浅谈危险废物处置行业的碳排放现状

卢 青 贾 英 李 娜 王佩琦 顾佳媛 沈倩*

1 上海市固体废物处置有限公司（上海 200120）

2 上海市化工环境保护监测站（上海 200050）

“十四五”时期是实现“双碳”目标的关键期和窗口期，其中“无废城市”的建设与碳减排高度关联且具有协同性。2021年，生态环境部等18 部门联合印发《“十四五”时期“无废城市”建设工作方案》，标志着固体废物的污染防治工作迈入新的里程。这对于固体废物治理行业来说是一个巨大的挑战，加之“双碳”背景，绿色低碳发展已然是必选路径。

危险废物处置行业（以下简称“危废处置行业”）在固体废物治理行业中占据重要位置，由于行业特性，危废处置行业在减污降碳过程中存在一定的困难。随着全国碳排放管理的进一步深入、政策的进一步完善，碳排放管理将对危废处置行业带来更大的挑战[1-2]。本研究从危废的产生情况、处置现状、行业的碳排放现状入手，对危废处置过程中的碳排放环节进行分析，从而挖掘危废处置行业的降碳潜力，为危废处置企业的绿色低碳发展提供一定的基础。

1 危险废物的产生与处置情况

1.1 危险废物的产生

随着城市化发展和工业进步，我国危废产生量持续增长。根据《中国统计年鉴》[3]数据汇总，我国近十年危险废物产生量呈显著增长趋势（见图1）。2011年，我国危险废物产生量为3 431.22 万t；2017年，危险废物产生量为6 936.89 万t；2021年，危险废物产生量达到8 653.61 万t，较2017年增长24.7%，较2011年增长152%。

图1 我国近十年危废产生量的变化趋势

生态环境部2020年发布的《全国大、中城市固 体废物污染环境防治年报》显示：2019年，196 个大、中城市工业危险废物产生量达4 498.90 万t，其中产生量最大的城市为山东省烟台市（294.3 万t）；医疗废物产生量达84.3 万t，其中产生量最大的城市为上海市（5.57 万t）。工业危险废物受“双碳”目标影响正在放缓增长速率，而随着人民生活水平的提高，医疗机构的增加，加上新冠病毒肺炎疫情的影响，医疗废物的产生量仍有快速增长的趋势。

1.2 危险废物的处置

如图2 所示，我国危险废物的来源主要包括社会端、医院端和工业端，危险废物处置方法主要为资源化和无害化。据统计[4]，我国危险废物（包括工业危险废物和医疗废物）的资源化利用量约占46.5%，无害化处置量约占39.4%，贮存量占14.1%。

图2 我国危险废物的来源、处置及去向

危险废物的无害化技术主要包括填埋、焚烧、热解处置和等离子体处置等[5]。填埋法可处理的危废范围较广，是危废处置较为常见的方法之一，但填埋法对土壤和地下水存在二次污染风险，因此填埋场地的选择需符合严格的标准，要有完善的防渗设施[6-8]。焚烧法是危废处置的主流技术之一，适用于绝大部分的危险废物，尤其对高热值的有机危废具有突出效果，但焚烧过程会产生二次污染[9-10]。热解处置技术和等离子体技术是近些年新兴的危废处置技术。热解处置技术是在无氧或缺氧条件下加热有机物使其分解，热解产物可回收利用，对环境污染轻，但目前技术成熟度还不高、适用范围有限[8,10]。等离子体技术适用于所有的危险废物，可将有机物完全气化为CO 和H2，同时无机物可变成无害玻璃化熔渣，但能耗和运行成本高，目前还没有大规模使用[11-13]。

结合我国现有的无害化技术，焚烧法是危废处置行业主要的碳排放来源。焚烧法涉及碳排放的主要来源包括燃料燃烧、电力热力消耗和过程排放，温室气体主要为二氧化碳（CO2）。

2 危废处置行业的碳排放现状

气候变化专门委员会（IPCC）及国家信息通报显示，废弃物排放包含固体废弃物处理、固体废弃物的生物处理、废弃物焚化和露天燃烧、废水处理与排放等。据统计，2018年全球废物处理产生温室气体约21.38 亿t 二氧化碳当量，占总排放量的3.2%[15]。根据我国温室气体排放清单数据[16]，2014年我国废弃物处理产生的温室气体排放量占总排放量的1.6%（见图3），其中固废处理排放达1.04 亿t 二氧化碳当量，占废弃物处理领域总排放量的53.2%。

图3 2014年我中国温室气体排放领域构成

固体废物处置排放的温室气体主要包括CO2，甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O），甲烷的产生主要源于厨余垃圾的填埋。针对我国目前的危废处置技术，其碳排放源主要为焚烧处置和填埋，但由于危险废物含有机质较少，填埋产生的温室气体（CH4，CO2）可忽略不计。焚烧处置过程产生的温室气体主要包括CO2，N2O 等，其中CO2占比最大，主要来自于燃料燃烧、电力热力消耗和过程排放；N2O 仅占一小部分，主要来自于末端治理废水处理装置。

3 危废处置行业的碳排放分析

危险废物的处置流程基本相同，筛选后将可资源化利用的部分经预处理送至资源化生产线回收利用，而不可再利用的部分将作焚烧或填埋处置，期间会产生废水、废气及废渣，焚烧产生的大量热将作余热回收综合利用。

