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【聚焦“无废城市”】“无废城市”建设与碳减排协同推进研究

时间:2022-07-20        阅读

【摘要】“无废城市”建设可以助推碳达峰、碳中和目标的实现。开展“无废城市”建设,对于在城市整体层面实现碳减排十分必要,且二者在目标和路径上具有协同性,应协同推进,推动减污降碳协同增效。然而,目前我国“无废城市”建设与碳减排协同推进存在融合度不足、固废资源化利用水平不高、固废处理处置排放偏高以及相关碳排放理论与方法不完善等问题,亟待深入研究。因此,本文基于我国“无废城市”建设的实际情况,分析“无废城市”建设与碳减排的关系和协同推进的问题,估算“无废城市”建设产生的碳减排效益和潜力,识别“无废城市”建设中碳减排的重点领域和关键环节,提出“无废城市”建设与碳减排协同推进的发展目标以及政策建议,为切实发挥减污降碳协同增效作用、推动我国生态文明建设提供支撑。


【关键词】“无废城市”;碳减排;减污降碳;协同增效;固体废物;碳达峰碳中和


【作者】

姜玲玲:中国工程院战略咨询中心

丁   爽:中国工程院战略咨询中心、中国标准化研究院(本文通讯作者)

刘丽丽:清华大学

滕婧杰:生态环境部固体废物与化学品管理技术中心

崔磊磊:中国工程物理研究院

杜祥琬:中国工程院院士、中国工程物理研究院研究员


本文刊载于《环境保护》杂志2022年第11期


党的十八大以来,党中央把生态文明建设和生态环境保护摆在治国理政的突出位置,对固体废物(以下简称“固废”)污染防治工作重视程度前所未有。为探索建立固废污染防治的长效体制机制,2018年年初,中央全面深化改革委员会将“无废城市”建设试点列入年度工作要点,进一步推进了固废治理体系和治理能力现代化;同年12月,国务院办公厅印发了《“无废城市”建设试点工作方案》[1],“无废城市”建设成为在城市整体层面深化固废综合管理改革的有力抓手。2019年,“无废城市”改革试点在深圳、包头等“11+5”个城市和地区开展[2]。经过两年试点工作,“无废城市”建设试点已取得阶段性成效。试点城市和地区投入逾1200亿元用于562项相关固废治理工程项目,形成了97项改革举措和经验,培育了7200多个“无废细胞”,营造了良好的“无废”氛围,起到了良好示范带动作用。

2020年9月,我国提出了2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的战略目标[3],这意味着我国生态文明建设迈入以降碳为重点战略方向的新阶段[4]。2021年,《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》[5]、国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》[6]、《中共中央 国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》[7]等文件均提出需要充分发挥减污降碳协同效应,这对我国固废综合管理提出了新要求。2021年12月,生态环境部联合17个部门共同印发了《“十四五”时期“无废城市”建设工作方案》,其中强调“开展‘无废城市’建设,是推动减污降碳协同增效的重要举措”,并在“无废城市”建设指标体系中增加了体现降碳的相关指标[8]

“无废城市”建设与实现碳达峰、碳中和高度关联且具有协同性。然而,我国“无废城市”建设与碳减排协同推进存在融合度不足、固废资源化利用水平不高、固废处理处置的排放偏高、相关碳排放理论与方法不完善等问题,亟待深入研究。因此,本文从“无废城市”建设与碳减排的关系和协同推进问题入手,通过模型估算“无废城市”建设的碳减排效益和潜力,识别“无废城市”建设中碳减排的重点领域和关键环节,提出“无废城市”建设与碳减排协同推进的发展目标以及相关政策建议,为切实发挥好减污降碳协同增效作用、进一步推动我国生态文明建设提供支撑。

“无废城市”建设与碳减排的内在关系


“无废城市”建设与碳减排高度关联且具有协同性,主要体现为以下3个方面。

“无废城市”建设对于实现碳达峰、碳中和目标具有必要性

根据联合国环境规划署的评估,改善固废回收利用及处理处置等环节可使全球温室气体总排放量减少10%~15%。巴塞尔公约亚太区域中心对全球45个国家和区域的固废管理碳减排潜力相关数据分析显示,通过提升城市、工业、农业和建筑4类固废的全过程管理水平,可以实现相应国家碳排放减量13.7%~45.2%(平均27.6%)[9]。据中国循环经济协会测算,2020年我国通过发展循环经济,共计减少二氧化碳排放约26亿t;在“十三五”期间,发展循环经济对我国碳减排的综合贡献率约为25%[10]。目前,我国已成为全球碳排放第一大国,要实现碳达峰、碳中和目标,面临着时间窗口紧、碳减排量大等挑战,需要统筹处理好发展和减排的关系。通过“无废城市”建设,可有效减少原材料和产品在提取、制造、运输、分配和处置等过程中的碳排放,具有减少固废污染、提升资源利用效率和减少碳排放的协同倍增作用。

