什么是碳排放双碳目标?
为了更好的鼓励清洁能源企业的发展,国家允许一部分风电、水电、光伏发电、沼气发电、垃圾填埋气发电、垃圾焚烧发电等企业和项目,将它们通过减少二氧化碳排放但同时又产生发电量的行为,根据官方批准算法和企业数据,折算出相应二氧化碳减排数据,认定这些企业为人类和地球争取了更多二氧化碳排放空间权。
什么是双碳目标?
双碳概念的误为了更好的鼓励清洁能源企业的发展,国家允许一部分风电、水电、光伏发电、沼气发电、垃圾填埋气发电、垃圾焚烧发电等企业和项目,将它们通过减少二氧化碳排放但同时又产生发电量的行为,根据官方批准算法和企业数据,折算出相应二氧化碳减排数据,认定这些企业为人类和地球争取了更多二氧化碳排放空间权。区有哪些?
在理解双碳目标之前,需要对相关概念和一些误区进行说明。关于双碳定义,包含碳达峰和碳中和两部分,其中碳达峰是指温室气体总排放量在某一个时期达到最高值之后逐步降低的过程;而碳中和则是通过对温室气体排放总量实施源头减量和吸收,抵消产生的二氧化碳排放量,实现净排放为零。降低和抵消碳排放,一般有两种方法:一是通过特定方式去除温室气体,比如碳捕集(造林汇碳或用吸附技术捕集CO2等),碳封存(将捕集到的CO2通过高压管道封存入地下或海底)以及再利用温室气体(比如收集填埋气加以能量回收,捕集CO2以后与氢气制甲烷燃料等);二是使用可再生能源或改变工业流程,减少碳排放。关于双碳目标,目前存在一些误区。首先碳达峰不是先攀高峰,而是通过产业结构调整和技术提升,对减排路径有合理研判之后的路径设计。其次,碳中和也并非一蹴而就,而是在政策支持下,国家和各行业部门提出长远战略和规划,并在此过程中呈现多方式、多领域的合作和探索。
全球固体废物领域碳排放现状
根据世界资源研究所(World Resource Institute, WRI)的数据显示,2018年全球温室气体排放总量为668亿吨的二氧化碳当量。其中,废物处理产生温室气体占总排放量的3.2%,固体废物填埋占比2%,填埋在废物处理产生温室气体的占比为59%。
固体废物涉及的主要碳排放来源包括农业废物焚烧和垃圾填埋。
从以上数据看出,固废直接相关的碳排放量总体似乎不高,但一些国际机构和组织也同时指出,通过有效管理固废、提高资源的高效利用能贡献的减排潜力还是相当可观。
例如,2021年中国循环经济协会发布的《循环经济助力碳达峰研究报告》指出,2020年我国通过发展循环经济减少碳排放26亿吨,碳减排贡献率为25%;“十四五”期间,发展循环经济有望对碳减排贡献率达30%。
全球固体废物管理的碳减排的潜力分析
全球废物领域碳减排的研究主要涉及四种固体废物类型:城市固体废物、工业固体废物、农业固体废物和建筑垃圾。其中,城市固体废物研究比较集中,占数据量的87%。
城市固体废物,通过源头减量、循环利用、堆肥、焚烧等方式,直接和间接减少温室气体排放量占全球温室气体排放总量的2.7%至12.3%,平均值是6.2%。
工业固体废物,通过循环利用,处理处置,直接和减少温室气体排放量占总排放量的0.7%至13%,平均值是6.7%。
农业固体废物,以堆肥、厌氧发酵、能源化综合性的处理措施和源头减量的方式,直接和间接减少温室气体的排放量占总排放量的0.3%至8.7%,平均值是3.9%。
建筑垃圾,以循环利用和综合管理的处理方式,直接和间接减少温室气体的排放量占总排放量的4%至17.5%,平均值是10%。
综合来看,全球城市固体废物、工业固体废物、农业固体废物和建筑垃圾这四类固体废物全过程累计温室气体减排潜力为13.7至45.2%,平均值为27.6%。因此,李金惠指出,固体废物管理全过程碳减排效益显著。固体废物管理对实现双碳战略具有重要的意义。
固废领域的减排环节有哪些?
根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)指南指出,源于废弃物处理处置的主要温室气体为焚烧产生的CO2、填埋和厌氧处理产生的CH4以及堆肥产生的N2O。因此固废领域的减排环节也主要从以下几个方面展开。
一是填埋场。上海自2019年9月起原生垃圾已实现近零填埋,仍在运行的填埋场产生以CH4为主要成分的填埋气。在规范填埋场,填埋气的收集与能量回收(焚烧发电后并网销售)已形成体系和规模。尽管因政策导向,上海市填埋场陆续关闭,但其管理模式可作为外省运行管理的经验借鉴加以推广。
二是垃圾焚烧厂。自2019年7月上海实施垃圾分类以来,垃圾焚烧厂只接受大部分干垃圾、占比较少的污泥、分拣残渣、脱水固渣以及一般工业固废等其他废弃物,即总体进料生物碳含量较少,几乎需要全口径统计入碳排放计算。焚烧主要形成逸散性温室气体(CO2, NOX)的排放,应积极跟踪,在适当时机参与最新的CO2捕获和回收技术。对于垃圾焚烧厂的减排方式,目前垃圾焚烧工厂的发电效率已得到大幅度提高,满足自身运行需求外基本实现连网售电。而在热转换方面,减碳还有进步空间,除热电联产和余热自用外,可考虑园区乃至未来周边地区余热供暖方案。此外,适当增加污泥协同焚烧的比例,也可增加生物质输入比例从而达到协同降碳。总体而言,持续技术研发、加强减排增效对于减碳尤为重要。
三是餐厨垃圾厂。餐厨垃圾属于完全生物质输入,有能源(沼气发电)及物质(油脂、沼渣)输出,是碳中和的典型正面代表。例如上海市松江生物能源再利用项目处理规模为530t/d,其中家庭厨余垃圾350t/d,餐厨垃圾150t/d,废弃油脂30t/d,设计产沼气约60m3/t进料。该项目配置的沼气净化利用系统不仅包括湿垃圾厌氧消化产生的沼气,污水处理系统对松江焚烧厂二期渗沥液进行厌氧处理产生的沼气,还在规划设计时将焚烧厂一期渗沥液处理系统厌氧沼气考虑进来,统一净化利用。稳压净化之后的沼气进入燃气内燃机热电联产,产生的电能扣除厂区自用部分后外售并网。沼气发电余热用于本厂自身所需的加热保温工序。总体而言,高能耗是各类餐厨垃圾处理工艺普遍的痛点,进一步提升湿垃圾资源化利用水平为近期的发展方向。