园林绿化废弃物资源化利用现状及前景分析
——以北京市为例
2021-12-06夏鲁卿
夏鲁卿,郑 爽,阎 旭
(北京市颐和园管理处,北京100091)
园林绿化废弃物是指园林植物自然凋落或经人工修剪所产生的植物残体,主要包括落叶、草屑、树木与灌木剪枝等[1]。《“十三五”生态环境保护规划》 要求,到2020年城市人均绿地面积达到14.6 m2,城市建成区绿地率将达到38.95%。2018年至2022年,北京市新一轮百万亩造林绿化行动展开,目标全市新增森林绿地湿地面积6.7 hm2,其中新增森林6.3 hm2、湿地2400 hm2、绿地1733.3 hm2。根据北京市园林绿化工作会议报告,在2019年北京全市新增造林绿化面积1.9 万hm2、城市绿地800 hm2,全市森林覆盖率达到44%(2011年为37.6%,2017年为43%),人均公共绿地面积达到16.4 m2。随着大范围绿化工作的开展,绿地生产的园林废弃物总量也是逐年增加,给城市的环卫系统造成极大的压力。北京地区每年产生绿化废弃物约700 万t,仅平原造林,按年1500 kg/hm2的产生量计算,就有约300 万t[2]。以往绿化废弃物并未做分类处理,主要处理方式是填埋与焚烧,这会导致生物质资源的浪费,并对环境造成不可逆转的损害[3]。
2020年5月1日随着新修订的 《北京市生活垃圾管理条例》的颁布,为改善公园环境,保障公众健康,促进全市公园行业做好生活垃圾分类工作,北京市园林绿化局随之印发了《北京市公园生活垃圾分类指导意见》。积极推进 “无痕公园”建设,实现园林绿化废弃物“无痕化”处理。建立新型绿色低碳产业,发展循环经济,是社会经济发展的必然趋势。
1 北京市推进园林绿化废弃物资源化利用现状
我国在园林绿化废弃物资源化利用方面的研究现仍处于起步阶段,还未形成完整的产业链条。国内垃圾分类主要为日常生活垃圾分类,园林废弃物未做专门的日常管理,并且社会公众意识不高。当前我国只有北上广深等发达城市在园林废弃物资源化利用方面进行了试点,而且利用方式主要集中在有机肥堆制和有机覆盖物处理,资源化利用程度较低,目前大部分城市资源化再利用率低于10%,最高的深圳也低于30%[4]。在政策引导与扶持之下,包括北京在内的我国少数发达城市建立了园林废弃物集中消纳站点,对园林废弃物资源化产品予以开发。当前大部分二三线城市没有绿化废弃物处理厂,仍采用传统的处理方式进入焚烧炉或者生活垃圾填埋场,使得植物有机质流失,且占用土地资源、破坏生态环境,增加政府财政负担。
北京是我国开展园林绿化废弃物资源化利用较早的城市之一。北京市相继出台多项相关法律法规激励园林废弃物资源化利用。早在2010年,北京市就制定了《北京市园林绿化废弃物资源化利用及生物质能源产业 “十二五” 发展规划》;北京市园林绿化局于2016年发布《北京市关于杜绝焚烧园林绿化废弃物积极推进资源化利用的意见》,2017年提出园林废弃物将实现“零焚烧”;2018年,北京市发布《园林绿化废弃物资源化利用规范》(DB11/T 1512-2018),用标准规范了园林绿化废弃物资源化利用包括站点设置、收集、处置、转运等在内的各项环节。同时,各区县、科研院校及相关企业积极响应,努力寻求园林绿化废弃物资源化利用的新举措。北京市西城区在2017年开展了 “黑土计划”;2017年丰台区投入资金2330 万元,建立园林废弃物消纳站点21 个;北京市林业工作总站承担了中央财政林业科技推广示范项目“园林绿化废弃物资源化利用推广示范”。
2 园林绿化废弃物资源化处理措施
目前,北京市园林绿化废弃物的资源化处理遵循“减量化、无害化、资源化”的原则,采用“落叶化土,还肥于林”的生态循环方式。资源化处理主要在本地进行,这样可以有效节省运费及运输途中的碳排放量,同时大大减少了秋冬季节的火灾隐患,加工后的产物在本地予以运用,有机质可以有效地改良土壤、节省绿化费用。目前资源化处理措施主要为堆肥处理和生物质能源生产,同时也有生态建筑材料、木塑工艺、基质栽培、食用菌培育、畜禽饲料等途径。
2.1 堆肥发酵技术
