厨余垃圾处置新技术相继出现并得到利用，其碳排放钻研仍较为不足。为核算厨余垃圾处置的碳排放，本钻研凭据我国首个有关处所尺度DB4403/T 468—2024厨余垃圾处置项目碳排放核算指南，对直接混合点火、三相分离协同点火、厌氧消化、喂养黑水虻、发酵产酸5种处置方式的典型项目进行碳排放分析，涵盖了3个领域和碳赔偿部门。
了局批注，5个项主张净碳排放量（转化为CO2当量，以厨余垃圾计）由低到高顺次为厌氧消化（-90.82kg/t）、发酵产酸（-81.04kg/t）、三相分离协同点火（-80.96kg/t）、喂养黑水虻（-41.78kg/t）、直接混合点火（-3.01kg/t）。领域一碳排放在0~52.43kg/t，重要源于厨余及废水、废渣处置的直接排放。领域二碳排放在19.32~67.17kg/t，重要源于厨余及废水处置的电耗。领域三碳排放在2.23~7.21kg/t，重要源于药剂亏损。碳赔偿在-185.75~-81.08kg/t，源于输出电力（-123.75~-81.08kg/t）、生物柴油（-62.00kg/t）、生物碳源（-40.59kg/t）、有机肥料（-34.56kg/t）、饲料原料（-19.80kg/t） ？赏ü岣咂褰谠焖健⒂呕茉唇峁埂⑻岣咦试椿凡实却胧┦迪旨际醯牡吞挤⒄。
我国厨余垃圾产生量巨大，结合国环境署颁布的汇报显示2021年我国厨余垃圾产生量超过9.0×107t。近年来，我国各地深刻推动生涯垃圾分类工作，厨余垃圾分出量不休增长，资源化处置设施加快落地，北京视注上海视注丽江市2023年厨余垃圾资源化量别离为1.92×106、2.45×106、2.25×106t，其碳排放也成为关注热点。钻研批注，全球8%~10%的碳排放源于被浪费的食品，其中结尾处置环节占比为6%~14%，对其妥善处置和资源化利用可产生碳减排效益。 中国构筑节能协会构筑能耗与碳排放数据专委会、陈倩倩、陈思勤、Dong等、周玉龙等、郭含文等选取《IPCC国度温室气体排放清单指南》中的步骤和参数推算了生涯垃圾（含厨余垃圾）填埋的净碳排放强度（转化为CO2当量，以厨余垃圾计，下同），领域在430~1630kg/t，了局差距重要源于甲烷建改因子（MCF）和甲烷回收率（R）的取值分歧。 何品晶等、王龙等、孙雨清等、张炳康等、郁倩倩选取性命周期评价（LCA）法、上游-操作-下游表格（UOD）法和《IPCC国度温室气体排放清单指南》中的步骤和参数推算了生涯垃圾（含厨余垃圾）点火的净碳排放强度，领域在105~456kg/t，排放重要源于塑料组分和辅助化石燃料的点火，减排重要源于点火发电。 郁倩倩、陈文昊等、陈海滨等、边潇等、李欢等选取排放因子法推算了厨余垃圾厌氧消化的净碳排放强度，领域在-127~-88kg/t，排放重要源于处置过程温室气体逸散、运行电耗，减排重要源于输出电能、热能、有机肥料、生物碳源等。 陈文昊等、边潇等、李欢等选取排放因子法推算了厨余垃圾好氧堆肥的净碳排放强度，领域在222~276kg/t，排放重要源于处置过程温室气体逸散、运行电耗，减排重要源于有机肥料。 杨帆、乔如陆等、陈文旭等、李丹等选取实测法钻研厨余垃圾好氧堆肥过程的温室气体排放，领域在34~615kg/t，影响成分蕴含物操持化性质、工艺、增长剂等。Mertenat等、Zhang等选取LCA法钻研喂养黑水虻的净碳排放强度，领域在-13~35kg/t。 