王凯军：有机固废处理行业的碳减排贡献
9月13日，在“2021(第九届)上海固废热点论坛”上，清华大学环境学院教授、国家环境保护技术管理与评估工程技术中心主任王凯军以当下“碳中和、碳达峰”的时代背景，从有机固废处理与“碳中和”的关系、碳核算方法、处理工艺及减排潜力四个方面深入分析有机固废处理行业对碳减排的贡献。
来源：中国固废网 整理：郝海靖
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9月13日，在“2021(第九届)上海固废热点论坛”上，清华大学环境学院教授、国家环境保护技术管理与评估工程技术中心主任王凯军以当下“碳中和、碳达峰”的时代背景，从有机固废处理与“碳中和”的关系、碳核算方法、处理工艺及减排潜力四个方面深入分析有机固废处理行业对碳减排的贡献。
清华大学环境学院教授、国家环境保护技术管理与评估工程技术中心主任 王凯军
我们首先回顾几个时间点：1997年，各国签订了《京都议定书》，在国家层面首次设定减排目标；2009年，哥本哈根气候大会，第一次统一设定温室气体排放限额；2015年12月，各国签订首份具有法律约束力的全面气候变化协议《巴黎协定》，但未能有效执行；2020年9月，习总书记在联合国大会上提出：“3060”的目标；2021年3月15日，中央财经委员会第九次会议习总书记强调：把“碳达峰、碳中和”纳入生态文明建设整体布局。
在1997年第一次提出减排时，我国的温室气体排放排在全球第三位，约50亿吨二氧化碳当量。2009年哥本哈根大会时，我国已经上升到100亿级，成为排放第一大国。当时我国和国际上争论最多的是“人类共享生存权和发展权，共同但有区别的责任”，也因此为我国争取到很大的时间缓冲。2020年，中国温室气体排放量到了140亿吨二氧化碳当量，把其他国家远远甩下，第二到第四位排放量相加依然赶不上我国。
所以，习总书记提出“3060”时选择了非常恰当的时间点，打了一张先手牌。如果拖到在拜登上台以后，对方马上就会谴责中国的碳排放问题。我国在当时紧张的疫情下，在复杂的国际关系下，在激烈的中美贸易战背景下，仍然主动提出“3060”的目标，占据了道德上高地。此外，我们在争取了20年的发展时间后，确实面临发展方式和产业转型的问题，否则下一步会有贸易壁垒对我们产生很大的压力。比如欧洲的“碳关税”一旦实施，对我国出口贸易会产生严重影响。
在固废方面，从CDM（清洁发展机制）到我国开始实施的碳交易，CCER（国家核证资源减排量），在工业、农业及城市固废领域，垃圾焚烧、填埋气、畜禽粪便等的相关方法学已经公布，但在新兴的餐厨垃圾、厨余垃圾等有机固废领域，尚无相关方法学。
在2009年前后，我国便开始筹备CDM项目开发及碳交易，由此也成为风电发展的重要推动力。但到2013年之后，为限制中国和印度两个大户，欧盟碳交易市场（EU-ETS）不再接受来自中国的新注册CDM项目。于是，我国先后在8个试点省市开展碳排放权交易。今年年初，随着《全国碳排放权交易管理办法（试行）》发布，全国的交易市场开放。近日，中央办公厅印发《关于深化生态保护补偿制度改革的意见》（以下简称“《意见》”），提出“将具有生态、社会等多种效益的林业、可再生能源、甲烷利用等领域温室气体自愿减排项目纳入全国碳排放权交易市场”。这两份文件对于我国碳交易市场的发展具有重大意义。
在CDM项目阶段（2005-2012），我国共注册3861个CDM项目，占全世界46%，并在2013年前后达到峰值，我国也在此阶段获取了不少国际上的资金。
在碳交易试点阶段（2013-2020），初期着重推动风电和水电项目，随后增加光伏和沼气项目，接着进一步补充了农业沼气、碳汇造林等，项目申请数量大。此阶段发布的CCER审定项目近3000项。自2017年发改委叫停后，在国内实施的CCER项目非常有限。
在众多项目中，固废相关的项目占比约18%，包括甲烷回收（7.0%）、生物质利用（5.7%）、垃圾焚烧（3.9%）、填埋气回收（1.2%）。对于有机固废行业，减排量占10%左右，是非常可观的比例。
我国的碳交易市场设立初期，企业只有5%的交易限额，之后的《碳排放权交易管理暂行条例（草案修改稿）》未明确提及具体限额。中央办公厅9月12日印发的《意见》旨在发挥市场机制，推进多元化补偿。
CDM项目的开发流程与CCER基本相似，只是部分环节审批的主体不同。CDM方法学设计主要包括：适用条件的确定、额外性评价与论证、基准线的方法学，检测方法学，在CCER方法学中是一样的。我国已经发布的200个CCER文件，其中有174个是从CDM直接转化的，这两个方法没有本质上的差别。
