我国垃圾焚烧、填埋排放了多少温室气体？

摘要：

在全球紧迫的气候行动中，对我国垃圾焚烧、填埋排放的温室气体进行更加准确的核算，继而合理设定垃圾处理行业减排目标的任务十分迫切。
本文基于我国生活垃圾焚烧、填埋处理量，参考不同垃圾处理方式的温室气体排放强度，对我国2014-2020年垃圾焚烧（二氧化碳）、填埋（甲烷、氧化亚氮）的二氧化碳当量排放量进行了估算，对2021-2025年通过垃圾填埋气回收和提高回收利用率带来的预期减排量进行了估算。
结果发现，2014-2020年我国生活垃圾焚烧、填埋处理温室气体排放量从57,401万吨增长到75,081万吨二氧化碳当量。通过增加填埋气回收装置和通过提高回收利用率，预期2025年可分别实现减排量高达20,133万吨和8,610万吨二氧化碳当量。

2021年11月10日，中国和美国在联合国气候变化格拉斯哥大会期间发布了《中美关于在21世纪20年代强化气候行动的格拉斯哥联合宣言》，再次强调“将全球平均气温升幅控制在低于2°C之内，并努力限制在1.5°C之内”的目标，尤其强调“废弃物行业甲烷减排”等多个目标[1]。

根据《中华人民共和国气候变化第二次两年更新报告》（2018），我国2014年城市生活垃圾处理排放1.04亿吨二氧化碳当量，包括：甲烷（CH4）656.4万吨，按照系数21折算二氧化碳当量8063.87万吨；二氧化碳（CO2）2000万吨；氧化亚氮（N2O)0.948万吨，按照系数310折算二氧化碳当量293.88万吨[2]。

不足的是，该报告没有将填埋场“存量垃圾”产生的甲烷、氧化亚氮（N2O）等温室气体排放纳入当中，且没有将县城生活垃圾处理产生的温室气体纳入核算范围，可能导致我国生活垃圾处理的温室气体排放量被严重低估。

考虑到2014年至今我国垃圾产生量持续波动增长、焚烧处理比例的快速提高、填埋气回收行业的不断发展，对我国垃圾焚烧、填埋排放的温室气体进行更加准确的核算，对于提高全社会对生活垃圾处理行业“节能降碳”的重视，更加准确地设定行业减排目标具有积极意义。

一、我国生活垃圾产生量

根据《城乡建设统计年鉴》（2020），2020年我国城市和县城生活垃圾合计清运量30,322万吨，其中：城市垃圾清运垃圾23,512万吨，焚烧处理量14608万吨，填埋处理量7772万吨；县城清运垃圾6810万吨，其中焚烧处理量1715万吨，填埋处理量4853万吨，详见图1、图2。

图1. 2014-2020年我国城市和县城生活垃圾清运量 注：数据来自《城乡建设统计年鉴》（2014-2020）

图2. 2014-2020年我国城市和县城垃圾焚烧处理量 注：数据来自《城乡建设统计年鉴》（2014-2020）

参考对垃圾填埋气释放和回收的学术研究[3][4]，本文采用10年周期对我国垃圾填埋场“存量垃圾”和“增量垃圾”进行合并计算，到2020年，我国城市和县城垃圾填埋场2011-2019年“存量垃圾”和2020年“增量垃圾”合计达151,207万吨。

图3. 2014-2020年我国城市和县城10年期垃圾填埋量 注：2006-2020年县城填埋量数据来自《城乡建设统计年鉴》（2006-2020），因未找到2005年公开数据，故按照2006年情况估算了2005年的情况；2005-2020年城市填埋量数据来自《城乡建设统计年鉴》（2006-2020）。

二、焚烧、填埋的温室气体排放情况

不同垃圾末端处理方式的温室气体排放强度不同，由于目前我国还缺乏对垃圾焚烧、填埋温室气体排放的有效监测，本文识别选取有代表性的温室气体排放强度系数值，详见表1。

保守计算，本文选取系数0.280作为垃圾焚烧处理的温室气体排放强度，指焚烧处理1千克垃圾将排放0.280千克二氧化碳当量；选取系数0.234和0.557分别作为有填埋气回收的填埋和无填埋气回收的填埋的温室气体排放强度，指填埋处理1千克二氧化碳每年会分别排放0.234千克和0.557千克二氧化碳当量。

