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2021年9月13日，在“2021(第九屆)上海固廢熱點(diǎn)論壇”上，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授、國家環(huán)境保護(hù)技術(shù)管理與評估工程技術(shù)中心主任王凱軍以當(dāng)下“碳中和、碳達(dá)峰”的時代背景，從有機(jī)固廢處理與“碳中和”的關(guān)系、碳核算方法、處理工藝及減排潛力四個方面深入分析有機(jī)固廢處理行業(yè)對碳減排的貢獻(xiàn)。
清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授、國家環(huán)境保護(hù)技術(shù)管理與評估工程技術(shù)中心主任 王凱軍
有機(jī)固廢處理與“碳中和”
我們首先回顧幾個時間點(diǎn)：1997年，各國簽訂了《京都議定書》，在國家層面首次設(shè)定減排目標(biāo)；2009年，哥本哈根氣候大會，第一次統(tǒng)一設(shè)定溫室氣體排放限額；2015年12月，各國簽訂首份具有法律約束力的全面氣候變化協(xié)議《巴黎協(xié)定》，但未能有效執(zhí)行；2020年9月，習(xí)近平總書記在聯(lián)合國大會上提出：“3060”的目標(biāo)；2021年3月15日，中央財經(jīng)委員會第九次會議習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)：把“碳達(dá)峰、碳中和”納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局。
在1997年第一次提出減排時，我國的溫室氣體排放排在全球第三位，約50億噸二氧化碳當(dāng)量。2009年哥本哈根大會時，我國已經(jīng)上升到100億級，成為排放第一大國。當(dāng)時我國和國際上爭論最多的是“人類共享生存權(quán)和發(fā)展權(quán)，共同但有區(qū)別的責(zé)任”，也因此為我國爭取到很大的時間緩沖。2020年，中國溫室氣體排放量到了140億噸二氧化碳當(dāng)量，把其他國家遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩下，第二到第四位排放量相加依然趕不上我國。
所以，習(xí)近平總書記提出“3060”時選擇了非常恰當(dāng)?shù)臅r間點(diǎn)，打了一張先手牌。我國在當(dāng)時緊張的疫情下，在復(fù)雜的國際關(guān)系下，在激烈的中美貿(mào)易戰(zhàn)背景下，仍然主動提出“3060”的目標(biāo)。此外，我們在爭取了20年的發(fā)展時間后，確實面臨發(fā)展方式和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的問題，否則下一步會有貿(mào)易壁壘對我們產(chǎn)生很大的壓力。比如歐洲的“碳關(guān)稅”一旦實施，對我國出口貿(mào)易會產(chǎn)生嚴(yán)重影響。
在固廢方面，從CDM(清潔發(fā)展機(jī)制)到我國開始實施的碳交易，CCER(國家核證資源減排量)，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)及城市固廢領(lǐng)域，垃圾焚燒、填埋氣、畜禽糞便等的相關(guān)方法學(xué)已經(jīng)公布，但在新興的餐廚垃圾、廚余垃圾等有機(jī)固廢領(lǐng)域，尚無相關(guān)方法學(xué)。
我國CCER碳交易市場發(fā)展歷程