“无废城市”建设与碳减排在目标上具有协同性

我国碳减排的战略目标就是实现碳达峰、碳中和。“无废城市”建设与推动碳减排工作都是党中央、国务院重大战略决策的重要举措,均已纳入我国生态文明建设的整体布局,二者在目标上具有协同性。“十四五”时期,我国生态文明建设进入了以降碳为重点战略方向、推动减污降碳协同增效、促进经济社会发展全面绿色转型、实现生态环境质量改善由量变到质变的关键时期。“无废城市”建设通过推动形成绿色发展方式和生活方式,持续推进固废源头减量和资源化利用,最大限度地减少填埋量,将固废环境影响降至最低,是固废污染防治、生态文明建设的重要内容,对牢牢把握“实现减污降碳协同效应”总要求,深入打好污染防治攻坚战具有重要意义。

“无废城市”建设与碳减排的实现路径具有协同性

欧洲、美国、日本等发达国家和地区已将循环经济作为实现经济绿色复苏以及实现碳中和的重要途径,纷纷探索“无废城市”建设或“循环型城市”建设。目前,我国进入新发展阶段,实现碳达峰、碳中和成为社会经济转型和生态文明建设的中心任务,建立健全绿色低碳循环发展经济体系是其中的核心。深入推进“无废城市”建设,可协同促进产业结构转型升级、淘汰落后产能,完善资源循环利用体系,统筹绿色产品设计、绿色制造和绿色供应链建设,提高资源综合利用效率,减少各类相关环节碳排放量,助力实现我国碳达峰、碳中和目标。

“无废城市”建设与碳减排协同推进面临的问题


目前,我国“无废城市”建设与碳减排协同推进主要存在以下三方面的问题。

“无废城市”建设与碳减排工作融合度不足

在“无废城市”试点期间,“11+5”个试点城市和地区重点围绕固废减量化、资源化、无害化开展了积极探索,试点城市在顶层设计引领、大宗工业固体废物贮存处置总量趋零增长、主要农业废弃物全量利用、生活垃圾源头减量和资源化利用、强化危险废物全面管控、培育产业发展新模式等方面形成多项改革举措和经验做法,而在与碳减排协同推进上仍显不足。为此,《“十四五”时期“无废城市”建设工作方案》进一步加强了“无废城市”建设任务与碳减排工作的衔接,如在工业领域提出“严控高耗能、高排放项目盲目发展,鼓励发展绿色低碳特色产业”,在农业领域提出“减少化肥农药使用比例”,在生活领域提出“规范生活垃圾填埋场管理,减少甲烷等温室气体排放”等任务。而在城市实施方案中,对如何在企业、园区、行业等层面细化提出与碳减排协同的具体措施则缺乏系统性指导文件,需进一步推动将“无废城市”建设任务与碳减排工作的融合落到实处。

“无废城市”建设中固废资源化利用水平不高

固废资源化利用是实现降碳的重要途径,但在“无废城市”试点工作中,各地仍偏重固废末端治理。目前,我国建筑垃圾、农业固废、低价值综合利用的工业固废等产生量和占比较大,加之回收利用经济效益较低,此类固废的资源化利用水平不高。2019年,我国大宗工业固废综合利用率仅为56%,其中近70%用于制备附加值不高的建材产品,约11%用于提取有价资源,农林废弃物发电和垃圾发电等生物质发电装机容量占电力总容量的比重约为1.4%。又如,“十三五”期间,虽然我国建筑垃圾综合利用率已超过50%,但是用作工程原料、再生建材、再生沥青等有价值的资源化利用水平仍处于低位,目前建筑垃圾资源化利用率仅为9%左右。另外,农作物秸秆、畜禽粪污等农业有机废物收储运体系不完善、高值化利用企业少,废塑料、碎玻璃、碳陶瓷等低值可回收物回收率较低,未能实现有效资源化利用。

