2021年12月13日,生态环境部环境规划院等编制发布了《中国产品全生命周期温室气体排放系数集(2022)》,并同步上线了“中国产品全生命周期温室气体排放系数库”(http://lca.cityghg.com/pages/item/3071/3,下简称“系数库“)。
“清气团智库”引用系数库计算:中国生活垃圾焚烧行业碳减排量 = 混合垃圾焚烧排放系数 x 垃圾焚烧处置量,得出中国垃圾焚烧行业理论碳减排3200万吨年。
研究团队对“系数库“和“减排量”有以下两个质疑:
第一, 系数库编写团队从多篇文献分别选取焚烧、填埋排放系数,有“选择性偏差”的可能;故意放大混合垃圾焚烧、填埋两种方式温室气体排放系数的差距,有美化垃圾焚烧行业的嫌疑。
第二, 垃圾焚烧处置量不应基于垃圾焚烧厂设计运行能力进行计算,“清气团智库”过高估计垃圾焚烧处置量,有美化垃圾焚烧行业的嫌疑。
系数库编写团队在确定“混合垃圾焚烧温室气体排放系数”(下简称“焚烧系数”)和“混合垃圾填埋温室气体排放系数”(下简称“填埋系数”)时,共引用了Yili Liu(2017)[1]、Yijun Liu(2021)[2]、Yan Zhao(2014)[3]三篇文章。根据引文,垃圾处理(处置)温室气体排放系数的计算方式如公式1。实际中,由于技术不同,焚烧、填埋的计算项目有所差别,详见表1。
排放甲烷(CH4)和一氧化二氮(N2O)折算为二氧化碳(CO2)量- 碳封存量
注:排放甲烷折算为二氧化碳值=甲烷排放量x全球变暖潜能值,能量回收抵消值=发电量(MWh/t)x电力排放因子(0.58tCO2/MWh)表1. 不同技术条件下对温室气体排放系数的计算方法最终,系数库采纳-124.3kg (千克二氧化碳当量/吨(kg CO2-eq/t)) 作为“焚烧系数”,该数值直接来自Yili Liu(2017)一文;采纳612 kg CO2-eq/t作为“填埋系数”,该数值来自Yijun Liu(2021)一文[4]。但是,Yili Liu(2017)根据有无能量回收,还计算了“填埋系数”,分别为:192.2kg CO2-eq/t(无能量回收)、116.7kg CO2-eq/t(有能量回收);Yijun Liu(2021)还计算了“焚烧系数”,分别为:147kg CO2-eq/t(2012)、177 kg CO2-eq/t(2005),详见表2。可以发现,系数库编写团队在确定“焚烧系数”和“填埋系数”时,分别选取了Yili Liu(2017)、Yijun Liu(2021)两篇文章中所有数值的最低值“-124.3 kg CO2-eq/t”和最高值“612.64 kg CO2-eq/t”,“选择性”取值有意放大了混合垃圾焚烧、填埋两种方式温室气体排放系数的差距,详见表2。需要特别注意的是,Yijun Liu(2021)在计算“填埋系数”时,没有考虑“碳封存”的温室气体减排效应。另外需要说明的是,第3篇引文Yan Zhao(2014)是关于香港厨余垃圾填埋的讨论,且收稿时间为2013年12月,与系数库引用的数据时间2014-2015不匹配,研究团队认为对确定“混合垃圾填埋的温室气体排放系数”没有参考价值。
研究团队认为,编写团队在编写一套指数中分别引用2组数字中的两个,如果没有特别说明,有违常识。
“清气团智库”在计算中国垃圾焚烧行业年理论碳减排时,使用公式:中国生活垃圾焚烧行业碳减排量=混合垃圾焚烧排放系数(-124.3 kg CO2-eq/t)x 垃圾焚烧处置量,并假设垃圾焚烧行业年运行时长不少于8000小时(333天),最终得出3200万吨的年减排量。研究团队认为,“清气团智库”基于一个高估的假设值进行计算,有美化垃圾焚烧行业的嫌疑。事实上我国的焚烧厂平均运营天数比设计的少得多。计算发现,我国焚烧厂平均每年满负荷运营天数(等于年度总焚烧量除以总日处理能力)呈递减趋势,2012-2019年平均值为281天,2019年仅有259天(详见:我们还需建设多少座焚烧厂?)。由此计算,碳减排仅为“清气团智库”估算值的77.8%。根据实际情况,2019年中国城镇(城市和县城)生活垃圾清运量31077万吨,按照《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》(2021)总结的全国城镇生活垃圾焚烧处置率约45%(高估)计算,2019年我国城镇生活垃圾焚烧处置量为13985万吨,按照上述公式计算碳减排为1738万吨。按照我国城镇生活垃圾3%增长率估算,到2021年底,碳减排为1843万吨/年,仅为“清气团智库”估算值的57.6%。可以发现,按照我国的焚烧厂实际运营天数或实际处置量对垃圾焚烧行业进行估算,估算值分别为2489万吨/年和1843万吨/年,远低于“清气团智库”3200万吨年的估算值。研究团队期待,“中国产品全生命周期温室气体排放系数库”编写团队重新审校“混合垃圾焚烧温室气体排放系数”和“混合垃圾填埋温室气体排放系数”,避免有“选择性偏差”的系数对垃圾焚烧的过度美化。研究团队认为,垃圾管理应当遵循“倒三角”原则,即预防产生>源头减量>循环再生>回收利用>末端处置,而垃圾焚烧处置被普遍归为后两个最次的环节。垃圾焚烧行业最优先关注的碳减排,应当主要来自技术变革带来的温室气体减排和燃烧效率提升。比如,通过垃圾焚烧炉加装AI技术,推动提升设备运行稳定性,从而提高生活垃圾的吨发电量、降低碳排放。参考资料:
[1] Yili Liu, P.X., Jianguo Liu. Environmental performance evaluation of different municipal solid waste management scenarios in China. Resources Conservation & Recycling 125(2017).98-106[2] Yijun Liu, Siqin Chen, AJ Y. Chen, Ziyang Lou., Variations of GHG emission patterns from waste disposal processes in megacity Shanghai from 2005 to 2015. Journal of Cleaner Production. 295 (2021).126-338[3] Yan Zhao, W.D., et al. Environmental impacts of different food waste resource technologies and the effects of energy mix. Resources, Conservation and Recycling. 92(2014). 214–221[4] Yijun Liu(2021)一文在计算填埋温室气体排放系数时,在没有计算“碳封存”对于碳减排的情况下,得出上海市生活垃圾填埋的温室气体排放系数602 kg CO2-eq/t(2014)、577 kg CO2-eq/t(2015),编写团队的采纳值为612 kg CO2-eq/t,与上述数字均不完全一致。但由于引文单一,本文认为612 kg CO2-eq/t一数值很可能与602 kg CO2-eq/t(2014)一数值高度关联。