广东省废弃物处理领域甲烷排放特征与管理现状分析.pdf
《广东省废弃物处理领域甲烷排放特征与管理现状分析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《广东省废弃物处理领域甲烷排放特征与管理现状分析.pdf(10页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、DOI:10.12006/j.issn.1673-1719.2023.110李易熹,王霄,许鸿伟,等.广东省废弃物处理领域甲烷排放特征与管理现状分析 J.气候变化研究进展,2023,19(5):582-591Li Y X,Wang X,Xu H W,et al.Analysis on CH4 emission characteristics and control policies of municipal waste disposal in Guangdong province J.Climate Change Research,2023,19(5):582-591广东省废弃物处理领域甲烷排
2、放特征与管理现状分析李易熹1,2,王 霄1,2,许鸿伟1,2,廖程浩1,2,张永波1,2 1 广东省环境科学研究院,广州 510045;2 粤港澳生态环境科学中心碳中和与应对气候变化实验室,广州 510555气 候 变 化 研 究 进 展第 19 卷 第 5 期 2023 年 9 月CLIMATE CHANGE RESEARCHVol.19 No.5September 2023摘 要:为系统了解广东省废弃物处理领域甲烷(CH4)排放特征和管理现状,对 20102020 年广东固体废弃物、废水处理的 CH4排放量进行核算,并基于排放结果对广东 CH4管理现状进行分析,结果表明:20102020
3、年 CH4排放占广东废弃物处理温室气体排放的七成以上,主要来自固体废弃物填埋处理 CH4排放。废弃物处理领域 CH4总排放增势在“十三五”期间实现扭转,其中 2020 年广东固体废弃物填埋处理 CH4排放分别较 2018 和 2010 年减少排放约 38.1万t和1.3万t,而废水处理CH4排放总体仍然呈现上升趋势,广东废弃物处理甲烷排放管理工作取得了一定成效。此外,建议政府管理部门通过出台甲烷减排行动方案、完善废弃物处理甲烷减排管理机制、持续提升废弃物处理设施运营管理水平等措施,助力我国和广东在“双碳”目标下不断深化甲烷减排工作。关键词:废弃物处理;甲烷排放;排放管控政策;广东省收稿日期:2
4、023-05-25;修回日期:2023-07-19资助项目:广东省环保专项资金项目(粤财资环 202312 号)作者简介:李易熹,女,工程师,gdsthjt_引 言IPCC 第六次评估报告明确指出迄今为止甲烷(CH4)对全球变暖的贡献接近 30%,推动 CH4减排对减缓全球温升具有重要意义1。据国际能源署(IEA)估算,2022 年我国废弃物处理产生的 CH4排放约占我国 CH4总排放的 18.7%2。随着我国经济社会的快速发展、城市化进程的加快和人民生活水平的提高,固体废弃物和废水产生量仍将持续提升,控制废弃物处理 CH4排放将是实现我国 CH4减排的有效措施之一3-4。在此背景下,研究我国
5、经济和人口第一大省广东省废弃物处理领域CH4排放特征和管理现状具有现实意义。目前废弃物处理 CH4排放特征和管控现状的研究主要集中在废弃物处理的 CH4排放现状、影响因素和管理评价等方面,如高庆先等5分析我国城市固体废弃物填埋处理 CH4排放特征,发现广东、山东等经济较发达、人口密度较大的地区的 CH4排放相对较高;蔡博峰等6-7先后核算了我国 2007 年和 2012 年垃圾填埋场 CH4排放水平,发现广东垃圾填埋场 CH4排放处于全国高位;张听雪等8从时空特征对我国 20102020 年城市生甲烷排放的特点、控制及成本效益专栏5 期 583李易熹,等:广东省废弃物处理领域甲烷排放特征与管理
6、现状分析活垃圾处置的温室气体排放变化趋势进行分析,认为广东等东部沿海省份固体废弃物处理领域温室气体排放在“十三五”末已实现排放达峰;任佳雪等9估算了 20052015 年全国生活污水处理厂的 CH4排放特征,发现由于人口密度大、经济发展水平相对领先,广东、山东、江苏三省 CH4排放处于国内较高水平。广东作为国家首批低碳试点省份,近年来先后印发实施了广东省应对气候变化“十三五”规划广东省“十三五”控制温室气体排放工作实施方案广东省“十二五”控制温室气体排放工作实施方案广东省应对气候变化方案等系列政策文件,在环境基础设施建设、生活垃圾处理、城镇生活污水处理、污水资源化利用等方面扎实推进温室气体排放