表1. 我国垃圾焚烧、填埋温室气体排放强度（千克二氧化碳/千克垃圾）[6-10]

考虑到清洁发展机制（CDM）在我国的实施，以及近年垃圾填埋沼气回收行业的发展，据不完全统计，我国垃圾填埋沼气回收设施已经从2012年的56座增加到2014年的100座，再增加到2019年的216座。参照我国城市和县城生活垃圾填埋场规模和经济效益，以2014年和2019年为基数，按照2014-2020年我国垃圾填埋沼气回收设施匀速发展，估算我国城市垃圾填埋场填埋气回收情况，详见图4。

图4. 我国城市垃圾填埋场填埋气回收情况 注：本文还假设2019年216座沼气回收装置均设立在规模相等的城市垃圾填埋场[11-13]

至此，基于我国城市和县城垃圾焚烧、填埋处理量，依照焚烧、填埋温室气体排放强度，估算2014-2020年我国城市和县城垃圾填埋、焚烧温室气体排放情况。

结果发现：

1.2020年我国填埋场垃圾年末温室气体排放量达70,510万吨二氧化碳当量，占焚烧和填埋排放总量75,081万吨的93.9%；

2.2014-2020年期间焚烧、填埋温室气体排放在2019年达到高峰，可能与10年期内垃圾量增速放缓和甲烷回收利用比例提高相关；

3.2014年，《中华人民共和国气候变化第二次两年更新报告》由于没有计算县城和填埋场存量垃圾排放情况，低估我国垃圾焚烧、填埋处理的温室气体排放值为10,400万，实际排放量可能高达57,401万吨。

图5. 2014-2020年我国城市和县城垃圾焚烧、填埋二氧化碳排放当量 注：2014（报告值）10400万吨来自《中华人民共和国气候变化第二次两年更新报告》，其余数据为项目团队测算值。另外，由于县城焚烧排放的二氧化碳当量过小，在上图表中省略显示数值。

三、减排潜力

根据IPCC方法学，垃圾焚烧温室气体“绝对排放”仅计算其化石源碳部分，包括塑料、橡胶、纺织物等焚烧产生的二氧化碳。由于垃圾焚烧最终计算“碳排放量”为“绝对排放”减去“发电替代减排量”得出的一个理论值。

考虑我国2019年混合垃圾中有约16.04%的塑料，2020年垃圾焚烧品牌“能源效率”普遍偏低的情况，为减少垃圾焚烧的温室气体排放情况，从“绝对排放”角度可以减少塑料、橡胶、纺织物中的可回收物被焚烧处理的量，从“碳排放量”的理论值角度，可以通过提高“能源效率”从而提高发电量以及“发电替代减排量”，从而达到减少“碳排放量”的目标。

表2. 我国部分地区混合垃圾中塑料比例[14]

根据IPCC方法学，垃圾填埋温室气体排放和减排包括甲烷逃逸（排放）、氧化亚氮逃逸（排放）、能量回收（减排）、固碳（减排）等，按照对上海老港填埋场有/无甲烷回收的情况，基于2019年我国垃圾填埋气的回收情况，假设2021-2025年我国逐步实现全部城市垃圾填埋场装备有填埋气回收利用装置，到2025年，仅此项带来的减排量高达20,133万吨/年。

图6.2021-2025年我国填埋垃圾减排潜力 注：2021-2025年县城垃圾填埋情况按照2014-2020年情况匀速递减;城市垃圾填埋情况按照城市清运总量2020-2025年不变，填埋比例基于《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》定下的城市垃圾焚烧比例65%目标、2020年填埋比例33.13%综合进行考量，最终选择2020年填埋量7771.5万吨这一恒定值作为2020-2025年填埋增量。

