发布会回顾｜社区厨余堆肥的碳中和潜力
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6月16日，零废弃联盟与磐之石环境与能源研究中心，在北京自然之友公益基金会、阿拉善SEE华北项目中心、北京市企业家环保基金会的支持下，联合举办了零废弃论坛第二次线上会议“气候政策下生活垃圾管理的挑战与机遇研讨会暨报告发布会”。
此次发布会，南京大学（溧水）生态环境研究院研究员张雪华受邀就“社区厨余堆肥的碳中和潜力”展开分享，以下是分享内容回顾。
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主讲人：张雪华
一、碳中和的概念
碳中和是指温室气体（不仅仅是CO2）排放和被吸收大致相当，也称为近零排放。讨论“碳中和”一定要说清楚是在哪个层面上的碳中和，例如在国家、地区、企业、产品、活动或个人等层面。由于排放与吸收大致相等，就要引入“碳汇”的概念。森林、海洋、土壤都是碳汇，其中土壤是最大的碳汇——这是为什么有机废弃物堆肥后回归土壤，对于碳中和而言十分重要。
有机废弃物包括畜禽粪便、厨余垃圾、园林绿化垃圾和农田废弃物等，目前主流的处理技术是四种，包括作为末端处置的焚烧和填埋，以及作为资源化利用的厌氧发酵和堆肥。与后两者相比，焚烧和填埋无法实现物质循环，而且不但会产生温室气体排放，还会造成环境污染。堆肥和厌氧发酵虽然均为资源循环利用，但区别是厌氧发酵耗能高，而且沼液如果不经处理，会造成一定的环境污染；而堆肥的能耗和污染都相对较低，而且堆肥产物作用于土壤而产生碳汇，是堆肥最大的价值。
从研究数据看，由于我国人口众多，城市有机废弃物（不包括畜禽粪便和农田废弃物）产生总量可占到全球总量的22-23%（ISWA. 2020）。这表明我国在处理有机废弃物方面面临巨大挑战，同时也是机遇，即会产生改良土壤和增加土壤碳汇的价值。
二、堆肥及其碳排放/吸收
现代堆肥不同于古代自然降解。堆肥（composting）是人工控制的生物化学过程，是利用微生物的发酵作用，使有机废弃物经历发酵和稳定腐殖化过程，形成稳定的堆肥产物（compost）。堆肥产物富含微生物，是一种稳定的腐殖质，如果管理得当，堆肥产物可以做到无臭无蝇，不含病原菌和杂草种子。
国际固废联盟2020年的报告把堆肥产物定义为有机土壤改良剂，与厌氧发酵产生的沼渣是有明显区别的。因为沼渣不能有效转化为稳定的腐殖质，只能称为有机肥料。堆肥产物营养物质相对较低，但富含微生物和稳定有机质。
另外，经过源头分类的有机废弃物经过堆肥（在欧盟国家，如果厨余不是源头分类得来，堆出来的肥不允许上市场销售），其产物施用于土壤，起到两个作用：一是部分替代化肥和泥炭，避免其生产过程中的大量温室气体排放；二是改良土壤，提高土壤的有机质含量，起到非常重要的固碳作用。
在堆肥过程中，有机物质通过微生物作用发生分解，会释放大量CO2，但因为是生物性的排放，按照IPCC方法学，不计入温室气体排放清单。实际上，堆肥最大的温室效益是避免填埋处理有机废弃物所带来的CH4排放。如果堆肥处理中包括长途运输、收集以及预处理等耗能环节，如堆肥发酵过程存在翻堆、主动曝气等，或者使用的堆肥设施本身是耗能的，那么也会产生碳排放。另外，如果堆肥产物的使用涉及运输，这个过程也是存在碳排放的；但堆肥产物施用于土壤后，其中富含有机碳的有机质会让碳更长时间固定在土壤中，起到碳汇的作用。
堆肥过程有可能产生N2O和CH4并发生逃逸现象，这是一种碳排放。从IPCC公布的 “全球变暖潜能值，100年（GWP）”可以看出，全球变暖贡献中CH4是CO2的28倍，N2O是CO2的260-300倍，CH4和N2O对气候变化贡献巨大。但从图中数据可以看出，不同堆料、不同堆肥设施对堆肥过程中N2O和CH4排放量影响很大，这也与堆肥技术和管理过程有关。
三、堆肥碳排放的影响因素
四、堆肥产物改良土壤并起到碳汇作用
土壤是矿物质、有机质、水和空气组成的混合体，在各种物质时刻都在发生着复杂的相互作用，土壤有机质是其中最主要成分，包括大量的有机碳和微生物，是最大的碳库。而我国土壤相对贫碳，通过堆肥产生的富含有机碳的产物不仅可以改良土壤，而且固碳潜力巨大。
腐殖化过程是堆肥和厌氧过程最大的区别：堆肥的最终产物是腐殖质，而现有科学研究没有发现厌氧过程（无论是厨余厌氧发酵，还是混合垃圾填埋）能够产生腐殖质。有机废弃物堆肥的腐殖化过程通常需要60到90天，达不到这个时长的“堆肥”，很难实现真正的腐殖化。
