华佳①②③ HUA Jia；柏双友① BAI Shuang-you；瞿立新① QU Li-xin；李治阳① LI Zhi-yang
（①无锡环境科学与工程研究中心，无锡 214153；②无锡城市职业技术学院，无锡 214153；③南京信息工程大学，南京 210044）
（① Wuxi Research Center for Environmental science and Engineering，Wuxi 214153，China；
②Wuxi City College of Vocational Technology，Wuxi 214153，China；
③ Nanjing University of Information Science and Technology，Nanjing 210044，China）
摘要： 本文介绍了垃圾管理过程中的温室气体产生机制和碳排放评价模型，总结了城市生活垃圾的低碳管理策略，为优化管理体制、提高管理效率、推动行业的可持续发展提供了依据。
Abstract: The paper introduces the generating mechanism, evaluation models of carbon emission and low carbon management strategy of MSW, which proposes tools for management optimization, efficiency improvement and sustainable development of MSW treatment industry.
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关键词 ： 城市生活垃圾；低碳；管理策略
Key words: municipal solid waste；low carbon；management strategy
中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）34-0010-03
基金项目：江苏省博士后科研资助计划项目（1301067C）；江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目（201313748007Y）；无锡城市学院（无锡环境科学与工程研究中心）重点课题（WXCY-2012-GZ-003）。
作者简介：华佳（1970-），男，江苏徐州人，博士，副教授，研究方向为固体废弃物的处理处置与资源化。
0 引言
城市生活垃圾是指在城市日常生活或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废弃物。发达国家城市生活垃圾产量约为3吨/人·年，年增长率为3.2%～3.7%，据《2012年环境统计年报》，我国城市生活垃圾年产量为1.97亿吨[1]，年增长率为7%～9%[2]，估计2020年全国城市垃圾年产量将达到2.6-2.9亿吨[3]。
生活垃圾在储存、运输和处理过程中都会产生温室气体，主要包括CO2、CH4和N2O。根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）估算，来自垃圾系统的温室气体排放占全球温室气体排放总量的5%。全世界每年排放的CH4量大约为5亿吨，其中来自城市生活垃圾填埋场的就有2200～6000万吨，CH4对温室气体总量的贡献率已由2000年的3.75%增加到2010年的4.83%[4]。在江浙沪地区，生活垃圾填埋产生的CH4量占到该区域CH4排放量的19%，仅次于农业活动产生的CH4排放量[5]。鉴于此，IPCC发布的《气候变化2007综合报告》指出，垃圾处理过程中产生的CO2、CH4等已成为人为温室气体的重要来源，并明确将它作为一个独立对象来计算温室气体排放量。我国政府对源自生活垃圾处理的温室气体排放高度重视，并在2007年编制的《中国应对气候变化国家方案》中，将加强城市垃圾管理作为减缓温室气体排放的重点领域之一。
1 城市生活垃圾碳排放机制