Zhang等、Lee等、Gadkari等选取LCA法推算了厨余垃圾发酵产酸的净碳排放（转化为CO2当量，别离以厨余垃圾、干垃圾、琥珀酸计），了局别离为69、-2120、1300kg/t。 目前，针对填埋、点火、厌氧消化、好氧堆肥等技术的碳排放钻研相对较多，但因天堑分歧、参数不足、环节遗漏等而存在了局差距。针对喂养黑水虻和发酵产酸的碳排放钻研较少，有待补充。 随着厨余垃圾资源化系统的逐步构建，高低游产业链逐步形成。目前，排放因子法是列国度、地域碳排放汇报和钻研普遍选取的步骤，其沉点在于活动数据和排放因子的获取。为全面评估厨余垃圾处置系统的碳排放了局，学者常选取LCA法和UOD法等，核算直接排放、间接排放和产品减排。多多碳排放核算步骤提供了国度、地域或组织的厨余垃圾处置的碳排放核算框架和部门参数缺省值，不能齐全覆盖多种厨余垃圾处置技术的性命周期碳排放核算，已有碳排放钻研了局差距较大。丽江市于2024年7月25日颁布了我国首个有关厨余垃圾碳排放推算的处所尺度DB4403/T 468—2024厨余垃圾处置项目碳排放核算指南，本钻研凭据该尺度，以5种处置方式的典型项目为例，全面具体核算其性命周期碳排放（统一转换为CO2当量，以厨余垃圾推算），涵盖领域一、领域二、领域三、碳赔偿4个部门，以期为厨余垃圾处置过程的碳排放提供数据参考，为厨余垃圾处置行业的技术比选和减排战术提供科学凭据。 1. 核算天堑 该尺度选取排放因子法进行碳排放核算，量化推算CO2、CH4、N2O的温室效应，3衷禅体全球变暖潜势别离取1、27、273，生物源CO2不计入总排放。厨余垃圾处置企业好多时辰不能覆盖全链条，因而该尺度核算天堑为厨余垃圾处置项目，蕴含厨余垃圾及“三废”（废水、废渣、废气）的处置、运输过程，如图1所示。净碳排放分为领域一、领域二、领域三和碳赔偿。领域一，即天堑内物质转化直接排放CO2、CH4、N2O导致的碳排放，如物料处置过程中天生并逸散的温室气体、燃料点火天生并逸散的温室气体等导致的碳排放；领域二，即天堑内表购并亏损的能源隐含的碳排放，如表购电、热等出产导致的碳排放；领域三，即天堑内表购并亏损的资料隐含的碳排放，如表购水、药剂等出产导致的碳排放等。碳赔偿，即输出天堑的能源化/资源化产品可代替市场上类似产品，其出产造作的碳排放被预防，这部门被预防的碳排放即碳赔偿，如输出的热、电力、生物天然气、生物柴油、有机肥料、饲料原料、生物碳源等。
2. 核算公式
1）净碳排放，见式（1）。
式中：E为净碳排放，t；Ea为领域一的碳排放，t；Eb为领域二的碳排放，t；Ec为领域三的碳排放，t；Er为碳赔偿，t。
2）排放源的碳排放。领域一、领域二、领域三的碳排放核算选取排放因子法，见式（2）。
式中：i为排放源编号；Ei为排放源i的碳排放，t；ADi为排放源i的活动数据，例如厨余垃圾处置量、表购并亏损的电量、某表购并亏损的药剂量等；EFi为排放源i的排放因子，例如某厨余垃圾处置过程的直接排放因子、电力排放因子、某药剂排放因子等；GWPi为排放源i排放气体对应的全球变暖潜势。
3）碳赔偿。碳赔偿的核算选取改进的排放因子法，见式（3）。
式中：j为输出的能源化/资源化产品编号；BCj为输出的能源化/资源化产品j的量，t；Φj为能源化/资源化产品j代替市场上相应产品的系数；EFj为被代替产品的碳排放因子，t/t。
