探索“双碳”背景下城市废弃物协同处理的新路径

皮猛

一、前言

“双碳”目标提出后，我国生态文明建设进入以降碳为重点战略方向的新阶段，新增可再生能源和原料用能不纳入能源消费总量控制，减污降碳的激励约束机制正在完善，能耗“双控”正在向碳排放总量和强度“双控”转变，城市废弃物处理行业被赋予了新的使命和要求，如何从废弃物处理中挖掘减污降碳潜力、实现区域发展协同增效成为行业发展的共同目标。

各类城市废弃物的清洁高效处理是城市化进程中面临的普遍问题，焚烧发电、厌氧产沼、好氧制肥、分质再生以及综合利用创新技术的快速发展实现了从生活垃圾到热力、电力、资源、绿色产品的转化，为城市减污降碳做出了积极贡献。如：垃圾焚烧发电是实现碳减排的一种方式，与传统的卫生填埋相比，垃圾焚烧减少了填埋降解过程中产生的甲烷和二氧化碳，同时焚烧通过资源化利用，起到替代化石能源的作用，减污降碳成效突出。

二、“双碳”背景下，城市废弃物处理行业面临新使命

（一）总量增长催生城市绿色发展新矛盾

随着我国城市化进程的加快和人民生活水平的快速提高，城市生产生活过程中产生的垃圾也迅速增加，2019年全国生活垃圾清运量首次超过3亿吨，全国年均复合增长率超过5%，其中：城市生活垃圾年增长率为5%～8%，少数大城市垃圾年增长率达到8%～10%（图1）。

图1 2006—2021年我国生活垃圾清运状况。数据来源：住房和城乡建设部《2021年城乡建设统计年鉴》。

2021年，全国垃圾焚烧处理能力占比已经达到68%，天津、浙江、海南等省份的生活垃圾焚烧比例甚至超过了90%，江苏、福建、江西、四川等地的焚烧比例也达到了80%。生活垃圾焚烧发电成为解决城市生活垃圾问题的重要手段，餐厨/厨余垃圾资源化处理得到长足发展，2020—2022年新增筹建的餐厨/厨余垃圾处理项目超过100项，但是分类、分质资源化利用水平距离国家“十四五”规划中资源化率60%的目标还有较大差距。快速增长的城市废弃物总量、对分类分质资源化处理设施的迫切需求与城市废弃物处理设施选址难、落地难之间的矛盾更加凸显。

（二）减污降碳更新废弃物处理新内涵

城市既是碳排放的主要源头之一，也是各类要素资源和碳排放最集中的空间，城市碳排放量在总碳排放量的占比已经超过60%，成为了实现系统减排、推动“双碳”战略的重要主体。城市废弃物处理“一头连着减污，一头连着降碳”，具有显著的减污降碳效果，在生物质发电、清洁供热、生物质燃气、生物柴油以及化肥替代等方面都有明显优势。厨余垃圾厌氧处理不仅能够分离出垃圾中的粗油脂，经提纯重整后还能生产生物柴油甚至航空燃油，替代化石能源；厌氧产生的沼气可替代化石能源发电或供热，避免填埋过程中的甲烷排放，具有“替代原生资源+控制甲烷排放+代替能源燃料发电”的三重碳减排效果。

随着“双碳”目标的不断推进，碳排放系统监测核算体系不断完善，节能减排外部收益逐步实现可监测、可量化、可交易，减污降碳技术、市场、商业发展空间不断被深入挖掘，城市废弃物处理设施正在从最初的末端治理功能逐渐向绿色低碳的可再生资源、绿色能源供给功能转变，从最基础的城市反应器、城市消纳器、城市净化器功能发展成为具有降碳和赋能双重效应的“城市发电机”“城市会客厅”“城市公共教室”“城市矿山”。以绿色和低碳赋能城市发展，带动绿色低碳理念融入城市发展、培育城市绿色动能成为城市废弃物处理行业的新使命。

三、“双碳”战略下城市废弃物协同处理路径探索

绿色是发展的底色。在推动“双碳”战略的大背景下，以绿色和低碳赋能城市发展，将绿色低碳理念融入城市发展的全过程，助推城市全要素、全方位、全过程的绿色低碳转型，是城市废弃物处理行业追求高质量发展过程中应深入思考的课题。

