污泥處理處置碳排放研究系列——碳排放研究背景及方法
發(fā)布時間：2020-12-04
1 中國2060的碳中和目標
2020年9月22日，國家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上發(fā)表重要講話強調(diào)，中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。9月30日在聯(lián)合國生物多樣性峰會上通過視頻發(fā)表重要講話，國家主席習(xí)近平再次強調(diào)了“中國將秉持人類命運共同體理念，繼續(xù)做出艱苦卓絕努力，提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和，為實現(xiàn)應(yīng)對氣候變化《巴黎協(xié)定》確定的目標做出更大努力和貢獻。”這是中國在巴黎協(xié)定之后第一個長期氣候目標，也是第一次提到碳中和。目前中國最大的排放源來自電力及熱力生產(chǎn)、工業(yè)及交通，而中國作為全球最大的排放主體，實現(xiàn)這一目標仍然需要考慮其他碳排放，在快速推廣現(xiàn)有成熟低碳方案的同時積極尋找新途徑、發(fā)展新技術(shù)。
2 短期氣候污染物——甲烷
第21屆聯(lián)合國氣候大會特別提出應(yīng)重視短期氣候污染物（SLCP），以獲得快速的氣候響應(yīng)。甲烷作為最為重要的一種SLCP，其溫室氣體效應(yīng)是二氧化碳（CO2）的25倍，成為全球應(yīng)對氣候變化的減排新戰(zhàn)略中的重點對象之一。據(jù)估測，人類活動給全球氣候變化帶來的影響有25%來自于甲烷排放。另一方面，歐洲國家的經(jīng)驗表明，生物甲烷是實現(xiàn)長期氣候目標關(guān)鍵的下一步，主要是由于當生物甲烷通過能源利用并最終以CO2的形式進入環(huán)境中，則這部分溫室氣體被稱為“備案項”，不計入總排放中；但是如果這部分生物質(zhì)能以非CO2的其它溫室氣體形態(tài)進入環(huán)境，則需要按照不同的溫室熱效應(yīng)計入溫室氣體總排放。
中國是世界上甲烷排放量最高的國家（世界銀行數(shù)據(jù)），約占全球甲烷排放總量的五分之一，其中廢棄物和污泥的甲烷排放量約占全國排放量的10%，預(yù)計到2030年將達到全國排放量的15%，因此有機廢棄物能源化將成為我國甲烷減排的重要手段。據(jù)此，我們應(yīng)該意識到有機廢棄物處理行業(yè)蘊含的高效減排潛力，并探索出了一些可行的碳減排路徑。
3 碳排放計算方法
盡管研究發(fā)現(xiàn)有許多對氣候系統(tǒng)產(chǎn)生影響的氣體，但只有6種主要類型的溫室氣體包含在京都協(xié)議中，并包含在碳排放評估中，他們是CO2、CH4、N2O、HFCs、PCFs和SF。為了量化和對比各種溫室氣體的影響，采用二氧化碳當量（CO2-e）來計算碳排放。該當量根據(jù)不同溫室氣體的全球制暖潛能，測量并對比不同溫室氣體的排放。6種主要類型的溫室氣體，每一種都有相關(guān)的全球致暖潛能指數(shù)，氣體排放的噸數(shù)乘以相關(guān)的全球致暖指數(shù)便可以得到二氧化碳當量值。
目前，關(guān)于碳排放計算的方法和導(dǎo)則主要基于大型組織的程序或數(shù)據(jù)庫。其中包括政府間氣候變化專門委員會（IPCC），美國環(huán)境保護局（USEPA），歐洲環(huán)境保護局（EEA）等。IPCC向所有聯(lián)合國和世界氣象組織成員開放，目前已經(jīng)有194個國家加入。IPCC發(fā)布了國際性的清單性質(zhì)的碳審計方法（如《2006年國家溫室氣體清單導(dǎo)則》），作為所有溫室氣體清單的基礎(chǔ)，確保他們具有可對比性并易于理解。2011年我國頒布《省級溫室氣體清單編制指南（試行）》，其以IPCC發(fā)布的《2006年國家溫室氣體清單導(dǎo)則》為基礎(chǔ)，給出了能源活動、工藝生產(chǎn)過程、農(nóng)業(yè)、土地利用變化和林業(yè)、廢棄物處理五個部分的碳審計辦法。
4 污泥處理工藝路線中的碳排放評價
碳排放可以作為評價污泥技術(shù)路線的一項新參數(shù)，它反映了污泥處理處置過程中可能排放的溫室氣體和相關(guān)的氣候變化影響，以“噸二氧化碳當量/年”來計算。
范圍1直接排放——從系統(tǒng)邊界內(nèi)的處理設(shè)施直接排放的溫室氣體，包括所有污泥處理設(shè)施、能源回收設(shè)施、土地利用等（藍色實線區(qū)域）。
范圍2間接排放：電——邊界內(nèi)處理設(shè)施和用電（及向外部電網(wǎng)供電）相關(guān)的間接溫室氣體排放（及補償）。
范圍3間接排放：其它——本次研究還將重點考慮其它所有的重要的間接排放。包括污泥土地利用排放的N2O，取代原材料的處理后污泥的碳值（污泥替代氮肥）（黃色虛線區(qū)域）。
注：鑒于不同工程的土建及運輸存在較大區(qū)別，因此與土建及運輸有關(guān)的排放不包含在本研究的碳排放計算中。
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