适用条件的确定
以秸秆发电为例，边界条件往往被详细列出，堆放、运输，包括整个电网的情况，都会影响最终减排量的计算。不同的项目会有不同的设计边界条件，有些项目甚至十几条的边界条件。
项目的额外性
额外性是指CDM项目活动所带来的减排量相对于基准线是额外的，即这种项目及其减排量在没有外来CDM支持情况下，存在具体财务效益指标、融资渠道、技术风险、市场普及和资源条件方面的障碍因素，靠国内条件难以实现。
简单来讲，某项目如果没有CDM，没有政策的支持难以实现。比如，如东生物质项目是我国第一个规模化生物质利用示范项目，为引进锅炉设备额外投入资金6000余万元，且该项目比煤的单位能耗的成本高，具有CDM项目所要求的经济额外性。此外还有政策额外性、技术额外性，都是需要考虑的。
减排量计算
减排量计算公式：减排量=基准线排放量-项目排放量-泄露量
其中，泄露量指项目本身的能耗。例如，厨余垃圾在制定方法学后，要考虑运输的能耗、沼渣焚烧时添加的辅助燃料，都属于泄露量。而是否考虑生命周期的影响，比较复杂，可能存在不同行业重复计算的问题。此外，每一个项目应按照要求设定监测系统，之前规定由第三方核查，下一步由哪一机构核查尚未确定。
上面提到在200个CCER方法学中，174个由CDM转化，另有26个新开发的方法学。一般来讲，需要行业龙头和第三方机构联合开发，才能建立新的方法学。对于有机固废行业，目前厨余垃圾、餐厨垃圾尚存方法学缺口，特别是沼渣农用方法学的制定具有很大难度，因为沼渣农用替代化肥，而每种化肥的成本、能耗都不一样，计算起来非常困难，而这对行业又有深远的影响。
有机固废行业前期的开发工作非常重要。在细分领域，规模小的项目，前期的开发、手续包括监测投入较大。有些小型项目无法推进是因为其收益难以覆盖成本。
山东民和鸡粪沼气发电项目，之前获取CDM认证，最近与北京中碳合作开发沼气制取天然气的方法，并已经提交。此项目每年产生8万吨温室气体减排量，该减排量通过国际第三方核查机构核证及联合国签发后，通过世界银行进行碳交易并持续6年，每年可获得700万元碳减排收益，成为发电工程的主要利润来源，占比80%-90%。碳交易的收益大幅提高了整体项目的盈利性。因此，碳减排对于有机固废行业起到非常重要的作用。
对于餐厨垃圾和厨余垃圾，从好氧工艺和厌氧工艺来说，经过碳核算，如果不计算替代化肥的部分，好氧堆肥工艺的净二氧化碳排放量是正值，而厌氧发酵是负值，是碳汇。
以济阳餐厨项目为例，餐厨垃圾采用厌氧工艺，通过提油、产沼获得收益，餐厨垃圾工艺流程的净碳减排量约200kgCO2e/t。餐厨垃圾的厌氧处理工艺本身是负碳，但如果算上运输过程，就是泄露量的增加，净减排量会大打折扣。餐厨垃圾处理工艺中，粗油提取的减排量占比很高，而厨余垃圾处理没有提油工艺，加之运输过程，需要精细核算厨余到底属于负碳行业还是正碳行业，这个问题需要仔细思考。
此外，技术方案的改进可以贡献更多负碳。厨余垃圾和餐厨垃圾处理中分离的轻物质，其中有一半需要外运至垃圾焚烧厂。这部分多是纤维、塑料等，如果通过热解技术替代辅助燃料，可以减少外运带来的碳排放。最重要的是共同开发沼渣、沼液回用的方法学，会使有机固废行业有更大的潜力。
根据我们关于工业废水、农业废弃物和城市废弃物产沼的研究工作（非最终数据）。工业废水产沼气潜力在2030年、2060年可达430亿m³和570亿m³，农业废弃物产沼潜力在2030年和2060年分可别到1130亿m³和1300亿m³，城市废弃物产沼潜力在这两个时间分别为290亿m³和340亿m³。根据工农业及城市的有机物资源量估算，我国的产沼潜力从目前的500亿m³可达2000亿m³左右，整体对碳减排的贡献接近10亿吨二氧化碳当量。届时，这10亿吨的减排潜力可占我国总排放量的5%-10%，也是很可观的比例，有机固废行业将为实现“碳中和”贡献巨大力量，也是令人期待的行业。
今年，习总书记提到把“碳达峰、碳中和”纳入生态文明建设整体布局。在工业方面，厌氧消化是减污降碳和资源回收的核心技术手段；城市方面，是循环经济，生态文明城市的有效措施；在农业上，是提高农民收入和农村生活质量的有力抓手。因此，大力推动碳减排、发展厌氧技术是贯彻生态文明建设的有效途径。
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