垃圾焚烧不“低碳”

针对国家发改委气候司近期发布《国家重点推广的低碳技术目录》,准备将生活垃圾焚烧发电技术列入目录中的燃料及原材料替代类技术类这一热点话题,中国零废弃联盟和点绿中国(www.greening-china.com)于2014年8月10日下午在点绿中国会议室举办了一场题为“垃圾焚烧‘低碳’吗?”的环保沙龙。本文是沙龙上的发言实录摘要。

生活垃圾焚烧的‘低碳’点

1. 替代化石燃料燃烧所发的电;

有观点认为垃圾焚烧可以替代了化石燃料所产生的电。以中国的电网来说,每兆瓦时发电的平均二氧化碳排放已经小于0.8吨,当然在水电或其他可再生能源占比较高的地方这个值要更低,而且这个单位排放量的趋势是在持续降低。当垃圾焚烧的二氧化碳排放量低于0.8吨的时候,我们才能把垃圾焚烧看成是‘低碳’。所以在定义垃圾焚烧是否低碳的时候要给出比较的基准以及背后的信息支撑。

2. 避免垃圾填埋产生的甲烷排放;

这是假设垃圾焚烧避免了垃圾填埋的厌氧填埋的甲烷的排放。而在国内,绝大多数垃圾填埋厂都已经寻求CDM等碳减排项目的注册,所以填埋厂都是有在做甲烷回收,然后产电和供热,或者直接燃烧掉,这是CDM项目的要求。

3. 垃圾中生物质燃烧是‘碳中性’的。

《可再生能源法》以及国家发改委出台的若干规范性文件组合而成的可再生能源政策,将垃圾焚烧发电作为生物质能源发电的一类纳入了可再生能源发电补贴的范围中。但是我们比较了关于生物质、生物质废物和垃圾的定义,得出结论是垃圾不但不同于生物质,也不同于生物质废物;垃圾中仅可降解生物质部分属于生物质废物的一部分。下面再来看生物质废弃物是否是碳中性。

‘碳中性’广义的理解就是能源在生产过程中固定的二氧化碳和使用时排放的二氧化碳量是相等的, 这就互相抵消了。例如生物质燃料,树木通过光合作用固定二氧化碳,然后通过燃烧的方式排放二氧化碳,这就正负抵消的效应,因此被认为是‘碳中性’的。垃圾中生物质的燃烧是否是‘碳中性’的呢?

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首先讨论‘碳循环’。植物通过光合作用固定二氧化碳形成植物体的部分,植物体被动物利用,动物和植物遗体的排出物变成二氧化碳排到大气中,同时动植物自身的呼吸作用排除二氧化碳。煤和石油是植物通过上亿年的化学作用形成的,再通过工业的利用排放二氧化碳。然后讨论生物质利用和碳循环的化学关系。 生物质的来源是非常丰富的,如林木、灌草类生物质,农业废弃物,还有城市垃圾中的生物来源的废弃物。城市里生物质被工厂(如燃料、电力)利用后排除二氧化碳,这些二氧化碳被生物再利用,这就形成了‘排放-固定-再利用’的循环。这就被理解为‘碳中性’。但是现实中,碳循环远远没有那么简单。生物废弃物如垃圾废弃物里的瓜果梨桃,它们通过加工、包装到可利用的餐桌上,再形成厨余运到垃圾焚烧厂,这个过程中有很多间接的二氧化碳排放。

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生物质燃烧‘碳中性’存在争议

目前对生物质燃烧是否是‘碳中性’还没有定论。

1. 时间滞后性(固定-排放-再固定);

固定的过程是比较快的,如植物固定二氧化碳,这个过程是比较快的。排放,如焚烧的方式,就是直接烧了就排放了,排放到再固定的过程时间是比较长的,美国学者研究显示,生物质燃烧后产生的二氧化碳要经过数十年才能被再生。也就是说这段时间在大气中的存在算不算温室气体呢?

2. 不同生物质利用的碳排放差异:

吨气体/吨垃圾 CH4 CO2 CO2当量总计 CO2减排量 净CO2排放量
A B C=A×GWP+B D E=C-D
餐厨垃圾厌氧产沼发电 0.128 0.128 0.093 0.035
填埋+沼气发电 0.009 0.234 0.423 0.149 0.274
焚烧发电 0.815 0.815 0.240 0.575
好氧堆肥 0.334 0.334 0.334
填埋+沼气燃烧 0.009 0.234 0.423 0.423
厌氧填埋 0.047 0.128 1.108 1.108

3. 燃烧效率的差异;

生物质类型的差异,如秸秆农业废弃物和城市中垃圾的生物质废弃物是否一样呢?显然是不一样的,主要体现在燃烧效率的不同,和化石能源类的差异更大,如煤炭燃烧发电能让燃烧锅炉达到高温,所以效率高,而生物质废弃物燃烧一定没有这么高的效率。