堆肥产物应用于土壤的主要效益有：堆肥产物可以让更多的碳留存于土壤中，通过微生物进一步转化为土壤中更稳定的碳，从而提升土壤封存碳的潜力，堆肥对土壤的这种益处主要体现在前20年。另外，堆肥产物还可以增加土壤的微生物量丰度，建立植物养分库；在施用后的4-12年之后，堆肥产物中的有机碳的11%-45%仍以土壤有机碳的形式存在。但是，堆肥的固碳效益难以量化，因为与地方气候、土壤的类型、堆肥产物的品质、如何施用等有关。
五、社区厨余堆肥试点项目
我们发起的“社区厨余堆肥试点项目”旨在推进厨余源头分类、就地堆肥、和堆肥产物的就地使用，堆肥设施基本不耗能或者耗能非常少，堆料以居民厨余和园林绿化垃圾为主，每日连续添加厨余。该项目第一期和第二期的试点社区广泛分布在全国各地。第二期项目自2021年6月启动，截止2022年4月底，总处理量达到100吨以上，有些试点已经实现连续全量解决整个村子的厨余量。
在社区层面，如果堆料碳氮比低于30:1，湿度小于55%，过程管理得当，做到异味小、蚊虫少、基本没有渗滤液，那么其温室气体排放可以视作零，这些直观条件也是居民能接受的，而且堆肥产物的品质能实现安全无害化。
社区堆肥不仅具有气候变化效益、垃圾分类与利用、土壤改良、生态种植和碳汇的价值，更重要的是兼具自然教育和社区共建的价值。
堆肥过程从全链条来看，除避免有机垃圾填埋产生的CH4和焚烧带来的温室气体排放和大气污染以外，如果堆肥过程管理得当，基本能做到没有人为的温室气体排放，此外还有碳汇价值，产生正面碳效益。
六、问答环节
Q1
请问雪华老师，堆肥和填埋相比，为什么有机质腐殖化的速度会那么快？填埋可能要几年才有一个高峰然后再下降，看PPT似乎只要100天左右就能够到达高峰。
A
这是堆肥和填埋最大的区别，填埋是厌氧过程，厌氧主要是细菌起作用，没有太多真菌，包括细菌里面的放线菌不是很多。与速度没关系。严格说来，目前没有科学依据显示厌氧过程有腐殖化功能。
通过腐殖化，堆肥技术能够形成稳定的腐殖质，一般要60天以上才能够形成，现有文献发现腐殖质形成的高峰期大概在90天左右。通过优化堆肥过程，可以加速腐殖化的过程，所以说时间还可以缩短一点，但是不会缩短太多。堆肥与填埋完全是两回事情，堆肥过程本身形成腐殖质，而填埋是没有的。
Q2
堆肥是否能做到碳中和，不但要看堆肥环节本身的碳排放，还要看堆肥应用以及收运过程中的碳排放，是这样吗？按照这个标准，焚烧有可能做到碳中和吗？
A
堆肥能够做到碳中和，不仅是计算排放，还要看有没有能够产生碳汇，吸纳碳排放。大部分垃圾处理过程是做不到的，因为其各个环节中不存在碳汇，很多企业通过购买碳信用来补偿自身产生的碳排放，而不是自身实现碳中和。堆肥技术因为堆肥产物富含有机质，作用于土壤之后能够增加土壤里面的有机碳。目前土壤退化和污染是非常严重的，很多国家都是贫碳国家。把堆肥产物还回土壤不仅能改良土壤和改善土壤结构，更重要的是提高了土壤有机碳的含量，这个过程产生了碳汇。所以说碳中和一定要看本身这个环节存在碳排放的同时，是否能产生碳汇，厨余堆肥的全过程包括产物的使用能够做到这一点。需要注意的是，如果堆肥产物的应用涉及长途运输和耗能，碳汇估算中需要抵消这部分碳排放才行。
焚烧技术路径做不到碳中和，因为本身不能直接产生碳汇，而且它是有能源消耗的，是高耗能的过程，唯一能做的是购买碳汇，用碳信用补贴。很多地方讲的碳中和都是通过购买碳信用，比如植树造林、改良土壤。而堆肥这个技术路径，可以在个人、企业、社区、城市、甚至国家层面实现碳中和，这是各方面综合评估得来的。
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竹溪计划
竹溪计划是自然之友于2021年发起的资助项目。竹溪计划为发挥社会组织在中国构建现代环境治理体系和环境法治建设中的积极作用，为有志于从事应对气候变化、生物多样性保护、环境法制的社会组织提供小额资助支持，并提升受资助组织的可持续发展能力，与自然之友形成合力，重建人与自然的连接，守护珍贵的生态环境。
零废弃论坛于 2013 年由零盟和上海爱芬环保共同发起，后来发展成为零盟具有较大影响力的行业论坛。它旨在为政府、企业、专家学者、社会组织、媒体、公众搭建一个共商垃圾治理的对话平台，截至2021年已连续在全国8个城市举办了9届论坛，累计有百余位讲者在136个主题下分享零废弃观点和相关研究成果。
2022年零废弃论坛迎来全新升级，从最初一年一度的论坛升级成为以年度峰会、热点沙龙、焦点问题研讨会、零废弃观察等多种形式呈现，贯穿全年的分享、对话、观察、传播的全国性综合论坛。2022年零废弃论坛获得了阿拉善SEE华北项目中心的支持。
感谢
北京自然之友公益基金会
阿拉善SEE华北项目中心
北京市企业家环保基金会
对项目的支持