（一）立足园区这个“关键载体”，推动城市多源、大量废弃物协同处理

循环经济产业园区以提高资源产出率和循环利用率为目标，通过废弃物综合利用、能量梯级利用、水资源循环利用等措施，实现多来源、多品类的大规模城市废弃物协同高效处理，有效推动区域绿色、低碳、循環发展，有效降低碳排放强度。

以北京朝阳循环经济产业园为例，由北京朝阳环境集团实施规划建设，占地面积约293.4公顷，拥有两期垃圾焚烧处理规模3400吨/天，拥有全市规模最大的全密闭餐厨垃圾处理厂和全封闭建筑垃圾资源化利用项目、医疗垃圾转运处理项目，从最初的一座生活垃圾填埋场逐渐建成了协同处理大规模、多种类、多来源城市废弃物的综合性产业园区，被评为全国首家低碳（零碳）环境产业园、国家首批资源循环利用基地、国家循环经济教育示范基地、国家绿色低碳科技创新示范基地、全国十佳环保设施开放单位。

园区通过构建不同废弃物处置项目间的产业链条建立生活垃圾焚烧发电、沼气发电、光伏发电等新能源开发及能源管理体系，实现“电源、电网、负荷、储能”一体化和多能互补能源供给，通过垃圾焚烧、餐厨垃圾处理、渗沥液处理等固废专项治理领域的过程控制技术、污染物减排控制技术和资源化利用处理成套技术和协同、全过程控制技术研发应用，打通项目间的能源流、物质流、碳流、信息流，共处理各类垃圾3000余万吨，上网发电40多亿度，实现了从垃圾处理场到城市“继电站”的角色转换，成为新时代下地区经济发展的“低碳优势”，正在积极创建全国首家零碳园区，通过设施的不断完善、协同链接技术的不断提升，最终实现园区内碳元素“零排放”甚至“负排放”（图2）。

图2 北京市朝阳循环经济产业园产业链接图

以焚烧发电—厨余垃圾协同处理为例，焚烧发电厂处理规模1800吨/天，厨余垃圾处理厂设计规模800吨/天，通过蒸汽协同将焚烧厂蒸汽用于厨余垃圾处理项目预处理工艺段，可减少沼气锅炉投资、降低碳排放量，通过园区内沼气发电项目协同大幅降低设备投资、提高设备运行效率，通过园区内协同实现系统降本增效、减污降碳。

（二）紧抓绿色科技创新这个“关键变量”

减污降碳本质上是一种低消耗、高效率的发展措施，归根结底离不开科技创新。经过阶段性投资建设和技术积累，行业正在由过去的“拼资本”时代向“拼技术”“拼商业模式”“拼综合解决方案”时代转变，核心技术和资源配置能力成为发展关键竞争力。攻克废弃物处理关键工艺技术，提升利用废弃物生产的再生产品质量，让垃圾烧得更彻底、发电更多、厨余垃圾厌氧产沼更高、沼渣资源化产品价值更高的专项处理技术是基础需求；攻克多种类废弃物协同处理技术，实现以共享消纳、集成控制、转化利用为核心的生态链接技术，是行业转型需要。通过专项、协同、全过程控制等系列技术的研发应用，从根本上提高资源利用效率。

充分利用全新的生活垃圾全分类管理模式下的高参数生活垃圾焚烧发电技术、全组分厨余垃圾资源化利用技术、多种类有机垃圾综合处理技术。如通过高温防腐技术、工艺的突破与应用，将生活垃圾发电效率提高到超过30%，1000吨/天处理规模将增加二氧化碳减排1万吨/年；通过高温厌氧技术，将厨余垃圾厌氧发酵时间减少5天，通过高压破壁技术将厨余垃圾含水率从90%降低到20%以下，系统减容超过80%。

生活垃圾焚烧发电设施作为多数循环经济产业园的必备项目之一，具有典型的能源属性，通过充分挖掘垃圾焚烧的多能利用模式，在循环经济产业园内实现各种物料处理大协同，实现太阳能利用、余热利用、沼气利用、工艺提升改造、微电网建设等技术协同共生，形成“源网荷储+多能互补”的综合用能结构，提升系统能源总体经济效益。