将园林绿化废弃物粉碎后加入有机肥或复合肥混合堆制发酵处理,通常经过7~15 天处理即可将园林废弃物充分腐熟,制成绿色、安全、疏松、排水良好的基质,可用作有机肥、有机土壤改良剂等产品,补充土壤肥力,实现资源的循环利用。目前,堆肥处理技术已具备年处理园林废弃物50 m3以上的能力。
北京市园林绿化废弃物堆肥发酵处理有2 种模式,第1 种模式是将废弃物运输到集中处理的基地,再将处理后的产物运至应用地,实现了绿色肥料的铺地还林,例如北京市西城、海淀、朝阳、丰台、房山、通州等多个区县均建成了绿化废弃物堆肥化集中处理基地,具有占地面积大、投资高、设备先进等特点,当中有政府主导建设的,也有民间资本投资建设的。2017年,西城区生产土壤改良基质约5600 t,全部用于重点景观及道路的绿化养护[5]。第2 种模式是园林绿化废弃物的就近处理、就近利用,例如在香山公园、北京植物园、八达岭林场、北宫森林公园、西山林场等地已建成10 余处园林废弃物就近处理点,此模式节省了废弃物运输和堆肥处理的成本,如北京植物园的园林废弃物处理厂自2012年投入运行以来,每年处理园林废弃物约1 万余m3,生成产物5000 余m3。
2.2 生物质能转化技术
生物质能是指由光合作用而固定在各种有机体中的太阳能,生物质为生物质能的载体[6]。树干中木质素含量高,降解速度慢,不宜直接堆肥,且生物量大,需清运进行集中处理。在这种情况下,可将园林废弃物中蕴含的生物质能开发利用,目前多用于焚烧发电和制作清洁能源,这是园林绿化废弃物资源化升级的重要表现。
生物质能转化是我国的新兴产业,园林废弃物用于发电及制作生物质燃料是资源转化的有效途径。北京市已经在平谷区、大兴区、延庆县等区县建设了多个林业生物质固体成型燃料生产加工示范基地,每年消纳园林绿化废弃物约1.71 万t。不断改革生物质能转化技术,让园林绿化废弃物发挥更大的作用,园林绿化废弃物的处理前景愈发明确。
2.3 园林有机覆盖物及景观小品
园林有机覆盖物在园林绿化中应用广泛,加工处理相较于堆肥更经济、简便,并对涵养水分与优化土壤结构都有积极作用。将树木干枝进行粉碎,经过环保染色、固色工艺,作为景观重新铺回园林,例如玉渊潭公园,把粉碎后的干枯树枝,一部分作为树池、花坛覆盖物,另一部分染色后填充覆盖到彩色花带当中,模拟花境的绚烂效果,丰富四时景观。在作为首轮百万亩造林打造出的中关村森林公园中建有多处木质结构小道、木质景观小品、坐凳、花坛、指示牌基座等都是用这些绿化废弃材料修建完成的,极具自然朴素之美,以低碳、生态理念,把创意转化成新的艺术结构,是园林废弃物资源化利用新的发展方向。
2.4 生物质炭化利用及食用菌培育
先前泥炭作为成本较低的栽培基质被广泛应用,导致部分地区泥炭地被过度开发,生态系统遭到严重破坏。在全球泥炭地大面积减少的情况下,许多国家逐步禁止泥炭的开采和使用,并着力寻找泥炭“替代物”。已有研究表明,落叶、草坪修剪物等园林绿化废弃物可以部分替代泥炭作为生产新型花木基质的主要原料。我国的生物质炭化利用还处于初步阶段,近年来,我国针对园林废弃物炭化研究取得一定成果,但与国外相比仍存在不小差距。园林废弃物经处理后还可用于食用菌培育,分布在北京市平谷、大兴、房山等区县的食用菌培育企业每年约消耗大约4.9 t 的园林废弃物。
2.5 压制板材产品
北京周边的木材收购企业根据园林废弃物的枝干的质地、尺寸等条件进行分类出售。木材加工厂可将其直接切割成板材,或者压制成刨花板或密度板。通常这些压制后的板材质地较为疏松,不具备较强的承压能力。对于不能加工成板材的细弱树枝,造纸厂可把其制作成纸制品,以达到再利用的效果。加工厂多建于北京周边的河北省、山东省等地,但因回收物等级相较于用材林难以统一,且市场自身存在局限性,导致目前该措施并未大量投入使用。
3 园林绿化废弃物资源化利用存在问题与前景展望
园林绿化废弃物资源化再利用是中国环保事业未来发展的大趋势。2013年习近平总书记在考察废弃物的绿色回收利用时提到:变废为宝,循环利用是朝阳产业。目前我国在园林绿化废弃物资源化利用方面还处在探索阶段,亟需解决如下问题:
3.1 建立绿化废弃物资源化利用产业机制
