郑州市生活垃圾碳减排潜能初析

郭雪白，陈海滨，周靖承，刘金涛

（华中科技大学环境科学与工程学院，湖北 武汉 430074）

郑州市生活垃圾碳减排潜能初析

郭雪白，陈海滨，周靖承，刘金涛

（华中科技大学环境科学与工程学院，湖北 武汉 430074）

分析了郑州市生活垃圾中可回收物回收利用的碳减排潜能值。以纸类为例，将生活垃圾中的纸类回收再利用，其碳减排量可以从纸类再生利用的减排效果和减少填埋气体的减排效果体现。若能将郑州市生活垃圾中纸类的70%回收再利用，则产生的温室气体日减排量均值达到390 301 kgCO2-eq，相当于每天种植2万多棵树木的碳中和效果。

生活垃圾；可回收物；纸类回收；碳减排

温室气体排放问题给世界经济发展带来巨大压力，已成为当今世界共同关注的主题。城市生活垃圾处理系统是全球温室气体排放源之一，目前在城市生活垃圾处理方面实施的温室气体减排力度比较有限，生活垃圾在源头资源回收、收集运输和最终处置过程中均有较大的碳减排潜力。垃圾填埋为生活垃圾处理过程中最大的温室气体排放源，其释放的甲烷占目前排放量的50%以上。产品生产过程中的碳排放主要在于原生材料的采集和产品的运输过程中消耗的化石燃料和产品生产制造过程中的电力消耗。回收生活垃圾中的可回收物并经再生后替代部分原生材料投入产品生产，不仅能减少自然资源消耗，缓解填埋压力，更能减少生产及填埋处置中的碳排放量，对控制全球气候变暖起到积极作用。

1 郑州市生活垃圾性状分析

1.1 生活垃圾产生量及成分

近年来郑州市生活垃圾产生量逐年上升；居民消费逐渐呈现多样化趋势，日用品更新加快、食品结构改善及居住条件提高，使生活垃圾密度降低，无机成分减少，有机成分和可回收成分逐年增加。2009年垃圾成分变化最为显著，主要是由于西气东输工程的实施使城市气化率得以提高。居民燃料结构发生改变导致生活垃圾中无机成分显著减少，人均垃圾日产生量随之降低。郑州市生活垃圾产生量和成分见表1。

表1 郑州市生活垃圾产生量及成分

郑州市不同类型家庭的垃圾成分调查显示，除纯煤户生活垃圾中以煤灰土为主外，其他类型的家庭生活垃圾中有机垃圾和可回收物所占比例均较大，单气户和双气户尤为明显。可回收物主要有纸类、塑料和橡胶制品（袋、瓶、盒等）、玻璃瓶类、棉织类、金属类和木竹类等，其中以废纸为最多，呈逐年上升趋势，且在不同家庭类型中相差不大，波动小而稳定。

1.2 生活垃圾处理现状

目前，郑州市生活垃圾从收集到最终处置各环节均为混合作业。其收运、处理流程如图1所示。生活垃圾产生后直接投入收集点，大多数收集点为混合收集，街道旁虽设有分类垃圾收集箱，但大多数居民仍将生活垃圾直接投放到任意一个箱中。且废品回收市场管理无序，垃圾资源回收方法也较为原始，部分可回收物由居民自行回收出售给废品回收小贩，同时在垃圾收运过程中，个体拾荒者从混杂垃圾中捡拾废品，再以较低价格出售给废品回收站点，易造成二次污染且带来一定的治安隐患。

郑州市现行的生活垃圾混合收运处理方式导致大量可回收物进入填埋场，这不仅造成了资源的极大浪费，加大了垃圾处理设施的压力，更不利于温室气体的减排。

2 生活垃圾可回收物的碳减排量计算

2.1 可回收物回收利用碳减排量分析

郑州市生活垃圾处理过程中可回收物回收利用产生的碳减排效果主要从填埋场填埋气体的减排效果和可回收物再生利用的减排效果体现。因此，可回收物回收利用产生的碳减排量CEA（Carbon Emission Abatement）计算公式：

CEA=-∑CEL=-CEL1-CEL2。

式中：CEL1（Carbon Emission Load 1） 是指将可回收物直接填埋处置产生的碳排放量，若将其回收再生利用，则此部分为负值，表示减少的碳排放量即碳减排量。CEL2（Carbon Emission Load 2）是指可回收物经回收进入再生利用系统产生的碳排放量，其包括资源回收设施（工厂）内温室气体的直接排放量、间接正排放量和间接负排放量（一般为负值，表示碳减排量）。直接排放量主要是工厂车间内运输车辆燃油排放的温室气体量；间接正排放是用于建设和维持回收设施设备正常运行等过程中排放的温室气体量；间接负排放是指由于可回收物资源进入产品生产系统替代部分原生材料，产品生产所需的原生材料开采、加工、能源供应等环节均可降低规模，从而减少排放的温室气体量。有资料显示城市生活垃圾可回收物回收再生利用产生的碳排放量［1-4］（一般为负值，表示相对于开采原生材料用于产品生产碳排放量有所减少，笔者采用CO2-eq表示与混合温室气体产生同等全球气候变暖潜能值的CO2的量，即二氧化碳当量）见表2。

2.2 郑州市生活垃圾可回收物（以纸类为例）碳减排潜能估算

废纸类是城市生活垃圾可回收物的重要组成部分，主要来源于印刷材料和包装物。纸张和废纸板可以进行混合再生，或根据不同纸的品质、等级进行分离，代替原生材料用于生产，其回收再生系统流程如图2所示。

