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垃圾焚燒不“低碳”

2015-08-31 10:46:40 磐石環境與能源研究所

針對國家發改委氣候司近期發布《國家重點推廣的低碳技術目錄》,準備將生活垃圾焚燒發電技術列入目錄中的燃料及原材料替代類技術類這一熱點話題,中國零廢棄聯盟和點綠中國(www.greening-china.com)于2014年8月10日下午在點綠中國會議室舉辦了一場題為“垃圾焚燒‘低碳’嗎?”的環保沙龍。本文是沙龍上的發言實錄摘要。

生活垃圾焚燒的‘低碳’點

1.替代化石燃料燃燒所發的電;

有觀點認為垃圾焚燒可以替代了化石燃料所產生的電。以中國的電網來說,每兆瓦時發電的平均二氧化碳排放已經小于0.8噸,當然在水電或其他可再生能源占比較高的地方這個值要更低,而且這個單位排放量的趨勢是在持續降低。當垃圾焚燒的二氧化碳排放量低于0.8噸的時候,我們才能把垃圾焚燒看成是‘低碳’。所以在定義垃圾焚燒是否低碳的時候要給出比較的基準以及背后的信息支撐。

2.避免垃圾填埋產生的甲烷排放;

這是假設垃圾焚燒避免了垃圾填埋的厭氧填埋的甲烷的排放。而在國內,絕大多數垃圾填埋廠都已經尋求CDM等碳減排項目的注冊,所以填埋廠都是有在做甲烷回收,然后產電和供熱,或者直接燃燒掉,這是CDM項目的要求。

3.垃圾中生物質燃燒是‘碳中性’的。

《可再生能源法》以及國家發改委出臺的若干規范性文件組合而成的可再生能源政策,將垃圾焚燒發電作為生物質能源發電的一類納入了可再生能源發電補貼的范圍中。但是我們比較了關于生物質、生物質廢物和垃圾的定義,得出結論是垃圾不但不同于生物質,也不同于生物質廢物;垃圾中僅可降解生物質部分屬于生物質廢物的一部分。下面再來看生物質廢棄物是否是碳中性。

‘碳中性’廣義的理解就是能源在生產過程中固定的二氧化碳和使用時排放的二氧化碳量是相等的,這就互相抵消了。例如生物質燃料,樹木通過光合作用固定二氧化碳,然后通過燃燒的方式排放二氧化碳,這就正負抵消的效應,因此被認為是‘碳中性’的。垃圾中生物質的燃燒是否是‘碳中性’的呢?

首先討論‘碳循環’。植物通過光合作用固定二氧化碳形成植物體的部分,植物體被動物利用,動物和植物遺體的排出物變成二氧化碳排到大氣中,同時動植物自身的呼吸作用排除二氧化碳。煤和石油是植物通過上億年的化學作用形成的,再通過工業的利用排放二氧化碳。然后討論生物質利用和碳循環的化學關系。生物質的來源是非常豐富的,如林木、灌草類生物質,農業廢棄物,還有城市垃圾中的生物來源的廢棄物。城市里生物質被工廠(如燃料、電力)利用后排除二氧化碳,這些二氧化碳被生物再利用,這就形成了‘排放-固定-再利用’的循環。這就被理解為‘碳中性’。但是現實中,碳循環遠遠沒有那么簡單。生物廢棄物如垃圾廢棄物里的瓜果梨桃,它們通過加工、包裝到可利用的餐桌上,再形成廚余運到垃圾焚燒廠,這個過程中有很多間接的二氧化碳排放。

生物質燃燒‘碳中性’存在爭議

目前對生物質燃燒是否是‘碳中性’還沒有定論。

1.時間滯后性(固定-排放-再固定);

固定的過程是比較快的,如植物固定二氧化碳,這個過程是比較快的。排放,如焚燒的方式,就是直接燒了就排放了,排放到再固定的過程時間是比較長的,美國學者研究顯示,生物質燃燒后產生的二氧化碳要經過數十年才能被再生。也就是說這段時間在大氣中的存在算不算溫室氣體呢?

