勵(lì)分揀中心使用智能化分揀設(shè)備，加強(qiáng)生物質(zhì)的物質(zhì)和能量利用。