在2009年前后，我國便開始籌備CDM項目開發(fā)及碳交易，由此也成為風(fēng)電發(fā)展的重要推動力。但到2013年之后，為限制中國和印度兩個大戶，歐盟碳交易市場(EU-ETS)不再接受來自中國的新注冊CDM項目。于是，我國先后在8個試點(diǎn)省市開展碳排放權(quán)交易。今年年初，隨著《全國碳排放權(quán)交易管理辦法(試行)》發(fā)布，全國的交易市場開放。近日，中央辦公廳印發(fā)《關(guān)于深化生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償制度改革的意見》(以下簡稱“《意見》”)，提出“將具有生態(tài)、社會等多種效益的林業(yè)、可再生能源、甲烷利用等領(lǐng)域溫室氣體自愿減排項目納入全國碳排放權(quán)交易市場”。這兩份文件對于我國碳交易市場的發(fā)展具有重大意義。
在CDM項目階段(2005-2012)，我國共注冊3861個CDM項目，占全世界46%，并在2013年前后達(dá)到峰值，我國也在此階段獲取了不少國際上的資金。
在碳交易試點(diǎn)階段(2013-2020)，初期著重推動風(fēng)電和水電項目，隨后增加光伏和沼氣項目，接著進(jìn)一步補(bǔ)充了農(nóng)業(yè)沼氣、碳匯造林等，項目申請數(shù)量大。此階段發(fā)布的CCER審定項目近3000項。自2017年發(fā)改委叫停后，在國內(nèi)實施的CCER項目非常有限。
在眾多項目中，固廢相關(guān)的項目占比約18%，包括甲烷回收(7.0%)、生物質(zhì)利用(5.7%)、垃圾焚燒(3.9%)、填埋氣回收(1.2%)。對于有機(jī)固廢行業(yè)，減排量占10%左右，是非常可觀的比例。
我國的碳交易市場設(shè)立初期，企業(yè)只有5%的交易限額，之后的《碳排放權(quán)交易管理暫行條例(草案修改稿)》未明確提及具體限額。中央辦公廳9月12日印發(fā)的《意見》旨在發(fā)揮市場機(jī)制，推進(jìn)多元化補(bǔ)償。
固廢處理行業(yè)的碳核算方法
CDM項目的開發(fā)流程與CCER基本相似，只是部分環(huán)節(jié)審批的主體不同。CDM方法學(xué)設(shè)計主要包括：適用條件的確定、額外性評價與論證、基準(zhǔn)線的方法學(xué)，檢測方法學(xué)，在CCER方法學(xué)中是一樣的。我國已經(jīng)發(fā)布的200個CCER文件，其中有174個是從CDM直接轉(zhuǎn)化的，這兩個方法沒有本質(zhì)上的差別。
適用條件的確定
以秸稈發(fā)電為例，邊界條件往往被詳細(xì)列出，堆放、運(yùn)輸，包括整個電網(wǎng)的情況，都會影響最終減排量的計算。不同的項目會有不同的設(shè)計邊界條件，有些項目甚至十幾條的邊界條件。
項目的額外性
額外性是指CDM項目活動所帶來的減排量相對于基準(zhǔn)線是額外的，即這種項目及其減排量在沒有外來CDM支持情況下，存在具體財務(wù)效益指標(biāo)、融資渠道、技術(shù)風(fēng)險、市場普及和資源條件方面的障礙因素，靠國內(nèi)條件難以實現(xiàn)。
簡單來講，某項目如果沒有CDM，沒有政策的支持難以實現(xiàn)。比如，如東生物質(zhì)項目是我國第一個規(guī)模化生物質(zhì)利用示范項目，為引進(jìn)鍋爐設(shè)備額外投入資金6000余萬元，且該項目比煤的單位能耗的成本高，具有CDM項目所要求的經(jīng)濟(jì)額外性。此外還有政策額外性、技術(shù)額外性，都是需要考慮的。
減排量計算
減排量計算公式：減排量=基準(zhǔn)線排放量-項目排放量-泄露量
其中，泄露量指項目本身的能耗。例如，廚余垃圾在制定方法學(xué)后，要考慮運(yùn)輸?shù)哪芎?、沼渣焚燒時添加的輔助燃料，都屬于泄露量。而是否考慮生命周期的影響，比較復(fù)雜，可能存在不同行業(yè)重復(fù)計算的問題。此外，每一個項目應(yīng)按照要求設(shè)定監(jiān)測系統(tǒng)，之前規(guī)定由第三方核查，下一步由哪一機(jī)構(gòu)核查尚未確定。
上面提到在200個CCER方法學(xué)中，174個由CDM轉(zhuǎn)化，另有26個新開發(fā)的方法學(xué)。一般來講，需要行業(yè)龍頭和第三方機(jī)構(gòu)聯(lián)合開發(fā)，才能建立新的方法學(xué)。對于有機(jī)固廢行業(yè)，目前廚余垃圾、餐廚垃圾尚存方法學(xué)缺口，特別是沼渣農(nóng)用方法學(xué)的制定具有很大難度，因為沼渣農(nóng)用替代化肥，而每種化肥的成本、能耗都不一樣，計算起來非常困難，而這對行業(yè)又有深遠(yuǎn)的影響。
