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水泥窑协同处置:挤出减排“水分”

发布时间:2023-08-28来源:NRDC自然资源保护协会作者:赵喜龙
垃圾焚烧可以回收部分热能,并减煤减碳,但需要科学计算。
水泥窑协同处置生活垃圾可作为垃圾处理的辅助手段,实现城市垃圾的无害化处置。在这一过程中,生活垃圾中的可燃物还能够提供一部分热能,实现了对煤炭的替代,具有减碳效果。因此,水泥窑协同处置技术已被生态环境部列为国家重点推广的低碳技术。

用垃圾来替代煤炭听上去简单,减排量的计算却不简单。垃圾不是零碳的燃料。可燃生活垃圾成分中包含生物碳和矿物碳。生物碳循环时间短,一般不会造成大气中二氧化碳的增加,可以忽略不计。但矿物碳循环时间很长,大量燃烧矿物碳,将造成大气中二氧化碳的大幅增加,按照北京市入炉生活垃圾焚烧矿物碳含量计算,每燃烧1吨生活垃圾替代煤炭,比燃煤减少约780公斤的碳排放[1],但同时产生约390公斤的矿物碳排放。因此,在计算协同处置中燃烧垃圾的减排量时,应挤出"水分":即扣除垃圾燃烧的矿物碳排放。

目前,水泥窑协同处置生活垃圾是否应该计算垃圾中矿物碳的排放,以及是否应该将这部分排放统计在水泥生产企业的排放中,业内存在分歧。在实际操作中,这部分二氧化碳的排放一直未被计算。但如果不统计垃圾中矿物碳的排放,考虑未来城市生活垃圾的增加及协同处置技术的推广应用,将产生大量的碳泄露和碳统计盲区等问题,导致行业碳减排数据与真实情况不符。本文将在分析生活垃圾矿物碳计算难原因的基础上提出相应的政策建议。

影响垃圾矿物碳计算的多个原因

责任不明确。水泥窑协同处置生活垃圾是在环境保护和废弃物管理的背景下提出的,主要目的是利用水泥窑高温焚烧优势,帮助消纳城市生活垃圾。由于生活垃圾水分大,含有金属等不可燃杂物,水泥窑在焚烧生活垃圾之前,需要利用微生物发酵及物理干化、机械分选等技术对生活垃圾进行预处理,才能达到焚烧要求,这一部分投资建设通常由水泥企业承担完成。

因此,从垃圾的管理角度来看,如果将垃圾的矿物碳排放统计到水泥行业,存在行业不公平问题。另外,水泥窑协同处置生活垃圾替代垃圾填埋可能产生的碳抵消,未来能否作为"核证自愿减排量"(CCER)进行交易,目前尚不明确,这中间也存在行业利益问题。

标准不一致。国家标准GB/T32151.8及水泥行业协会标准T/CBMF41在规定水泥生产燃烧碳排放计算时,要求计算化石燃料燃烧的碳排放,但对协同处置废弃物中所含的非生物质碳燃烧产生的碳排放暂不要求计算。但国家发改委印发的《中国水泥生产企业温室气体核算方法与报告指南(试行)》则规定,燃料燃烧计算要求包含协同处置废弃物中非生物质碳燃烧产生的二氧化碳。

据最新数据统计,截至2022年底,全国水泥窑协同处置生活垃圾年处置能力达830万吨。参考北京市入炉生活垃圾焚烧矿物碳排放因子0.39tCO2/t计算,如果不统计垃圾焚烧中的矿物碳排放,水泥窑协同处置生活垃圾可产生约320万吨二氧化碳泄露。

相比水泥行业约13亿吨/年的二氧化碳排放量,上述泄露规模不大。但随着水泥窑协同处置技术的推广,协同处置生活垃圾的年处置能力会持续增加。截至2019年年底,采用生活垃圾协同处置的水泥生产线比例约为3.5%,根据生态环境部的技术推广前景预测,到"十四五"末,该比例将达到10%,年生活垃圾处置能力可达到2000万吨,相应的二氧化碳泄漏规模也会水涨船高,可达到780万吨,相当于一个小型城市的碳排放量,导致水泥行业偏离碳中和目标。

工序缺失导致计算困难。生活垃圾主要的可燃物包括厨余、纸类、塑料、纺织、木竹。这五种可燃物各自的质量占比因地域、季节的不同而改变,因此,准确获得生活垃圾中的矿物碳含量并非易事。根据国家发展改革委应对气候变化司组织发改委能源研究所等单位编写的《省级温室气体清单编制指南(试行)》,生活垃圾矿物碳占总碳含量的比例为30%-50%,波动范围相对较大。为准确计算二氧化碳排放量,需要稳定的矿物碳占比,需通过生产工艺使生活垃圾组分保持稳定,而这一工序在目前的水泥窑协同处置生活垃圾过程中是缺失的。

解决矿物碳计算的政策建议

划清行业碳排放核算边界。首先,避免由各水泥生产企业分别对生活垃圾进行预处理,造成资源浪费。可借鉴欧洲做法,生活垃圾预处理工作交由独立专业机构完成,并直接焚烧统一预处理后的生活垃圾。接着,处理后的垃圾作为燃料替代产品,分销到包括水泥生产企业在内的各用能单位,供后者直接使用。然后,从燃料替代产品进入水泥厂时,再开始计算水泥企业碳排放。

单独统计垃圾矿物碳排放。未来水泥行业进入碳市场,需要统计垃圾焚烧产生的二氧化碳排放。生活垃圾预处理后的燃料替代产品可比照化石燃料进行管理,确定其矿物碳燃烧二氧化碳排放因子,计算二氧化碳排放量。生活垃圾中的矿物碳排放与化石燃料碳排放应分开统计并上报,不能只上报化石燃料(煤)碳排放,而忽略生活垃圾中的矿物碳排放,这样才能真实反映水泥生产企业碳排放情况,防止二氧化碳泄露。

制定水泥行业垃圾预处理标准。水泥生产对燃料质量有一定的要求,制定满足水泥生产的垃圾预处理标准,生产稳定合格的替代燃料可保证企业的正常生产。生活垃圾按照水泥企业用能标准要求进行预处理,生活垃圾组分和生活垃圾热值就可以保持稳定,满足二氧化碳排放计算要求。

[1]中国水泥协会,加速工业深度脱碳:中国水泥行业碳中和之路.

作者:自然资源保护协会城市项目主管,赵喜龙

编辑:《可持续发展经济导刊》杂志社,李一平


文章关键词: 碳中和
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