表2 可回收物再生利用碳排放量

将从生活垃圾中分拣出的废纸运输到资源回收设施进行分类和预处理，对可利用部分进行再加工并根据品质代替相应的原生材料。废纸在物质循环中存在一定的物料损失，这与资源回收设施有关。国外相关研究表明，报纸和高品质纸的物料损失可以忽略，然而对于包装纸、文化用纸和混合纸的损失大约为10%［4］，生活垃圾中可回收纸类的物料损失多为后者，故取其损失为10%。

据统计，2009年郑州市城区生活垃圾日产生量2 810 t，年产生量为102.57万t。其中可回收成分占生活垃圾产生量的17.75%，纸类占7.19%。相关资料［4-5］显示，资源回收再生利用系统中纸类产生的碳排放量为-1 226～428 kgCO2-eq/t，填埋过程中每千克纸类可产生0.127 kg甲烷，即2.667 kgCO2-eq。若纸类在填埋处置过程中回收再利用，则其碳排放量为-2 667 kgCO2-eq/t。假设郑州市生活垃圾中70%的废纸被分拣进入回收系统，且废纸再生系统中产生10%的损失量，通过计算可得2009年废纸资源循环利用实施后可产生的碳减排量，其结果见表3。

表3 废纸回收利用碳减排量

可见，废纸经全过程回收利用年减排量均值为142 449 834 kgCO2-eq/a，日减排量均值为390 301 kgCO2-eq/d。而在日常生活中每节约使用100 kW·h电可减排温室气体62.5 kgCO2-eq；每节约使用1 kg天然气可减排温室气体3.00 kgCO2-eq；每节约使用100 t水可减排温室气体19.4 kgCO2-eq［6］。若对郑州市生活垃圾中纸类实施回收资源再利用则相当于每天节约使用63万kW·h电或130.1 t天然气或201万t水。若采用种植树木来进行碳中和，以1棵树1 a能吸收18.3 kgCO2-eq计［6］，则郑州市每天需种植2万多棵树，每年种植近800万棵树木才可达到废纸回收利用的同等减排效果。结果表明，对废纸的回收利用全过程可以明显减少填埋处置产生的碳排放量以及利用原材料生产所需的原材料开采和能源供应而导致的碳排放量。

3 结论

生活垃圾中可回收物的回收利用符合低碳经济的发展思路和原则，实施生活垃圾可回收物回收再利用，既可以使垃圾作为资源得到有效利用，又能促进生活垃圾管理领域的温室气体减排，实现低碳化。郑州市仅废纸回收利用一项产生的碳减排量就不可小觑，纵观生活垃圾处理的全过程，尽可能对生活垃圾可回收物全量回收利用不仅碳减排潜能巨大，环境效益显著，有益于控制全球气候变暖，而且能降低产品生产成本以及生活垃圾处理成本，取得可观的经济效益。因此，从宏观角度出发，城市生活垃圾碳减排不仅仅是环境问题，同时也是经济问题，更是社会问题。政府和公众应共同努力，关注生活垃圾的处理，采取有效的行动和措施，促进碳减排。

［1］ Larsen A W，Merrild H，Christensen T H.Recycling of Glass：Accounting of Greenhouse Gases and Global Warming Contributions［J］.Waste Manage Res，2009，27 （8）：754－762.

［2］ Merrild H，Christensen T H.Recycling of Wood for Particle Board Production：Accounting of Greenhouse Gases and Global Warming Contributions［J］.Waste Manage Res，2009，27 （8）：781-788.

［3］ Astrup T，Fruergaard T，Christensen T H.Recycling of Plastic：Accounting of Greenhouse Gases and Global Warming Contributions［J］.Waste Manage Res，2009，27 （8）：763－772.

［4］ Merrild H，Damgaard A，Christensen T H.Recycling of Paper：Account ing of Greenhouse Gases and Global Warming Contributions［J］.Waste Manage Res，2009，27 （8）：746－753.

［5］杨军，黄涛，张西华.有机垃圾填埋过程产甲烷量化模型研究［J］.环境科学研究，2007，20 （5）：79－83.

［6］罗运阔，周亮梅，朱美英.碳足迹解析［J］.江西农业大学学报：社会科学版，2010，9（2）：123－127.

Potential Analysis on Carbon Emission Abatement of Domestic Waste in Zhengzhou

Guo Xuebai,Chen Haibin,Zhou Jingcheng,Liu Jintao
（School of Environmental Science&Engineering,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan Hubei 430074）

Potential of carbon emission abatement from resource recovery of domestic waste in Zhengzhou was analyzed.Taking paper as an example,through recycling waste paper from domestic waste,carbon emission abatements can be reflected by reduction effect of waste paper reusing and reducing landfill gas.If 70%of waste paper recycled from domestic waste in Zhengzhou,average of greenhouse gas emission reduction could reach 390 301 kgCO2-eq per day.In order to achieve the same reduction effect,more than 20 000 trees are planted everyday for carbon neutralization.

domestic waste；reusable material；paper recovery；carbon emission abatement

X705；X799.3

A

1005－8206（2011） 03－0042－03

2010-12-21

郭雪白（1986—），研究生在读，研究方向为环境规划与管理、固体废物处理及资源化。

E-mail：guoxuebai@126.com。

（责任编辑：刘冬梅）