“无废城市”建设相关碳排放核算体系尚未建立,市场机制不完善,企业和个人参与程度不高

首先,我国“无废城市”建设中固废领域相关碳排放的核算体系仍有待深入研究。由于固废管理涉及领域多、类型复杂,各类固废在源头减量、资源化利用和安全处置等环节对碳减排的贡献不明晰,无法准确评估固废管理以及“无废城市”建设对我国实现碳达峰、碳中和目标的贡献情况。其次,“无废城市”建设与碳减排协同推进的市场机制不完善,固废领域碳减排贡献尚未纳入碳交易市场,导致相关固废行业企业市场竞争力较低,影响其参与碳减排工作的积极性。再次,社会公众对绿色低碳生活方式意识不强、践行不够,餐饮浪费、过度消费等现象仍普遍存在,需进一步引导公众意识转变,并考虑如何引导公众将意识转化为实际行动。

“无废城市”建设的碳减排潜力分析


我国“无废城市”建设的碳减排潜力计算方法

本文计算“无废城市”的碳排放量参考美国国家环境保护局(EPA)开发Waste Reduction Model(WARM)工具的框架,并依据我国固废产生来源和管理特点,对测算模型进行了拓展和补充。WARM工具采用排放因子法计算常见生活垃圾在各种管理方式下的温室气体排放量,范围包括源头减量、回收、堆肥、燃烧、填埋等,用于评估不同类型固废管理的温室气体减排、能源和经济影响。本文将从全生命周期角度出发,考虑工业固废、生活垃圾、再生资源、农业固废和建筑垃圾等典型固废源头减量、循环利用和最终处置环节,测算其温室气体直接碳排放量及碳减排效益。以下从研究环节、涵盖固废类型、排放因子以及测算结果四个方面介绍模型内容。

研究环节包括源头减量、循环利用(含材料化利用、能源化利用和肥料化利用)和处置(含无能源化焚烧和填埋)等。其中,源头减量部分包含原材料开采、运输、加工、使用,从源头生产到废物产生带来的碳减排,应用于“无废城市”建设情景模拟部分;材料化利用主要是在再生资源、工业固废、建筑垃圾等替代原生资源或材料的再生产环节;能源化利用主要是生活垃圾等焚烧发电和利用秸秆或畜禽粪污等农林废弃物厌氧发酵产沼气发电,以替代传统能源发电等;肥料化利用主要是在农业固废、生活垃圾等的堆肥环节。

测算涵盖的固废类型包括工业固废(包括一般工业固废和危险废物)、生活垃圾、市政污泥、再生资源、农业固废、建筑垃圾。由于原WARM工具中仅包含城市生活垃圾,需根据我国固废来源和种类,扩展测算模型涵盖范围,即补充工业固废(一般工业固废和危险废物)、农业固废以及建筑垃圾等。其中,一般工业固废主要包括尾矿、粉煤灰、煤矸石、冶金渣、工业副产石膏等。

排放因子的测算从固废收集开始,经过运输、分拣,止于终端处置,不同固废类别对应不同处理处置环节。测算模型中排放因子数据主要来自原WARM模型和相关文献资料。需要说明的是,一般工业固废产生情况较为复杂,本文仅选取占比较大的尾矿进行工业固废减量化示例分析,因此源头减量部分仅包含尾矿和生活垃圾。

测算结果通过直接碳排放量和碳减排效益来表示总体碳减排水平。直接碳排放量是指填埋和无能源化焚烧等处置过程中直接产生的二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等温室气体排放量。碳减排效益是指对比当年基准线情景,固废源头减量、材料化利用、能源化利用、肥料化利用等环节碳减排量的增加量。

我国“无废城市”建设的碳减排潜力分析

本文将2019年固体废物管理情况设定为基准情景,并参考我国《“十四五”时期“无废城市”建设工作方案》《全国农业可持续发展规划(2015—2030年)》以及国内外“无废城市”相关目标等设定2030“无废城市”建设情景和2060“无废城市”建设情景(见表1)。

图片


根据模型模拟结果,对比当年基准线情景,2030“无废城市”建设情景固废处置直接碳排放量约为1.4亿t,源头减量和循环利用的碳减排效益约为18.6亿t。对比当年基准线情景,2060“无废城市”建设情景固废处置直接碳排放量约为3660万t,源头减量和循环利用的碳减排效益约为52.8亿t。“无废城市”建设的碳减排效益显著,需引起各方广泛重视。