2.不同生物質利用的碳排放差異:

 

3.燃燒效率的差異;

生物質類型的差異,如秸稈農業廢棄物和城市中垃圾的生物質廢棄物是否一樣呢?顯然是不一樣的,主要體現在燃燒效率的不同,和化石能源類的差異更大,如煤炭燃燒發電能讓燃燒鍋爐達到高溫,所以效率高,而生物質廢棄物燃燒一定沒有這么高的效率。

4.生命周期的凈排放;

如固定-排放-再固定的過程需要較長的時間,那么生命周期的凈排放也和我們想得不一樣。

5.重復計入;

主要指林木類的生物質。林木類生物質通過碳匯項目通過植樹造林固定了一部分碳,部分林木類生物質會可能進到焚燒設施焚燒之后再排放。那么記錄‘碳中性’的話就記錄了兩次。在碳匯項目的時候已經記錄一次形成credit可以賣給別人來抵消排放,然后在焚燒的時候再記錄一次碳排放,因此要知道如何避免重復記錄。

6.核算方法差異;

通常用IPCC政府間氣候變化專門委員會的核算方法。市面上還有別的很多方法,國家和國家也不同。

碳中性是否鼓勵了對生物質的過度和錯誤利用?

過度利用可能就是大家為了得到補貼去開發更多的生物質能源。但是生物質潛在的社會影響和生態系統影響是很大的,如林木顆粒做成的生物質然后燃燒,如果考慮林地變化所產生的生態系統的效應比我們想象的固定-排放-再固定的方式要大。錯誤的使用,如垃圾中的生物質是不是‘碳中性’的還值得討論。

什么樣生物質能算碳中性?

如在封閉體系中種植的能源草,這種能源草在種植的時候就確定了為做能源而生長,用來發電,運輸,之后這塊地還是要繼續種植。在這樣一個閉環的體系中的生物質可以算成是碳中性的。

通過以上分析,我們認為垃圾焚燒生物質不滿足碳中性的條件,應該計入焚燒垃圾時其中的生物源碳排放。那么低碳嗎?燒了直接排放二氧化碳,其它生物降解過程緩慢且量低,焚燒加快了排放!如自然界中,瓜果梨桃被慢慢分解,這個過程是相對緩慢的,它的二氧化碳排放量和其他溫室氣體排放量是非常低的,而焚燒是無形中加快了排放的速度,而且是多于自然界的排放。

‘碳中性’是我們在模擬自然界的排放,焚燒生物源垃圾的所謂碳中性的作用被夸大了。數據分析表格中給出了不同垃圾處理方式碳排放的比較。需要特別注意的是垃圾焚燒發電,我們根據一些學術文章推算的結果是每噸垃圾排放二氧化碳為0.815噸,凈二氧化碳排放為0.575噸,因為要減去替代電網電力相應的排放量。與不同垃圾處理方式相比,單位垃圾的排放僅低于厭氧填埋。

美國環保署的數據顯示生活垃圾生物來源的二氧化碳排放量是非生物來源的二氧化碳排放的兩倍。中國的情況,先不看垃圾,煤炭清潔的能源效率已經高于美國,燃油和天然氣能源的二氧化碳排放也比往年降低不少。生活垃圾的排放量是根據IPCC的計算方法計算出來的。生物質來源占到一半以上,比美國生物質來源遠高。所以,從低碳計算角度來看,合理的垃圾處理是首先要干濕垃圾分類作為起點,然后根據實際情況對廚余進行厭氧發酵、產沼利用或者進行好氧堆肥;再找適合的方式處置非可降解廢棄物。

最后介紹中國自愿減排交易信息平臺,這是相當于中國版的CDM交易平臺。CDM就是清潔發展機制,是聯合國下發達國家和發展中國家之間的基于項目的碳減排機制。中國從去年開始也有這樣的交易平臺,等于是滿足它的方法學的項目也能在這個交易平臺開展碳減排項目。項目產生的碳減排量可以用來去抵消企業的排放。今年重慶的碳試點啟動以后,中國的7個試點城市就全部啟動了CCER項目。與垃圾相關的是CM-072-V01方法學,是改編自CDM的ACM0022方法學,已經有利用這個方法學尋求注冊。這個方法學對焚燒的定義比較理想化,焚燒之后都轉化為二氧化碳和水,但是實際肯定不是這樣,燃燒不完全的情況會有殘留的生物質。CCER有公眾提交意見期,為2-3周的時間。




責任編輯: 中國能源網

標簽:垃圾焚燒,低碳,碳中性