7、控制工作,在废弃物处理 CH4排放控制上已有一些实践和经验。然而相对国内其他地区废弃物处理 CH4排放特征和管控现状的研究10-15,以广东本地城市、区域为研究对象的废弃物处理领域CH4排放研究相对较少,谢鹏程等16认为由于新建垃圾焚烧厂不断投入运营,广州市生活垃圾处理温室气体排放在 2019 年出现增长拐点,并预测 2035 年前广州市垃圾产生量将持续增加;伍鹏程等17对广东 20162018年废水处理 CH4排放进行讨论,认为深圳、广州、东莞、佛山和惠州等 5 个珠三角核心城市占全省生活污水处理 CH4总排放近八成;侯坚等18发现20102015 年间,广东清远市近九成废弃物处理领域温室气
8、体排放来自 CH4。值得注意的是,现有研究多仅从固体废弃物处理或废水处理 CH4排放特征入手,缺乏以系统视角对废弃物处理领域CH4排放进行综合、全面的分析;此外,结合广东本地排放特征和管控现状进行综合分析的研究更是亟待展开。广东省建立了市县级温室气体清单编制日常工作制度,要求各地级以上市组织编制规定偶数年份温室气体排放清单,各地对偶数年与废弃物处理领域 CH4排放活动相关历史数据的记载相对更科学、全面。基于此,本研究首先对广东省20102020 年偶数年份中城市固体废弃物填埋处理、生活污水处理和工业废水处理等部门的 CH4排放进行核算和特征分析,然后对广东相关管理工作的开展情况进行分析,综合提
9、出广东省废弃物处理等重点领域 CH4减排的建议,以期在宏观层面为广东省早日实现经济社会绿色低碳高质量转型发展目标提供技术支撑和政策建议,为我国废弃物处理 CH4减排管理提供借鉴经验。1 数据和方法1.1 广东省废弃物处理活动水平概况根据广东省建设年鉴,2020 年广东省生活垃圾无害化处理设施达到 118 座,包含 48 座卫生填埋场和 57 座垃圾焚烧厂,分别是 2010 年设施数量的 2.1 和 3.0 倍,城市生活垃圾无害化处理率从 2010 年的 72.1%上升至 2020 年的 99.9%;在废水处理基础设施建设方面,2020 年全省共有城市污水处理厂 320 座,较 2010 年提升
10、 5.3%,城市污水处理率从 73.1%提升至 97.7%。结合中国城市建设统计年鉴有关统计数据,20102020 年间广东省城市垃圾清运量的年均增速约为 5.3%;卫生填埋量呈现先增后减特征,20102018 年卫生填埋量的年增速接近 7.1%,20182020 年卫生填埋量年均降幅高达 28.2%;城市垃圾简易填埋量和未分类填埋量在 10 年间均呈现显著下降趋势,其中 2020 年全省城市垃圾简易填埋量已为 0,未分类填埋量不足 1.6 万 t。广东省近年来垃圾平均组成成分主要通过调研获得。不同时期的城市生活垃圾组分差异如图 1所示,“十一五”期间,广东食品垃圾在生活垃圾中的占比超过 50
11、%;“十二五”期间,广东食品垃圾占比较“十一五”末期虽略有下降,但仍超过 50%;而到“十三五”期间,食品垃圾占比下降至约 45%。与此同时,20102020 年,纸张、木材、纺织品等可降解有机碳含量较高的生活垃圾占比逐年提高,有机碳含量呈现增加趋势。其中,“十一五”末期全省城市生活垃圾成分主要通过调研住建和生态环境等主管部门获得;“十二五”时期广东省城市生活垃圾组分的地方特征值则先通过分别调查收集广州、深圳、佛山、东莞、江门、汕头、茂名、清远等城市的垃圾处理设施建设和运营情况以及垃圾产生量,再对城市调研结果采用加权平均的方法分析估算全省情况;对于“十三五”期间的广东省城市生活垃圾组分的地方特
12、征值,通过调研广州、河源、潮州、江门、汕尾、阳江、云浮、湛江、肇庆、中山、珠海等城市的垃圾填埋场和垃圾焚烧场获取固体废弃物的成分,并对各地区的垃圾产生量进行加权平均的方法分析测算获得。尽管不同地区的城市生活垃圾组分受时间、空间、人口、社会、经济等多因素影响,Zhu 等19认为一段时期内同一地区的垃圾成分变化相对较小。基于此,2010、20122014、20162020 年间的城市生活垃圾组分分别采用调研获得的“十一五”“十二五”和“十三五”期间的广东省城市生活垃圾组分的地方特征值。图 1 广东省生活垃圾成分比例Fig.1 Proportion of municipal waste compon