生活垃圾（如厨余垃圾等）含有很多有机物，它们在堆放过程中会因发酵腐败产生温室气体。其中，CO2主要来自有机物的转化，CH4主要来自厌氧发酵过程，N2O来自脱氮的硝化反硝化过程。因此，垃圾在未进入收集系统之前就已经开始碳排放。另外，在垃圾的运输过程中，除了垃圾本身产生温室气体外，车辆也会因为消耗化石燃料而排放温室气体。在垃圾的处理方法中，卫生填埋应用较广，但如上所述，该法的碳排放量非常大，并且填埋场还会产生垃圾渗沥液，其处理过程会继续产生温室气体；此外，填埋场渗滤液处理过程中还会由于电力、燃料的消耗而间接产生温室气体。堆肥处理生活垃圾的碳排放主要包括堆肥前的好氧发酵产生的温室气体以及堆肥过程中垃圾有机物降解产生温室气体排放。焚烧处理生活垃圾的碳排放主要体现在垃圾燃烧时自身产生的温室气体、用于助燃的化石燃料燃烧所排放的温室气体以及焚烧厂渗滤液处理过程中产生的温室气体。
2 城市生活垃圾碳排放评价方法
国内外学者对垃圾碳排放评价方法的研究已取得不少成果，由于处理工艺、管理模式和核算模型不同，城市生活垃圾处理的碳排放量差别较大。目前，研究温室气体排放的方法主要有：IPCC发布的国家温室气体清单[6]、温室气体排放企业核算与报告准则[7]、全生命周期评价（LCA）方法[8,9]、CDM法和上游-操作-下游（UOD）表格法等[10，11]。其中，在核算垃圾处理的碳排放时以LCA模型的应用居多。LCA模型能够全面考虑垃圾处理全过程中的碳排放，可用于计算一个项目、一个地区或者一个国家尺度的碳排放，机制更为合理。但由于诸多清单数据难以获得，目前还不能将LCA确定为权威的核算方法。IPCC指南（2006）总结了各地的温室气体排放计算方法，在第五卷中提供了废弃物处理温室气体排放量的计算方法。该法主要针对国家碳排放进行核算，提供了大量缺省值，可供世界各国用来估算碳排放清单，但目前该方法还很少用于不同垃圾处理方式碳排放的比较研究，且对新技术还缺乏相应的缺省值。Gentil等针对现有核算方法的不足，提出了UOD表格法，用于比较不同数据来源的结构性差异[10]；Boldrin等应用UOD方法研究了发达国家焚烧、填埋、堆肥及厌氧消化等固体废弃物处理过程的温室气体排放规律[12]，但目前相关案例研究的报道较少，且核算过程较为复杂。相对而言，在具有基本技术数据的前提下，不同的核算方法能够互相印证，因此，用更为科学的算法改进目前较为权威的碳排放核算方法更有实际意义。2009年，欧洲研究人员提出一种适用于城市尺度的、实现固体废弃物减量和循环再利用的“零固废”管理系统，它以CO2ZW为评价工具，来监测固废处理过程中的温室气体排放并编制清单。CO2ZW工具可用于评价固废相关的管理计划、项目实施和政策决策，监测固废管理中的薄弱环节并帮助管理部门提高管理能力[13，14]，尽管它比较适合城市尺度的温室气体排放核算，但如果提供足够的数据，CO2ZW同样可以用于省区和国家尺度的碳排放评价。
3 城市生活垃圾低碳管理策略
3.1 促进垃圾的源头减量 源头减量是垃圾管理首要的也是最有效的措施。虽然我国已颁布《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》和《中华人民共和国清洁生产促进法》等法律法规，但由于缺少配套政策和措施，减量化效果并不显著。根据国外经验，生产者责任延伸（EPR）制度能够从源头上减少垃圾产量，并建立有效的回收体系[15]。该制度要求垃圾产生者不仅要对垃圾的产生负责，还有对垃圾的回收、循环利用和最终处置承担一定的责任。日本的《容器和包装回收法令》，欧盟的《禁止在电子电气产品中使用有害物质的规定》、《废弃的电子电气产品管理指令》等法令，都是这一制度的产物。我国同样存在产品过度包装、增加垃圾产生量的现象，因此应在产品包装领域率先实行EPR制度。此外，还要严格控制煤制品的产量，提高城市燃气化水平，以有效减少垃圾中碳含量；提倡绿色生活服务方式，鼓励净菜上市销售；条件许可时，应在家庭厨房下水处安置粉碎机，将餐厨垃圾粉碎后再排放入污水管道。积极学习国外成熟的经验，做好源头减量试点工作，为以后的大面积推广积累经验。
3.2 推行垃圾分类收集工作 垃圾分类收集是指据垃圾的特点将其分成不同类别分别收集，这是提高垃圾“减量化、资源化、无害化”管理水平的重要举措，也是发展循环经济、推进垃圾低碳化管理的首要步骤。目前，垃圾分类已在欧美、韩国、日本、巴西等国家和地区普遍实施，由居民负责进行，而在我国尚处于试点阶段，主要由政府负责。因此，垃圾分类收集要从个人和家庭抓起，并且建立健全配套规章制度。对自觉进行垃圾分类的市民应给予奖励或补贴，或以高于市场价进行差价收购，或从税收上进行激励；建议将收集、转运工作发包给特许经营商，以民营资本为主要经营方式，政府部门主要进行考核监督、发放补贴，以此来提高垃圾分类的收集率和工作效率。
