高慶先：廢棄物處理甲烷減排技術(shù)和路徑研究

當前，甲烷減排已成為全球應(yīng)對氣候變化的重要議題。廢棄物領(lǐng)域作為甲烷主要排放源之一，其甲烷減排具有重要戰(zhàn)略意義，不僅能帶來顯著的環(huán)境協(xié)同效益，還能實現(xiàn)資源利用和能源替代，可為我國實現(xiàn)“雙碳”目標和履行國際公約做出重要貢獻。本篇通過分析我國廢棄物領(lǐng)域溫室氣體排放現(xiàn)狀和趨勢，梳理廢棄物相關(guān)政策、探討廢棄物甲烷減排技術(shù)路徑，并提出對于我國廢棄物領(lǐng)域甲烷減排方面的啟示和思考。

一 廢棄物領(lǐng)域溫室氣體排放現(xiàn)狀和趨勢

根據(jù)《中華人民共和國氣候變化第一次雙年透明度報告》，2021年中國甲烷排放總量(包括LULUCF)為6064.5萬噸，其中廢棄物排放為708.5萬噸，占總排放的約12%，是不可忽視的甲烷排放源。我國廢棄物甲烷排放主要來自填埋處理和廢水處理(圖1)。

圖1. 1994-2021年廢棄物甲烷排放分布

從固體廢棄物處置來看，2019年以來我國垃圾填埋場數(shù)量和填埋處置量均開始明顯下降，而垃圾焚燒量迅速增加，從源頭減少了甲烷排放。從液體廢棄物處置來看，污水處理廠數(shù)量及污水排放量持續(xù)增長。隨著我國城市化發(fā)展和新農(nóng)村建設(shè)，縣城生活垃圾和污水處理量也顯著增長，其甲烷排放不容忽視。

圖2. 2000-2020年我國縣城廢棄物處置設(shè)施數(shù)量及處置量

二 廢棄物領(lǐng)域政策措施與標準

自2007年以來，我國一系列國家政策中均提出了控制甲烷排放相關(guān)要求(表1)。此外，各部委也相繼印發(fā)了《科技支撐碳達峰碳中和實施方案(2022～2030年)》《甲烷排放控制行動方案》《關(guān)于推進污水處理減污降碳協(xié)同增效的實施意見》等，進一步提出控制甲烷排放的相關(guān)具體措施和任務(wù)要求。

表1. 甲烷管控相關(guān)國家政策

過去，我國圍繞污染治理出臺了生活垃圾分類、填埋、堆肥、焚燒發(fā)電及污水處理等標準，但隨著國家甲烷排放控制要求的相繼提出，近期頒布的國家、行業(yè)相關(guān)標準則重點關(guān)注甲烷排放核算和控制等。如《生活垃圾處理處置工程項目規(guī)范》(GB 55012-2021)規(guī)定設(shè)置填埋氣主動導(dǎo)排設(shè)施的填埋場，必須設(shè)置火炬系統(tǒng)或填埋氣利用設(shè)施;廚余垃圾處理廠厭氧消化產(chǎn)生的沼氣，應(yīng)設(shè)置發(fā)電、提純等沼氣利用設(shè)施或火炬系統(tǒng)等。

圖3. 我國廢棄物處理相關(guān)標準規(guī)范

三 廢棄物甲烷控排技術(shù)與路徑

通過從技術(shù)成熟度、成本效益、推廣情況等方面，對源頭、過程、末端及綜合治理四個方面的技術(shù)進行系統(tǒng)梳理和評估，結(jié)合我國當前政策要求，篩選識別出了我國應(yīng)優(yōu)先開展的廢棄物甲烷控排行動，即盡早開展對全國范圍內(nèi)填埋場的評估與排查，確定優(yōu)先行動設(shè)施，結(jié)合具體情況設(shè)計綜合治理方案(圖4)。

圖4. 廢棄物甲烷控排技術(shù)發(fā)展路徑

此外，在技術(shù)路徑方面，首先實施源頭減量化和資源化，通過分類收集、分類收運和分類處理，降低垃圾產(chǎn)生量，并對廚余垃圾進行減量化和提質(zhì)分類處理，鼓勵制定并試行生活垃圾收費制度;其次強化垃圾處理方式轉(zhuǎn)變，從以填埋為主迅速向以焚燒為主轉(zhuǎn)變，推廣準好氧填埋技術(shù)減少厭氧環(huán)節(jié)等;再次加強末端甲烷回收利用，包括厭氧消化過程產(chǎn)甲烷的發(fā)電、提純和熱力利用，工業(yè)有機廢水厭氧消化等;最后加強填埋場綜合治理，運行的填埋場要構(gòu)建填埋氣回收系統(tǒng)強化甲烷回收和利用，已封場的填埋場要進行“一平、二覆、三收集、四修復(fù)”，減少甲烷排放。

四 啟示

廢棄物處理最好的解決方案通常既不是最新的，也不是最先進的技術(shù)。全球大約45%的人為甲烷排放可以通過當今可用技術(shù)來解決，幾乎沒有凈成本。因此，廢棄物處理應(yīng)該充分利用現(xiàn)有成熟技術(shù)，從源頭做好分類和收集，減少垃圾產(chǎn)生并做好能源化、資源化利用。此外，遵循污染者付費原則，通過制定合理的經(jīng)濟手段促進垃圾減量。圍繞廢棄物甲烷排放管控，進一步地完善政策法規(guī)體系和標準規(guī)范。最后，我國從垃圾焚燒設(shè)施蓬勃發(fā)展到“垃圾不夠燒”產(chǎn)能過剩，反映出我國當前廢棄物處理在總體統(tǒng)籌規(guī)劃、政策引導(dǎo)優(yōu)化、區(qū)域協(xié)同處理、市場機制建設(shè)等方面仍需進一步加強。

/ 專家簡介 /

高慶先

中國環(huán)境科學(xué)研究院研究員

參考文獻

[1] 生態(tài)環(huán)境部. (2024).《中華人民共和國氣候變化第一次雙年透明度報告》.

https://www.eco.gov.cn/Uploads/ueditor/file/20250108/1736307372371450.pdf

[2] 袁亮, 黃晶, 等. 中國甲烷管控技術(shù)發(fā)展路線圖[M]. 北京：科學(xué)出版社, 2024.

編輯：趙凡