通过对园林绿化废弃物进行资源化处理,形成具有一定规模的循环经济产业链,这对于建立新型绿色低碳产业和首都绿色可持续发展有重要作用。绿化废弃物资源化利用产业机制的发展有其固有的生命周期,按照产业的萌芽、成长、成熟期逐步推进。在产业萌芽期,关注重点应在绿化废弃物的清理、收集环节上,产业的成长期重点解决绿化废弃物的资源转化处理和产品研发的问题。在产业发展的前两个阶段,政府应发挥主导作用。在产业的成熟期,绿化废弃物的转化产物要参与市场竞争,实现其附加值,这一阶段主要是通过市场机制自发进行调节。
在绿化废弃物资源化利用产业机制建立之初,我们面临着重重困难。如园林废弃物因其地域分散、体积大,难于统一集运,以致目前还没有建立起完善的园林废弃物收集体系,未能对质量把关和进行统一分类处理。再如早期建设的绿化废弃物资源化利用项目,很多为科研示范基地,建设手续或不全面,现面临拆迁的境遇。2015年,位于北京市朝阳区金盏乡地区原北京市最大园林废弃物消纳基地,在投产使用8年之后因违规用地被迫停工。基地建设需占用大面积土地,在城市规划与政策设计初期应进行科学规划、合理布局。
3.2 构建明确的园林绿化废弃物权责管理部门
根据我国现有的法律法规,园林废弃物的管理工作涉及林业、建设、环卫和环保等部门,权责不明,容易造成管理盲区。由于没有权责管理部门,导致目前国家及地方层面都没有准确掌握园林废弃物统计数据,严重影响园林废弃物资源化产业进展。后续要加强对园林绿化废弃物在收集、运输、转化、市场流通等各个环节的监督管理,确定强制、严格的制度约束,严厉查处各类违法行为,确保园林绿化废弃物的综合化、生态化利用。
3.3 健全产业激励机制,制定相关的配套措施及产业规划
园林绿化废弃物资源化处理是一项公益性强的环保产业,前期的运营离不开政府的政策支持和财政资金支撑。目前参与企业获利微薄,后面仍需政府建立并完善符合园林绿化废弃物资源化利用的政策和管理体系,在资金补偿、用地等方面健全激励机制,引导民间资本参与,以提供企业参与积极性。如何实现从政府输血到自身造血,也是产业发展面临的严峻问题。缺乏园林绿化废弃物资源化利用技术规范和产品标准,致使相关技术缺乏质量控制,产品质量、规格参差不齐,严重阻碍了相关产业发展。今后应从园林绿化废弃物的站点设置、收集、减量化处理、转运、处理利用、生产安全防护、管理与信息收集各个环节予以规范。
3.4 加大科技创新扶持,研究园林废弃物处理新技术
目前我国的设备研发和处理工艺与先进国家之间有很大差距,生产加工基础设施多依赖进口、能耗高,我国虽为机械制造大国,但国产的粉碎机普遍功率较低、抗磨损性较差,这极大地限制了园林废弃物的资源化利用。资源化处理模式也相对单一,缺乏技术创新,园林废弃物大部分用于堆肥或者燃料生产,产学研脱节,科技成果转化率低,亟需开发、完善其它高附加值产品应用技术如生物石油、燃料乙醇等,以提高企业的积极性。在技术推广方面,要注重废弃物无害化处理,运用清洁生产技术,尽量避免对城市环境带来不利影响,如在堆肥过程中对条件严格把控,灭活有害虫卵,杜绝施肥后的二次污染。北京市近年在关键技术研究和创新能力建设上加大投入,开展的移动式园林废弃物粉碎堆肥技术、园林废弃物三级利用机械化技术模式、高温惰化技术等新兴科技成果逐步进行推广,效果可期。
3.5 重视园林废弃物资源,提高公众思想认识
在目前园林绿化废弃物资源转化体系和政策措施未完全建立情况之下,全国范围内园林绿化废弃物主要还是归为绿化垃圾。未来可通过宣传、科普等方式向社会公众对园林绿化废弃物的资源化、循环化利用的意义进行全面普及、倡导,也可借助各地公益环保组织开展‘落叶归根’行动,从身边出发,用自下而上的行为,让园林废弃物回归土壤。
4 总结
随着加快建设资源节约型、环境友好型社会的步伐,构建资源循环利用体系是未来发展趋势。我国园林绿化废弃物开发利用产业起步相对较晚,但发展速度较快。未来应因地制宜地对园林绿化废弃物进行科学的循环利用,整合政府、企业、科研院所资源,形成合力,打造融政策、技术、资金为一体的园林绿化废弃物再处理体系,逐步构建产业链条,践行绿色、循环、低碳发展理念,实现生态效益、经济效益和社会效益的统一。