4. 生命周期的净排放;

如固定-排放-再固定的过程需要较长的时间,那么生命周期的净排放也和我们想得不一样。

5. 重复计入;

主要指林木类的生物质。林木类生物质通过碳汇项目通过植树造林固定了一部分碳,部分林木类生物质会可能进到焚烧设施焚烧之后再排放。那么记录‘碳中性’的话就记录了两次。在碳汇项目的时候已经记录一次形成credit可以卖给别人来抵消排放,然后在焚烧的时候再记录一次碳排放,因此要知道如何避免重复记录。

6. 核算方法差异;

通常用IPCC政府间气候变化专门委员会的核算方法。市面上还有别的很多方法,国家和国家也不同。

碳中性是否鼓励了对生物质的过度和错误利用?

过度利用可能就是大家为了得到补贴去开发更多的生物质能源。但是生物质潜在的社会影响和生态系统影响是很大的,如林木颗粒做成的生物质然后燃烧,如果考虑林地变化所产生的生态系统的效应比我们想象的固定-排放-再固定的方式要大。错误的使用,如垃圾中的生物质是不是‘碳中性’的还值得讨论。

什么样生物质能算碳中性?

如在封闭体系中种植的能源草,这种能源草在种植的时候就确定了为做能源而生长,用来发电,运输,之后这块地还是要继续种植。在这样一个闭环的体系中的生物质可以算成是碳中性的。

通过以上分析,我们认为垃圾焚烧生物质不满足碳中性的条件,应该计入焚烧垃圾时其中的生物源碳排放。那么低碳吗?烧了直接排放二氧化碳,其它生物降解过程缓慢且量低,焚烧加快了排放!如自然界中,瓜果梨桃被慢慢分解,这个过程是相对缓慢的,它的二氧化碳排放量和其他温室气体排放量是非常低的,而焚烧是无形中加快了排放的速度,而且是多于自然界的排放。

‘碳中性’是我们在模拟自然界的排放,焚烧生物源垃圾的所谓碳中性的作用被夸大了。数据分析表格中给出了不同垃圾处理方式碳排放的比较。需要特别注意的是垃圾焚烧发电,我们根据一些学术文章推算的结果是每吨垃圾排放二氧化碳为0.815吨,净二氧化碳排放为0.575吨,因为要减去替代电网电力相应的排放量。与不同垃圾处理方式相比,单位垃圾的排放仅低于厌氧填埋。

美国环保署的数据显示生活垃圾生物来源的二氧化碳排放量是非生物来源的二氧化碳排放的两倍。中国的情况,先不看垃圾,煤炭清洁的能源效率已经高于美国,燃油和天然气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据IPCC的计算方法计算出来的。生物质来源占到一半以上,比美国生物质来源远高。所以,从低碳计算角度来看,合理的垃圾处理是首先要干湿垃圾分类作为起点,然后根据实际情况对厨余进行厌氧发酵、产沼利用或者进行好氧堆肥;再找适合的方式处置非可降解废弃物。

最后介绍中国自愿减排交易信息平台,这是相当于中国版的CDM交易平台。CDM就是清洁发展机制,是联合国下发达国家和发展中国家之间的基于项目的碳减排机制。中国从去年开始也有这样的交易平台,等于是满足它的方法学的项目也能在这个交易平台开展碳减排项目。项目产生的碳减排量可以用来去抵消企业的排放。今年重庆的碳试点启动以后,中国的7个试点城市就全部启动了CCER项目。与垃圾相关的是CM-072-V01方法学,是改编自CDM的ACM0022方法学,已经有利用这个方法学寻求注册。这个方法学对焚烧的定义比较理想化,焚烧之后都转化为二氧化碳和水,但是实际肯定不是这样,燃烧不完全的情况会有残留的生物质。CCER有公众提交意见期,为2-3周的时间。

【更多信息】
国家发展改革委气候司关于就《国家重点推广的低碳技术目录》(征求意见稿)向社会公开征求意见的公告:
http://www.sdpc.gov.cn/gzdt/201407/t20140725_620055.html?nsukey=zH3s7%2BFh3eMWrdhGdAmHD%2BHqDfqauYVkgBwLNpmeMCBf4857VwTXNhyqpR03K6tAadwqb89ntaPDZp7l0N7l4Q%3D%3D

环保组织公开信:《反对将垃圾焚烧列入低碳技术行列》
http://www.nu.ngo.cn/shsj/1748.html

媒体报道:
《垃圾焚烧发电获重点推广 未来5年投入将达260亿元》
http://finance.ifeng.com/a/20140731/12834654_0.shtml

《生活垃圾焚烧发电何时能脱下“华丽的外衣”——21家环保组织质疑“生活垃圾焚烧发电技术”列入<国家重点推广的低碳技术目录>》
http://www.china5e.com/news/news-878254-1.html

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