厦门市生活垃圾处理的温室气体排放现状及“十四五”期末排放情况预测分析

陈梦莹

（福建省环境保护设计院有限公司，福建 福州 350000）

1 研究背景

随着人们对生活环境关注度的不断提升，生活垃圾的处理成为城市环境治理的重点关注领域。通过对厦门市2010～2019年温室气体排放增量的分析与研究，发现温室气体主要来源已从能源活动逐步过渡到废弃物处理。因此，城市生活垃圾的科学处置对于碳减排意义重大。近年来，国家相关部门及各城市纷纷加大治理力度，加强对生活垃圾的清运力度。此外，厦门市也制定和出台了大量的有关生活垃圾处理的法律、法规、行业标准与鼓励政策，为推动城市生活垃圾处理产业快速有序发展提供了基本的保证。从生活垃圾无害化处理方式来看，目前我国生活垃圾无害化处理的方式主要有四种：资源回收、卫生填埋、焚烧和其他。

2 厦门市城市及生活垃圾现状

厦门位于福建省东南沿海，地处东经117°53´～118°26´、北纬24°25´～24°54´之间。隔海与金门县、龙海市相望，陆地与南安市、安溪县、长泰县、龙海市接壤。厦门市境域由福建省东南部沿厦门湾的大陆地区和厦门岛、鼓浪屿等岛屿以及厦门湾组成。厦门市具有“东抗台澎，南连百粤”（清道光《厦门志》）的重要位置，是海陆空交通之枢纽；是福建省对外开放的重要窗口。

2019年，厦门市以习近平新时代中国特色社会主义思想为指引，在市委、市政府的统一领导下，紧紧围绕“六稳”工作部署，坚定贯彻新发展理念，突出以供给侧结构性改革为主线，加快高质量发展落实赶超，经济运行保持在合理区间，总体呈现出积极活跃的发展态势。经济总量上，全年地区生产总值（GDP）5995.04亿元，按可比价格计算，比上年增长7.9%。其中，第一产业增加值26.49亿元，增长0.7%；第二产业增加值2493.99亿元，增长9.7%；第三产业增加值3474.56亿元，增长6.6%。三次产业结构为0.4:41.6:58.0。按常住人口计算的人均地区生产总值142739元，折合20691美元。

2019年厦门市常住人口429万人，常住人口城镇化率89.2%。“十三五”期间，厦门市生活垃圾清运量呈现逐年递增的趋势，与餐厨垃圾收运量增加及人口增长有关，2016年～2019年生活垃圾清运量分别为173.93万吨、186.40万吨、189.03万吨、200.33万吨，总体增长率均较为平缓。在不计入餐厨垃圾清运量的情况下，人均垃圾清运量呈现减量化的趋势，2019年人均垃圾清运量为1.19千克/人·日。表1为2010年～2019年厦门市固体废物污染环境防治情况统计。

表1 厦门市固体废物污染环境防治信息

截止2020年12月底，岛内两区所有居民小区已全部开展生活垃圾分类，岛外逐步推进垃圾分类工作开展。全市共有机关、事业单位1647个，医院54家，学校1124所，机场、车站、码头等大型公共场所13个，星级酒店60家，农贸市场75个，生活小区2363个，行政村147个（辖1175个自然村）已全部推行生活垃圾分类。全市实现城乡垃圾分类全覆盖，垃圾分类知晓率100%、参与率90%。

2020年底，厦门市生活垃圾的末端处理主要方式变为焚烧、生物处理和填埋，已有填埋处理能力2200吨/天；目前运行一座日处理能力500吨的餐厨垃圾处理厂，规划建设一座日处理能力400吨的餐厨垃圾处理厂；目前正在运行的焚烧处理厂总计日处理能力4350吨，目前已规划建设一座1500吨/天的生活垃圾焚烧厂。届时厦门市生活垃圾将实现“全焚烧、零填埋”的资源化处理。

根据《厦门市市政园林林业十四五规划稿》，至2025年，厦门市常住人口规模550万人；采用人均日产量法、GDP值估算法、产量指标法等方法对厦门市餐厨垃圾量进行预测，预测“十四五”期末餐厨垃圾清运量为800吨/日。综合总量年均增长率法和人均日垃圾产生量法两种预测方法，考虑人口增长及经济发展因素，至2025年全市规划日垃圾产生量取7500吨。

推广全社会进行垃圾分类，从源头进行垃圾减量，是必然趋势。从垃圾收集、压缩运输、处理等方面，系统开展垃圾无害化设施建设工程，提升垃圾废物利用的比例，促进垃圾资源化的发展，以此才能从源头、过程和终端三方面，实现垃圾处理的可持续发展。

3 厦门市生活垃圾特征

随着厦门市经济发展和人民生活水平的提高，预测生活垃圾成分的变化趋势为：有机物的比例增长、容重继续下降、热值不断上升、可回收利用物会愈来愈多，更有利于垃圾焚烧处理和资源综合利用。