3.3 采用低碳处理处置技术 生活垃圾处置方式主要有堆肥、填埋、焚烧三种方式。生活垃圾的低碳处理处置需遵循“减量-减排-再利用-再循环”的路径。有效的做法有：推行环保处理技术，鼓励清洁生产、发展生态农业，倡导废品的回收和循环利用，采用垃圾处理新技术。餐余、园林及粪便等生物垃圾适合于堆肥，厌氧堆肥是最低碳的生物垃圾处理技术[16]。垃圾填埋会产生渗滤液和甲烷，2008年中国垃圾填埋场排放的甲烷体积占了垃圾处理部门排放的温室气体总和的95.5%[17]，此项技术应限制应用。热值高、含水率低的垃圾适合于焚烧，垃圾焚烧可使体积减容可达90%，焚烧产生的蒸汽可用于发电或供热。近年来，垃圾焚烧技术在中国获得快速发展，为提高垃圾焚烧的效率和积极性，政府对焚烧项目给予了经济补贴或税收优惠。在焚烧过程中可以采用先进的干馏技术，该法处理后的残留物主要是炭、渣土，是生活垃圾低碳处理的优选方案。
3.4 积极参与全球碳交易 为促进全球温室气体的减排，联合国于1992年和1997年先后通过了《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》，用市场机制解决CO2减排问题，即把CO2排放权作为一种商品进行交易，简称碳交易。碳交易是通过经济杠杆实现碳减排的一种有效方式，国家应加大推广力度。2009全球碳交易达82亿吨CO2，比2008年上升68%[18]，是2005年的7倍[19]。我国虽然不是《京都议定书》规定的强制减排对象，但我国温室气体排放增长迅速，2008年的排放量约占全球总排放量的22.2%，比1992年增长了166.5%，而同期世界平均增长仅为41.7%。面对严峻的减排形势，我国积极参与减排行动，据2014年1月资料，我国碳减排量约为5.9亿吨CO2当量/年，占全球年总减排量的61.3%[20]。
3.5 培养居民低碳生活意识 从垃圾的最初产生到最后处置都离不开群众的参与。因此，加强对低碳生活方式的宣传，培养居民的低碳生活意识，对建立垃圾低碳管理体系至关重要。可以通过各种媒体进行低碳宣传，包括报纸、电视、广播、广告、网络、短信等多种平台；还可以在社区、医院、学校、政府机关、公共场所进行宣讲或讲座，倡导大家理性消费，放弃购买过度包装的商品，对垃圾进行分类回收，提高全民的生态环境意识和垃圾低碳管理意识。
3.6 完善法律法规建设 虽然我国也制定了一些有关垃圾管理的法律法规，但还不完善。为此，我国要从生活垃圾的产生、处理、处置等环节进行综合考虑，制定适合我国国情的细节性法规，例如强制回收包装品制度、商品限量包装规定、垃圾强制分类规定等。引导垃圾处理行业进行市场化竞争，强化对垃圾处理运行的监管。另外，垃圾处理费征收制度很不健全，2009年全国只有57.2%的城市出台并实施了生活垃圾收费政策[21]，多数地区垃圾处理费收缴率不足50%。要建立生态税观念和相应制度，改革收费方式，由上门征收转变为由公共部门代为征收，提高征缴率；按照垃圾重量缴费，尝试从量收费制度，强化居民对垃圾处理费缴纳的认同。
3.7 加强管理体制改革 垃圾低碳管理要统一领导、分级负责，倡导政府、企业、物业、居民共同进行垃圾低碳化管理，多方参与、相互监督，以实现垃圾管理的多层次、全方位、社会化。管理中要坚持政企分开，政事分开的原则，主管部门应引入市场机制，鼓励民企、私企参与到垃圾管理中来，并给予适当奖励、补贴和政策扶持，提高参与者的积极性，实现低碳生活人人有责。政府部门要通过财政税收、国家补贴以及企业融资等方式加大资金投入，来完善包括用于垃圾分类收集在内的基础设施建设，为垃圾的低碳管理提供必要的物质基础。
4 结语
随着我国经济的快速发展和城镇化进程的加快，城市生活垃圾的产量逐年递增，垃圾在储存、运输和处理过程中会产生大量的温室气体，其碳排放评价方法主要有IPCC清单法、企业核算与报告准则、LCA法、CDM法、UOD表格法以及CO2ZW模型等。在生活垃圾的低碳管理策略上，要做好源头控制、强化分类、培养低碳意识、完善法律法规、改革管理体制、吸引各方参与等几方面的工作，为优化管理、提高效率、推动行业的可持续发展提供依据。
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