13、ents in Guangdong province比例/%706050403020100十一五十二五十三五食品垃圾纸张和纸板纺织品木材庭院和公园废弃物橡胶和皮革废水处理的活动水平数据主要通过广东省统计年鉴和中国城市建设统计年鉴获取,2020 年广东省城镇污水排放量和污水处理量分别约是 2010 年的 1.8 和 1.9 倍,废水处理技术和出水标准的提高使 2020 年废水中化学需氧量(COD)排放量下降至 2010 年的约 80%,工业废水 COD去除量达到 2010 年的近 1.7 倍。1.2 废弃物处理甲烷排放的核算本研究采用广东省市县(区)级温室气体清单编制指南(试行)(以下简称 广东
14、指南)、省级温室气体编制指南以及IPCC 国家温室气体清单编制指南(以下简称IPCC 指南)等推荐的排放因子法对广东省废弃物处理领域的 CH4排放进行核算。其中,固体废弃物填埋处理 CH4排放(EL)采用广东指南推荐的质量平衡法,该方法假设所有潜在的CH4均在填埋处理当年就全部排放,具有简化估算流程的优点,但会高估CH4的排放,计算公式如下:式中:EL指计算年份固体废弃物填埋处理产生的 CH4排放量,t;Wt指总城市固体废弃物产生量,t;Wf指城市固体废弃物填埋处理率,%;K指各管理类型垃圾填埋场单位固体废弃物的 CH4产生潜力,t;R 为 CH4回收率,由于本研究暂不掌握广东各垃圾填埋场 C
15、H4实际回收利用体量,综合参考 IPCC FOD 模型20中使用的城市 CH4回收率均值,以及 Bian 等21研究,沿用 0.24 作为广东填埋场的平均 R 值;X 指氧化因子,生活垃圾处理可分为管理和非管理两类,其中非管理又依据垃圾填埋深度分为深处理(5 m)和浅处理(5 m),而未被分类的生活垃圾填埋场则归为未分类。因此,对于 X,管理类、非管理类和未分类的垃圾填埋场分别取广东指南推荐值 0.1、0 和 0。式中:ML指各管理类型垃圾填埋场的 CH4修正因子;O 指可降解有机碳(DOC),经调研2010、20122014 以 及 20162020 年 分 别 取0.153、0.179 和
16、 0.198 kg C/kg 废弃物;DF指可分解 DOC 比例,取广东指南的推荐值 0.5;G指垃圾填埋气体中的 CH4比例,取广东指南推荐值 0.5;16/12 指 CH4/C 的分子量比率。ML主要用于反映研究区域垃圾处理的方式和管理程度。高庆先等5认为,符合规范且管理相对完善的卫生填埋场属于管理类;简易填埋场则可认为是非管理类的浅处理填埋场。通过对广东EL=Wt Wf K (1-R)(1-X)。(1)K=ML O DF G 。(2)1612气 候 变 化 研 究 进 展 2023 年甲烷排放的特点、控制及成本效益专栏ML=M +M +M +M 。(3)省废弃物处理活动水平的分析,广东非
17、管理类垃圾填埋场主要为简易填埋场,故归类为浅处理类别。此外,由于统计制度和方法的不完善,广东存在部分未分类的垃圾填埋场,本研究根据广东指南建议,未分类垃圾填埋场的 CH4修正因子取值参考浅处理垃圾填埋场的 CH4修正因子。基于广东指南提供的推荐值,管理类()、非管理类(深处理)()、非管理类(浅处理)()和未分类()的垃圾填埋场 CH4修正因子分别取1.0、0.8、0.4 和 0.4,根据垃圾填埋场的管理程度比例(、),通过公式(3)可以估算出综合 CH4修正因子:生活污水处理 CH4排放总量为:式中:ES指计算年份生活污水处理产生的CH4排放量,kg;T 指清单年份的生活污水中有机物总量(k
18、g BOD);B 指 CH4最大产生能力,取0.6 kg/kg BOD;R 取缺省值 0。生活污水处理的 CH4修正因子(MS)指不同处理和排放途径或系统能够达到的 CH4最大生产能力的程度,也反映了系统的厌氧程度,通过公式(5)进行估算:式中:Pi指第 i 类生活污水处理系统处理生活污水比例;MS,i指第 i 类生活污水处理系统的 CH4修正因子,排入环境部分和生活污水系统处理部分根据 广东指南 推荐,分别采用全国平均值 0.1和 0.165。工业废水处理 CH4排放总量(EI)公式为:式中:EI为计算年份工业废水处理产生的CH4排放量,kg;i 为工业行业;Ti为工业废水中ES=(T B
19、MS)(1-R)。(4)MS=i Pi MS,i。(5)BOD 为生化需氧量。EI=i(Ti-Hi)(B Mi)-Ri。(6)可降解有机物总量,kg COD;Hi为以污泥方式清除掉的有机物总量,根据广东指南推荐此处取 0;根据广东指南推荐,B 取 0.25 kg/kg COD;Mi为i行业CH4修正因子,按行业分别取 广东指南推荐值;Ri取缺省值 0。2 广东 20102020 年废弃物处理领域甲烷排放现状分析2.1 固体废弃物填埋甲烷排放如图 2(a)所示,广东省城市生活垃圾填埋处理 CH4排放量总体呈现先升后降的特征趋势:20102014 年间城市生活垃圾填埋处理 CH4排放总量增速相对平