城市废弃物处理行业内的大型企业已经开始通过人工智能、大数据、5G等新技术运用实现数字赋能，采用数字化、智能化强基赋能，提升系统性能源流、资源流、碳流、信息流、资金流的智慧管理水平，提高运行效率，降低物料消耗。精细化智能管控不仅能实现节能、降耗、降碳、增效，同时也是生活垃圾碳排放核算和精细化管理的必备工具。

（三）突破收运体系这个“卡脖子难题”

收运是与公众距离最近的一环，收运不规范不仅会影响行业健康发展，还会降低公众对低碳发展成果的认同度、获得感、成就感。建立规范、有序的资源收运体系难在上下游信息壁垒、资金壁垒和监管能力不足。随着新一代信息技术、绿色数字技术的不断发展，通过5G、物联网、人工智能、大数据等信息技术与资源“收、运、转、处”行业的深度融合，让低碳理念深入群众、融入生活，提升公众的参与感、融入感和获得感，推动生产者、消费者、管理者、回收者、处理者之间的互联互通，打破产业链上的关键卡点，逐步建立规范、有序的收运体系。

（四）抓实碳资产这个“增量支撑”

国家碳交易政策的实施，让生活垃圾处理降碳收益显性化，碳资产逐渐成为企业的关键资产之一，通过建立智慧化碳资产管理系统加强企业有价碳资产储备得到行业普遍关注。增强企业碳资产，建立可测量、可报告、可核实的碳减排核算技术体系是关键，建立统一的指标和标准体系，补齐垃圾处理碳排放监测、计量、核算、认证等关键领域短板，实现碳流的实时、在线、动态监测管理，实现生活垃圾处理行业与其他行业排放数据可对比、可对接。

北京朝阳环境集团园区。作者提供

（五）强化政策引导这个“关键抓手”

行业发展，政策是保障，应围绕影响产业发展的关键节点推出政策引导系列“组合拳”。

一是助推产业价值体系重构、扶持龙头骨干企业发展的绿色金融政策，加大绿色贷款、绿色债券、绿色保险、绿色基金、绿色信托等金融工具对城市废弃物处理行业的支持力度，支持金融机构与骨干企业联合开发促进碳减排、碳资产增值的创新绿色金融产品。

二是推动低碳发展成效、节能减排成果显性化的碳交易政策，建立碳交易的合理指标分配和定价机制，构建统一规范的碳排放统计核算体系，通过增加交易主体及其需求的多样性，扩大市场容量，活跃市场交易，推动能源“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变。

三是促进行业规范、有序运行，提升行业吸引力和竞争力的财政政策，对具有系统性减污降耗成效的企业加大政策支持力度，加大税收对于促进企业创新发展的政策保障力度，建立吸引社会资本投入生态环境保护的市场化机制。

四是推动有利于行业创新发展的绿色技术推广政策，鼓励银行及金融机构对低碳技术、装备、产品供给企业给予绿色信贷支持，推广知识产权质押融资等金融产品和服务，发挥高新技术企业、科技成果转化、科研机构创新人才等相关领域科技创新税收优惠政策，增强绿色低碳技术、装备、产品供给能力。

五是为行业发展保驾护航的土地政策，将循环经济产业园区作为城市功能的一部分进行高位规划、有效保障，确保城市废弃物处理项目有地可落。

六是促进循环经济产品推广的绿色采购和再生产品推广制度，落实节能产品、低碳产品政府采购执行机制，扩大绿色產品采购范围，引导国有企业采购市场效益和生态价值兼备的原材料、产品或服务。

七是补足行业短板，提高公众参与度，建立大件垃圾、装修垃圾、园林垃圾、废旧包装等低值废弃物回收激励制度，推进低值可回收物末端处理配套设施的建设与发展，鼓励企业、科研机构开展低值可回收物处置技术、模式创新推广应用。

八是提高公众意识，形成全社会共同参与的宣教制度，挖掘现代化城市废弃物处理园区、设施等沉浸式教学场景，把城市废弃物处理设施改造成“城市公共教室”，让公众亲身体会生态文明发展成果，化解“邻避效应”，营造崇尚减污降碳协同增效的主观意识和良好社会氛围。

（责任编辑：严陈玲）