有機(jī)固廢行業(yè)前期的開發(fā)工作非常重要。在細(xì)分領(lǐng)域，規(guī)模小的項目，前期的開發(fā)、手續(xù)包括監(jiān)測投入較大。有些小型項目無法推進(jìn)是因為其收益難以覆蓋成本。
山東民和雞糞沼氣發(fā)電項目，之前獲取CDM認(rèn)證，最近與北京中碳合作開發(fā)沼氣制取天然氣的方法，并已經(jīng)提交。此項目每年產(chǎn)生8萬噸溫室氣體減排量，該減排量通過國際第三方核查機(jī)構(gòu)核證及聯(lián)合國簽發(fā)后，通過世界銀行進(jìn)行碳交易并持續(xù)6年，每年可獲得700萬元碳減排收益，成為發(fā)電工程的主要利潤來源，占比80%-90%。碳交易的收益大幅提高了整體項目的盈利性。因此，碳減排對于有機(jī)固廢行業(yè)起到非常重要的作用。
對于餐廚垃圾和廚余垃圾，從好氧工藝和厭氧工藝來說，經(jīng)過碳核算，如果不計算替代化肥的部分，好氧堆肥工藝的凈二氧化碳排放量是正值，而厭氧發(fā)酵是負(fù)值，是碳匯。
以濟(jì)陽餐廚項目為例，餐廚垃圾采用厭氧工藝，通過提油、產(chǎn)沼獲得收益，餐廚垃圾工藝流程的凈碳減排量約200kgCO2e/t。餐廚垃圾的厭氧處理工藝本身是負(fù)碳，但如果算上運(yùn)輸過程，就是泄露量的增加，凈減排量會大打折扣。餐廚垃圾處理工藝中，粗油提取的減排量占比很高，而廚余垃圾處理沒有提油工藝，加之運(yùn)輸過程，需要精細(xì)核算廚余到底屬于負(fù)碳行業(yè)還是正碳行業(yè)，這個問題需要仔細(xì)思考。
此外，技術(shù)方案的改進(jìn)可以貢獻(xiàn)更多負(fù)碳。廚余垃圾和餐廚垃圾處理中分離的輕物質(zhì)，其中有一半需要外運(yùn)至垃圾焚燒廠。這部分多是纖維、塑料等，如果通過熱解技術(shù)替代輔助燃料，可以減少外運(yùn)帶來的碳排放。最重要的是共同開發(fā)沼渣、沼液回用的方法學(xué)，會使有機(jī)固廢行業(yè)有更大的潛力。
有機(jī)固廢減排潛力分析
根據(jù)我們關(guān)于工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)廢棄物和城市廢棄物產(chǎn)沼的研究工作(非最終數(shù)據(jù))。工業(yè)廢水產(chǎn)沼氣潛力在2030年、2060年可達(dá)430億m³和570億m³，農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)沼潛力在2030年和2060年分可別到1130億m³和1300億m³，城市廢棄物產(chǎn)沼潛力在這兩個時間分別為290億m³和340億m³。根據(jù)工農(nóng)業(yè)及城市的有機(jī)物資源量估算，我國的產(chǎn)沼潛力從目前的500億m³可達(dá)2000億m³左右，整體對碳減排的貢獻(xiàn)接近10億噸二氧化碳當(dāng)量。屆時，這10億噸的減排潛力可占我國總排放量的5%-10%，也是很可觀的比例，有機(jī)固廢行業(yè)將為實現(xiàn)“碳中和”貢獻(xiàn)巨大力量，也是令人期待的行業(yè)。
今年，習(xí)近平總書記提到把“碳達(dá)峰、碳中和”納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局。在工業(yè)方面，厭氧消化是減污降碳和資源回收的核心技術(shù)手段；城市方面，是循環(huán)經(jīng)濟(jì)，生態(tài)文明城市的有效措施；在農(nóng)業(yè)上，是提高農(nóng)民收入和農(nóng)村生活質(zhì)量的有力抓手。因此，大力推動碳減排、發(fā)展厭氧技術(shù)是貫徹生態(tài)文明建設(shè)的有效途徑。（注：原文有刪改）
原標(biāo)題：王凱軍：有機(jī)固廢處理行業(yè)的碳減排貢獻(xiàn)