在2030“无废城市”建设情景下,直接碳排放量仍主要来自工业固废和建筑垃圾的填埋和无能源化焚烧。与当年基准线情景对比,工业固废源头减量碳减排效益约为12.0亿t,循环利用碳减排效益约为1.2亿t。可见,针对工业固废应该鼓励大力推行源头减量,增加其碳减排效益。农业固废循环利用碳减排效益约为171.0万t,其中69%碳减排效益来自肥料化利用,其余主要为能源化利用。因此,应该鼓励生物质废物(如秸秆)焚烧发电,调整农业固废循环利用结构,提升其碳减排潜力。生活垃圾源头减量、能源化利用和肥料化利用的碳减排效益约为9214.0万t、131.0万t和9.7万t。可见,生活垃圾减量化将带来碳减排效益,杜绝食物浪费和提倡绿色生活方式是碳减排的重要措施。同时,生活垃圾填埋量也随之逐步降低,不仅强化了生活垃圾管理,而且减少了约1781.8万t的直接碳排放量。市政污泥肥料化利用和材料化利用也带来不同程度的碳减排效益,分别约为7.1万t和2.2万t,但是仍需积极拓展新的利用途径,开展污泥综合利用工程等项目,提升其碳减排效益。建筑垃圾材料化利用的提升,可使碳减排效益随之增加约14.3亿t。可见,建筑垃圾大规模利用将带来更高的碳减排效益。因此,应规范建筑垃圾收集运输处置等管理工作,拓展多元化综合利用方式。

2060“无废城市”建设情景下,直接碳排放量较基准线情景下降78%,其中填埋和无能源化焚烧产生直接碳排放量分别下降75%和87%。与当年基准线对比,工业固废源头减量的碳减排效益大幅度增加,达到约31.7亿t,远超过循环利用的碳减排效益(约3.9亿t)。因此,工业固废推行源头减量是固废碳减排的重要举措。农业固废和生活垃圾能源化利用碳减排效益约为1830.4万t,可见利用生物质固废有较大的碳减排潜力,可以通过推广生物质废物能源化利用减少碳排放。

综上,我国“无废城市”建设的碳减排潜力大,可产生显著碳减排效益。因此,大力推广各类固废源头减量、循环利用,既可以减少污染排放,又可以提升碳减排效益,实现减污降碳协同增效。

“无废城市”建设与碳减排协同推进目标


结合我国“无废城市”建设要求和碳达峰碳中和目标,参考《“无废城市”建设指标体系(2021年版)》[8],从固废源头减量、资源化利用、最终处置三方面选取一般工业固废产生强度、一般工业固废综合利用率、建筑垃圾资源化利用率、生活垃圾回收利用率及生活垃圾卫生填埋量占比5个代表性指标设定“无废城市”建设与碳减排协同推进的目标。

到2025年,推进100个左右地级及以上城市开展“无废城市”建设,固废产生强度稳步下降,综合利用以及资源化利用水平稳步提升,减污降碳协同初见成效。一般工业固废产生强度下降10%左右(以2019年为基准年);一般工业固废综合利用率提升至60%左右,建筑垃圾资源化利用率提升至20%左右,生活垃圾回收利用率提升至35%左右;生活垃圾卫生填埋量占比降至30%左右。

到2030年,再推进100个左右地级及以上城市开展“无废城市”建设,减污降碳协同进一步增强,助力城市层面实现碳达峰。一般工业固废产生强度下降15%左右(以2019年为基准年);一般工业固废综合利用率提升至70%左右,建筑垃圾资源化利用率提升至30%左右,生活垃圾回收利用率提升至40%左右;生活垃圾卫生填埋量占比下降至20%左右。

到2035年,再推进100个左右地级及以上城市开展“无废城市”建设,经济社会发展与固废产生和碳排放基本脱钩,绿色低碳消费成为基本生活模式,全面实现无害化、减量化、资源化和低碳化。一般工业固废产生强度下降20%左右(以2019年为基准年);一般工业固废综合利用率提升至80%左右,建筑垃圾资源化利用率提升至40%左右,生活垃圾回收利用率提升至45%左右;生活垃圾卫生填埋量占比下降至15%左右。

“无废城市”建设与碳减排协同推进政策建议


为更好协同推进“无废城市”建设与碳减排,本文进一步提出了如下政策建议。

强化顶层设计引领,加强与国家各战略衔接,统筹推进“无废城市”建设和碳达峰、碳中和工作

建议紧密结合我国“无废城市”建设要求以及碳达峰碳中和目标,加强国家战略之间有机融合,分阶段推动“无废城市”建设,实现减污降碳协同增效。“十四五”期间,不断优化“无废城市”建设指标体系,突出“无废城市”建设与碳减排相关的政府绩效评价指标。2025—2035年,重点区域的主要城市基本完成“无废城市”建设,助力实现我国碳达峰目标。2035—2050年,全国主要大中城市基本完成“无废城市”建设,充分实现全流程协同降碳,助力实现我国碳中和目标。