考虑到分类带来的回收利用率的提高，以周传斌等（2018）研究计算的15.6%（2015年）作为基准线[15]，参照《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》设定2020年的35%目标和浙江省2020年实际50%回收利用情况[16]，分别设定为全国2021-2025年回收利用率目标。到2025年在生活垃圾回收利用率达到50%的情况下预期能够实现减排量达8,610万吨，详见图7。

图7. 通过提高回收利用比例实现的温室气体减排

注：回收利用率提高后，避免进入焚烧、填埋设施的垃圾量按照2020年焚烧和填埋情况以及温室气体排放情况计算。

四、总结与期待

本文对2014-2020年我国城市和县城生活垃圾焚烧、填埋的温室气体排放情况进行计算发现，考虑县城垃圾处理排放和填埋场“存量垃圾”排放情况后，到2020年总排放量将达到75,081万吨，如果以我国2014年111亿吨[17]排放总量计算，占比高达6.76%。

由于我国生活垃圾存量和增量巨大，仅考虑将全部城市生活垃圾填埋场安装填埋气回收利用装置带来的减排量，到2025年将达到20,133万吨，如果以111亿吨排放总量为基数计算，减排量占总排放量比例高达1.81%。

考虑到我国目前生活垃圾“回收利用率”偏低的情况和垃圾焚烧“能源效率”偏低的情况，分别通过分类提高“回收利用率”实现垃圾减量，通过技术改革、入炉垃圾管理等方式提高“能源效率”等，对于降低垃圾焚烧处理的“绝对碳排放”和“碳排放量”理论值同样具有积极作用。

旧文新读：

参考资料：

[1]中美关于在21世纪20年代强化气候行动的格拉斯哥联合宣言

https://www.mee.gov.cn/ywdt/hjywnews/202111/t20211111_959900.shtml

[2]中华人民共和国气候变化第二次两年更新报告

https://tnc.ccchina.org.cn/Detail.aspx?newsId=73251&TId=203

[3]吴军，老港填埋场陈腐垃圾有机碳变化规律研究[J]，苏州科技学院学报，2015

[4]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

[5]2014年生活垃圾焚烧处理进展,http://inews.ifeng.com/yidian/46612607/news.shtml?ch=ref_zbs_ydzx_news#:~:text=%E6%88%AA%E6%AD%A2%E5%88%B02014%E5%B9%B4,.58%E4%B8%87%E5%90%A8%2F%E6%97%A5%E3%80%82

[6]中华人民共和国气候变化第二次两年更新报告

https://tnc.ccchina.org.cn/Detail.aspx?newsId=73251&TId=203

[7]德国国际合作机构（GIZ ）,生活垃圾处理行业温室气体排放现状及低碳发展转型建议,2022[8]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[9]何品晶,我国生活垃圾焚烧发电过程中温室气体排放及影响因素——以上海某城市生活垃圾焚烧发电厂为例, 中国环境科学 2011,31(3)：402~407[10]李欢,生活垃圾处理的碳排放和减排策略, 中国环境科学 2011,31(2)：259~264[11]世界资源研究所，中国减缓气候变化的机遇：非二氧化碳类温室气体，2019[12]Yuan, W., Tai, J., 2015. The Progress of MSW Landfilling in 2014. http://www.cn-hw.net/html/26/201512/51554_5.html (in Chinese, Accessed 12 May 2017).[13]李俊峰，我国生物质能发展现状与展望[J]，中国电力企业管理,2021[14]如何合理计算“碳排放量”？——对垃圾焚烧“碳减排”的质疑（四）https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI0NjU2NDYzNA==&mid=2247488231&idx=1&sn=853dba379e24b61222c60e098d744d12&chksm=e9bc0092decb8984a0a52c0e51bbaa16e55c5e0e1a7558349425d1815fe1c885f89cee10212a&token=1175724070&lang=zh_CN#rd[15]周传斌等，我国城市生活垃圾回收利用率测算及其统计数据收集对策[J]，中国环境管理，2018[16]新华社，浙江城镇生活垃圾回收利用率超过50%，http://www.gov.cn/xinwen/2020-12/22/content_5572279.htm[17]中华人民共和国气候变化第二次两年更新报告

https://tnc.ccchina.org.cn/Detail.aspx?newsId=73251&TId=203