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何品晶:固体废物处理技术碳排放核算方法研究与思考

时间: 2021-10-22 14:18

来源: 中国固废网

作者: 何品晶

2021年9月13日,同济大学环境科学与工程学院何品晶教授,在2021(第九届)上海固废热点论坛上以“固体废物处理技术碳排放核算方法研究与思考”为题,介绍了碳排放核算方法,及其在固体废物处理领域的应用研究成果,并对固废领域未来碳排放研究发展进行前瞻。

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同济大学环境科学与工程学院教授、博士生导师

固体废物处理与资源化研究所所长

何品晶

在9月13日的2021(第九届)上海固废热点论坛上,何品晶以“固体废物处理技术碳排放核算方法研究与思考”为题,与参会嘉宾一起探讨当下最“时髦”的话题之一--碳排放,重点讨论了碳排放核算方法相关内容。

背景讨论

何品晶认为,讨论碳达峰、碳中和的前提是需要知道到底有多少碳排放了,如何核算,这些问题是目前科研人员最关注的。关于碳排放,学术界目前已经达成一些共识,认为人类活动排放的二氧化碳是导致气候变化、极端化的主要因素之一,同时人类活动排放的二氧化碳也是全球变暖的主因。国际层面就此开展了一些标志性的工作,比如《京都议定书》、《巴黎气候协定》等。在1997年,《京都议定书》就提出“碳减排是各国普遍但有区分的责任,发达国家应承担主要责任”,并提出了碳排放的额度可以进行买卖的碳交易机制雏形。但是,到目前为止,《京都议定书》发挥的作用十分有限。因此,2015年开始有了《巴黎协定》,《巴黎协定》提出的目标是“保证全球升温小于2度,争取达到1.5度。使全球碳排放尽快达峰”。

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从国内来看,众所周知,2020年9月22号,习近平主席在第75届联合国大会提出“3060”的目标。同年12月12号,在联合国气候雄心峰会又进一步提出2030年不单要碳达峰,碳排放强度要较2005年下降65%,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右。十三届全国人大四次会议提出,“十四五”期间单位GDP二氧化碳排放降低18%。今年3月15号,中央财经委员会第九次会议指出,碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。今年5月份,国家发改委提出了《投资专项管理办法》,7月30号,中央政治局提出要以问题为导向,实事求是、尊重规律、循序渐进、先立后破,稳中求进地采取相关措施。这些构成了我国这一阶段碳达峰、碳中和工作的背景。

碳排放核算方法

何品晶介绍,目前碳排放的核算方法主要有以下四种:

国家温室气体清单(IPCC)指南

首先,是政府间气候变化专门委员会(IPCC)在2006年提出了国家温室气体清单指南,根据不同层次的数据来源,核算、评估某一个具体过程的碳排放。比如,针对垃圾填埋过程、垃圾焚烧过程,都提出了核算评估的层次选择决策树,核算程序相对清晰。

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以填埋场的碳排放核算为例,有一些基本的共识。比如,主要的碳排放来源为甲烷(二氧化碳当量25),通过一阶动力学模型计算可以核算生活垃圾填埋过程中形成的碳排放量。上述是具体的计算公式。何品晶强调,核算过程中的一些数据是非常个性化的,包括可降解有机碳含量、厌氧条件下可降解的有机碳含量等。若直接采用发达国家(如美国、欧盟等)的数据并不能准确说明我国的实际情况。

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另外,以垃圾焚烧碳排放核算为例,目前学术界的共识认为,化石碳的燃烧氧化过程是垃圾焚烧厂碳排放的直接途径。与垃圾填埋过程碳排放核算类似的是,核算过程中同样存在大量个性化数据的使用,包括垃圾组分、干物质含量、干物质中的碳含量、总碳中的化石碳含量等。这些高度个性化的数据,在不同的国家,甚至同一国家的不同地区都是不一样的,相应的碳排放核算结果也会有较大差异。

同样,在有机质处理过程的碳排放核算中也存在个性化数据的需要。

清洁发展机制(CDM)

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第二种核算方法是清洁发展机制。

CDM方法中的核心公式是:

碳排量=基准排放-项目排放-泄露排放

详细的计算过程和方法可参见图中公式。它实际上可以认为是IPCC指南方法的继承与发展。

平衡法(BM)

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第三种常见核算方法是平衡法,该方法是由奥地利Fellner团队开发建立的适合焚烧厂碳排放核算的方法,在欧洲一些国家的焚烧厂中有广泛的应用。平衡法中,将化石源组分对应的碳排放视为直接的碳排放,主要通过联立元素、质量、能量等平衡方程组求解的方式进行核算。具体的过程和方法可以参见上图中的公式。

编辑: 赵凡

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