大力推进固废源头减量和资源化利用,推进减污降碳协同增效

固废源头减量和资源化利用具备显著碳减排效益和潜力。建议大力发展循环经济,推动传统和新兴产业的固废源头减量和资源化利用,加大各类再生资源循环利用的使用比例,促进相关固废资源化产品流通,减少对原生资源的消耗和依赖,尤其是注重新能源发展的退役设备(电池、风机等)的回收和资源化利用,保障关键矿产资源(铂、锂、钴、钕、镍等)安全,最终倒逼社会经济结构向资源节约集约、循环利用以及低碳的绿色发展模式优化和调整。

加强科技支撑,推动技术进步,降低固废利用及处置过程的碳排放

建议继续坚持节约优先战略,大力推广节能技术,引导用能单位采用先进适用的节能新技术、新装备、新工艺,提高固废资源化利用及处置过程的能效水平。降低生活垃圾填埋量,推动生活垃圾高效焚烧。推进燃料及原材料替代类技术,通过高热值有机固废、厌氧消化回收甲烷等高热值燃料替代部分燃料,二次原料替代部分初次原料。加强科技攻关和技术储备,为我国节能环保、新能源等新兴产业发展提供支撑。

推动固废综合利用标准化工作,建立健全固废全过程管理的统计和碳排放核算体系

建议尽快制修订大宗工业固废、农业固废、生活垃圾、危险废物等的处理与碳减排协同推进的相关标准,建立切实有效的标准化协调工作机制。加强固废管理信息化建设,完善固废相关统计制度。建立和完善不同层面固废领域碳排放核算体系,推动建立企业和城市层面碳排放清单,完善固废碳排放因子库,为科学量化固废管理的碳减排效益和碳交易市场建设提供依据。

强化环境经济政策引导,加大绿色金融和财税政策对“无废城市”建设的支持力度

建议推动形成支持“无废城市”建设与碳减排协同的环境经济政策框架体系(包括项目库、分类目录、资金供需对接平台)。强化绿色金融政策支持,支持符合条件的企业通过资本市场进行融资和再融资,鼓励和引导社会资本参与,规范推进政府和社会资本合作(PPP)项目。完善绿色采购标准,深化绿色采购制度。落实环境保护、节能节水等税收优惠政策,研究提出“无废城市”建设与碳减排协同相关财税支持政策。


参考文献

[1]国务院办公厅关于印发“无废城市”建设试点工作方案的通知[EB/OL]. (2018-12-29). http://www.gov.cn/zhengce/content/2019-01/21/content_5359620.htm.

[2]生态环境部. 全国“无废城市”建设试点工作全面启动[EB/OL]. (2019-05-14). https://baijiahao.baidu.com/s?id=1633501501613409880&wfr=spider&for=pc

[3]习近平. 在第七十五届联合国大会一般性辩论上的讲话[N]. 人民日报, 2020-09-23.

[4]新华社. 习近平主持中央政治局第二十九次集体学习并讲话[EB/OL]. (2021-05-01). http://www.gov.cn/xinwen/2021-05/01/content_5604364.htm.

[5]新华社. 中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见[EB/OL]. (2021-10-24). http://www.gov.cn/xinwen/2021-10/24/content_5644613.htm.

[6]国务院. 国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知[EB/OL]. (2021-10-26). http://www.gov.cn/zhengce/content/2021-10/26/content_5644984.htm.

[7]新华社. 中共中央 国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见[EB/OL]. (2021-11-07). http://www.gov.cn/xinwen/2021-11/07/content_5649656.htm.

[8]生态环境部. 关于印发《“十四五”时期“无废城市”建设工作方案》的通知[EB/OL]. (2021-12-15). https://www.mee.gov.cn/xxgk2018/xxgk/xxgk03/202112/t20211215_964275.html.

[9]系列解读(8)|坚持“三化”原则 聚焦减污降碳协同增效 拓展和深化“无废城市”建[EB/OL]. (2021-11-18). http://www.mee.gov.cn/zcwj/zcjd/202111/t20211118_960866.shtml.

[10]中国循环经济协会. 循环经济助力碳达峰研究报告[R]. 2021.


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