20、稳,2012 和 2014 年分别较前序偶数年份上升 9.0%和 3.4%;20142018 年 CH4排放总量增速大幅上升,2016、2018 年分别较前序偶数年份增加 29.7%和 14.5%;2018 年起城市生活垃圾填埋处理 CH4排放呈现迅速下降的态势,2020 年较 2018 年降低 48.5%。根据中国城市建设统计年鉴,2020 年焚烧处理量较 2018 年增加了 866.7 万 t,城市生活垃圾填埋设施的不断完善和生活垃圾焚烧处理能力迅速提高使管理类城市生活垃圾填埋场的固体废物卫生填埋量较 2018 年减少 843 万 t。20102018 年管理类生活垃圾填埋场产生的CH4排
21、放呈波动上升趋势,年平均增速约 9.4%;随着垃圾焚烧处理能力的大幅提升,2020 年管理类生活垃圾填埋场产生的 CH4排放较 2018 年减排约 38.1 万 t,较 2010 年减排约 1.3 万 t。同时,广东省非管理的浅处理类和未分类的生活垃圾填埋场产生的 CH4排放得到了有效控制:20102016年间分别以年均 23.4%和 36.5%的降幅快速下降,到 2018 年非管理的浅处理类和未分类的生活垃圾填埋场产生的 CH4排放量仅分别为 116.3 t 和857.6 t;到 2020 年广东城市垃圾填埋已基本实现卫生填埋处理,未达管理类分类标准的非管理类和未分类生活垃圾处理场已基本不再
22、对城市生活5 期 585李易熹,等:广东省废弃物处理领域甲烷排放特征与管理现状分析图 2 20102020 年广东固体废弃物填埋处理(a),生活污水处理(b),工业废水处理(c)和废弃物处理领域(d)CH4排放变化Fig.2 Changes of CH4 emissions in Guangdong during 2010-2020.(a)Solid waste landfill disposal,(b)domestic sewage treatment,(c)industrial wastewater treatment,and(d)municipal waste disposal sect
23、or2020 年201020122014201620182020 年201020122014201620182020 年201020122014201620182020 年2010201220142016201880(a)固体废弃物处理(b)生活污水处理未分类非管理类管理类6040200处理系统入环境CH4排放量/万 t86420CH4排放量/万 t处理系统入环境(c)工业废水处理(d)废弃物处理领域处理污水处理固体废弃物处理14121080CH4排放量/万 t642806040200CH4排放量/万 t100垃圾进行处理处置。2.2 生活污水处理甲烷排放生活污水产生量和处理量不断增加是近年来
24、广东生活污水处理 CH4排放持续增长的主要原因17,如图 2(b)所示,除 2012 年生活污水处理 CH4总 排 放 较 2010 年 下 降 了 1.4%,2014、2016、2018 和 2020 年分别较前序偶数年排放增加了 10.2%、11.1%、35.0%和 11.0%。具体来看,2012 年生活污水处理领域 CH4排放总量较 2010年出现略微下降主要是由于 2012 年直接排入环境的生活污水产生的 CH4排放较 2010 年大幅降低31.7%所致。对于排入环境的生活污水,2014 和2016 年带来的 CH4排放也较前序偶数年分别降低了 9.1%和 9.7%;而随着生活污水产生
25、量的增加,2018 和 2020 年直接排入环境的生活污水中 BOD总量出现反弹,造成 CH4排放分别较前序偶数年上升了 7.8%和 8.7%。此外,随着生活污水处理量的不断增加,经生活污水处理系统处理产生的CH4排放量在 20102020 年间逐年递增,2012、2014、2016、2018 和 2020 年分别较前序偶数年增加了 13.6%、15.9%、15.9%、40.0%和 11.3%。2.3 工业废水处理甲烷排放广东省工业废水处理产生的 CH4排放总量呈现波动变化(图 2c),2012 年较 2010 年大幅增长了 50.7%,主要是由于该年进入废水处理系统处理的工业废水以及排入环境
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 广东省 废弃物 处理 领域 甲烷 排放 特征 管理 现状 分析
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。