厦门市生活垃圾物理成分调查结果如表2

表2 厦门市生活垃圾特征

4 计算方法

本文研究厦门市垃圾最终处置过程产生的温室气体排放，厦门市现状垃圾处置分为垃圾焚烧、餐厨垃圾处置、卫生填埋及资源回收利用，在“十四五”期末将实现零填埋，仅有垃圾焚烧、餐厨垃圾处置及资源回收利用三种。四种处置方法产生温室气体的计算方法如下：

4.1 垃圾焚烧温室气体排放估算

垃圾焚烧的温室气体排放估算方法参考IPCC以及北京市出台的关于垃圾焚烧的相关标准。生活垃圾焚烧的温室气体排放量包括焚烧过程矿物碳焚烧造成的直接碳排放及企业运转消耗的电、热引起的碳排放。其中前者来源于垃圾中的矿物碳以及助燃剂燃烧这两个部分。厦门市焚烧厂主要釆用炉排炉，正常运转不需要助燃剂，只是在点火的时候需要添加少量化石燃料，因此本文不考虑助燃剂燃烧排放的温室气体。后者包括焚烧厂自身运转消耗的热力、电力造成的碳排放扣除焚烧热能发电、供热的碳排放量[1]。

本文假设焚烧厂发电上网电量是扣除自用的净发电量，垃圾焚烧温室气体排放量计算见公式（1）至（3）[1]。如公式1所示，焚烧净排放EI由两部分构成，一是垃圾焚烧造成的直接排放Ei，另一部分则是发电减排量Ee，Ei和Ee分别根据式（2）和（3）进行估算。

其中生活垃圾焚烧发电上网电量ADe与生活垃圾焚烧量MSWi、生活垃圾热值HVMSW、焚烧厂热效率ξ和厂用电率ζ有关，计算方法见式（4）：

ξ——焚烧厂热效率，本文取20%

ζ——焚烧厂自用电率，本文取20%

4.2 垃圾填埋温室气体排放估算

本文采用质量平衡法，考虑固定生活垃圾量完全分解所能排放的温室气体，计算模型如公式（5）至（8）[11]，

F——填埋气体中甲烷比例，参考IPCC中的推荐值，取0.5[2]；

Rl——甲烷回收率，参考IPCC中的推荐值，取0[2]；

OX——氧化因子，参考IPCC中的推荐值，取0[2]；

MSWl——垃圾填埋量（t）

DOC——可分解有机碳

DOCf——可降解的有机碳比例，参考IPCC中的推荐值，取0.5[2]；

DOCi——垃圾成分i的可分解有机碳

fi——垃圾成分i的比例

4.3 厨余垃圾堆肥温室气体排放估算

厨余垃圾堆肥在厌氧状态下产生甲烷和氧化亚氮，温室气体排放量计算如公式（9）-（11）所示：

4.4 再生资源回收温室气体减排估算

再生资源回收利用，可以替代相关产品的生产，从而节约原材料生产所需的能源消耗量，这里温室气体减排量计算如公式（12）所示：

5 温室气体现状排放情况及“十四五”期末温室气体排放预测情况

由于厦门市垃圾分类的积极推进，至“十四五”期末考虑除厨余垃圾外其他生活垃圾全部焚烧、10%回收、20%回收三种情景。根据以上公式及基础资料计算得温室气体现状排放情况及“十四五”期末温室气体排放预测情况见表3。温室气体排放现状趋势图见图1，历年单位垃圾温室气体排放趋势见图2。

表3 温室气体现状排放情况及“十四五”期末温室气体排放预测情况

图1 厦门市温室气体排放总量趋势

图2 厦门市历年单位垃圾温室气体排放趋势

6 结论

（1）城市生活垃圾的不同处理方式所产生的温室气体排放量差异显著，单位垃圾排放的温室气体量大小顺序为：填埋>焚烧>厨余垃圾处理>回收，垃圾分类回收后分别分类处理具有较高的减排潜力，垃圾焚烧较垃圾填埋更具减排潜力。

（2）在不同生活垃圾处理方式中，温室气体排放量与填埋处理相关性显著，随着填埋量减少，焚烧、厨余垃圾处理及回收有用资源等方式处理比例的增大，单位温室气体呈现出逐年下降的趋势。

（3）厦门市生活垃圾的处理量逐年递增，由于处理方式的不断转变，填埋比例逐渐减少，焚烧、餐厨垃圾处理、回收有用资源等处理方式比例增大，温室气体排放总量在经历2010～2017年逐渐上升之后2017年出现拐点，2018及2019年温室气体排放总量逐年下降。

（4）根据2025年三种情景预测分析，由于厦门市城市生活垃圾处理量呈逐年显著增长的趋势，若不进行有用资源的回收利用，温室气体排放量将再次增加，建议厦门市在开展温室气体排放控制过程中，通过积极推进生活垃圾分类，回收有用资源，厨余垃圾单独处理，促进资源再利用，将极大推进温室气体的减排。