根据《温室气体核算体系》，将碳排放分为范围一、范围二和范围三（具体如图4 所示），在碳排放分析中要注意运输产生的碳排放。根据企业特点，碳排放源具体可以分为危废运输环节产生的化石CO2直接排放，危废处置过程产生的温室气体直接排放，危废处理设施和人员办公电耗产生的CO2间接排放，以及员工通勤产生的CO2间接排放。危废处置行业的碳排放量在整个大的市场环境下占比较小，但是其中包含的资源化等项目能为企业在国家核证自愿减排量（CCER）中起到重要作用，因此在核算碳排放过程中抵消量的核算占有重要位置。

图4 危废处置行业全过程碳排放源识别

危废处置的过程排放是主要的碳排放源，但过程排放涉及较多，因此不同危废处置企业的碳排放有所不同。本研究以上海某危废处置企业为例，根据其生产工艺走向，对全厂的碳排放进行分析，特征如下：

（1）危废焚烧产生的温室气体排放：焚烧工艺过程中含碳废料氧化燃烧后随烟气排出的CO2。

（2）生产系统中辅助燃料的温室气体排放：焚烧炉、余热利用锅炉等固定源使用的柴油、天然气燃烧排放的CO2。

（3）移动源的温室气体排放：自有运输车、厂内叉车、挖机、自有班车和公务车等移动源使用的柴油、汽油燃烧排放的CO2；运输过程和存储过程中会使用到制冷剂，需考虑氢氟碳化物（HFCs）的排放。

（4）制程排放：废气处理过程中使用的药剂小苏打和尿素与水反应排放的CO2。

（5）危废填埋产生的温室气体排放：由于该企业处置的物料以无机物为主，不含生物质，无厌氧储存过程，因此不涉及填埋过程CH4和N2O 排放。

（6）能源间接排放：为全厂外购电力消耗排放，包括焚烧线、填埋区、公辅工程、生活办公等，其中焚烧线为重点用电单元。

（7）其他排放：食堂液化石油气、浴室天然气等办公生活中燃烧排放的CO2。

（8）抵消量：该企业主要的资源化项目为医塑回收线、废油回收、废硫酸再利用等。

统计该典型危废处置企业的碳排放特征，其各环节碳排放情况见图5。该危废企业的碳排放关键环节为过程排放（主要为焚烧工艺过程排放），占总排放量的70%以上。值得关注的是，在化石燃料燃烧中，移动源产生的碳排放占据大部分，可作为后续重点的减排环节。

图5 某危废处置企业各环节碳排放情况与化石燃料燃烧碳排放情况

4 危废处置行业的减碳潜力

危废处置行业的碳排放量虽然占比不高，但在温室气体减排过程中发挥着重要作用，尤其在“双碳”目标下，危废处置行业如何做到节能减排和低碳运行是需要深思的一个问题。

加强危险废物的源头管控，通过源头减量对危险废物处置行业碳减排有重要意义。姜玲玲等[17]通过模型推算出，当工业危险废物源头减量30%时，其碳减排效益较基准大幅度增加，约达31.7 亿t。

减量化措施对碳减排有很好的效益，但对于危废处置行业本身来说，加强自身的低碳运行更为重要。对于新建项目，厂区的合理规划与设计是危废处置企业节能降碳的把控起点。陈贤成等[18]提出，合理的车间布局能有效提高能源利用率，减少碳排放，如将破碎设施布置于焚烧车间内可减少转运消耗，高压配电房就近匹配焚烧车间可减少电力输送产生的损耗。对于老旧项目，可以通过采取精细化的能源管理和工艺调控措施，及时优化焚烧工况和更换老旧设备，精准节能降耗；同时，可对工厂进行智能化升级（提升生产效率和能源利用效率），采取低成本、低能耗、低烟气量的先进工艺迭代。另外，可以建立完善的管理体系，定时定期开展节能减排潜力评估，实施节能技改项目，提高减碳水平。

根据危废处置行业的碳排放分析，物流环节是其重要的碳排放源，也是重点的减排环节。企业可以通过开展“定时定点收集、车对车交接”的收运新模式，提升车辆装载率，提高收运效能，确保低碳收运；运收车逐步由纯电车替换，同时将电车充电桩使用绿电，逐步建成绿色物流体系，最终做到物流环节零碳排放。

资源化项目是危废处置行业的特色环节，在碳减排中起到重要作用，对自身碳排放进行抵消的同时也可置于CCER 中进行碳交易。根据相关案例，上海某危废处置企业对废油漆桶进行无氧裂解的处置能力为3 300 t/a，可回收铁片约3 200 t，相对于废油漆桶直接焚烧，该资源化项目可负碳排放7 330 t/a；该企业医塑回收处置约9 262 t/a，产品回收利用率约为77%，即回收后售卖的产品平均约7 110 t/a，比直接焚烧处理的方式减少了塑料或玻璃在上游生产过程中的碳排放，可负碳排放10 350 t/a。另外，废有机溶剂回收、废活性炭再生、工业废酸回收利用等资源化项目相继成熟，废弃电子电器产品回收处理、新能源汽车废旧电池回收处理、集成电路工业污泥处理等未来资源化的热点技术正在开发，积极落实资源化项目必将为“双碳”目标的实现作出重要贡献。

5 结语

随着我国危废产生量的持续走高，危废处理需求也持续增长，但是我国危废处置行业仍存在很大的不足，加上“双碳”目标，给危废处置行业带来巨大的挑战，而低碳化运行是其在当前环境下的必经之路。危废处置行业需从碳排放现状及历史情况分析预测未来碳排放趋势，并结合企业自身的特征，制定科学的碳减排目标和具体的行动路线，以进一步减污降碳、节能增效，持续助推碳达峰、碳中和目标的实现。