在丽江市拔取直接混合点火、三相分离协同点火、厌氧消化、喂养黑水虻、发酵产酸5个典型技术项目，各项目核算天堑如图2所示。
1）直接混合点火。厨余垃圾在储坑暂存数天后，储料进入点火炉进行点火发电，渗滤液进行处置净化。设备运行电耗和发电减排是净碳排放的重要起源，排放量重要取决于设备水平和物料性质等。
2）三相分离协同点火。厨余垃圾经预处置和三相分离后，油脂用于造取生物柴油，固渣用于点火发电，污水处置达标后排放。设备运行电耗、油脂利用和发电减排是净碳排放的重要起源，排放量重要取决于设备水平和物料性质等。
3）厌氧消化。厨余垃圾经预处置和三相分离后，油脂用于造取生物柴油，浆液用于厌氧消化，污水处置达标后排放。设备运行电耗、油脂利用和沼气利用减排是净碳排放的重要起源，排放量重要取决于所用工艺、运行情况和物料性质等。
4）喂养黑水虻。厨余垃圾经预处置和三相分离后，油脂用于造取生物柴油，固渣用于喂养黑水虻，收成虫体可作为良好的高蛋白饲料、虫粪作为有机肥料，分离液用于发酵产酸或处置达标后排放。设备运行电耗、油脂利用、饲料和肥料的减排是净碳排放的重要起源，排放量重要取决于运行情况和物料性质等。
5）发酵产酸。厨余垃圾经预处置后，油脂用于造取生物柴油，分离液用于发酵产酸，酸化液作为生物碳源用于污水处置。设备运行电耗、油脂利用和生物碳源减排是净碳排放的重要起源，排放量重要取决于运行情况和物料性质等。
典型厨余垃圾处置项目碳排放推算参数如表1~表5所示（除表4领域三中废气处置药耗以水计表，其余活动数据均以厨余垃圾计，排放因子均转化为CO2当量）。参数重要起源于项目现实调研了局，短缺的用文件数据包办。运输距离碳排放重要取决于区域面积、项目选址和车辆能源类型，与技术自身无关，凭据实地调研数据，设置同种运输车（载质量8.9t，纯电动车）运输一样距离（单程30km）。油脂提取造取生物柴油的碳赔偿重要取决于厨余垃圾物料的含油率，与技术自身无关，凭据项目运行情况，设置2%的生物柴油产率。
选取成立的碳排放核算步骤学，输入项目运行参数，短缺的数据用文件调研了局代替，废水BOD取60000mg/L，TN取3000mg/L。推算的各项目净碳排放情况如图3所示。
图3 典型厨余垃圾处置技术项主张碳排放
能够看出各技术项主张净碳排放强度均为负值，注明本钻研涉及的项目均拥有碳减排效应。凭据表1~表5数据，各项主张收运碳排放均为3.38kg/t；除直接混合点火项目表，其余项主张生物柴油碳减排均为62.00kg/t。
厌氧消化项主张净碳排放强度（-90.82kg/t）最低。领域一碳排放为52.43kg/t，重要源于厨余垃圾厌氧消化的CH4排放（27.00kg/t）和废水处置的N2O排放（17.68kg/t）。领域二碳排放为36.74kg/t，重要源于厨余垃圾及废水处置电耗（33.37kg/t）。领域三碳排放为5.76kg/t，重要源于废水处置药耗（2.58kg/t）和沼气利用药耗（2.50kg/t）。碳赔偿为-185.75kg/t，重要源于沼气发电（-123.75kg/t）和生物柴油（-62.00kg/t）。有关钻研人员推算的厨余垃圾厌氧消化净碳排放强度在-129.20~-88.20kg/t，与本钻研了局较为一致。张栋推算的厌氧消化净碳排放为-35.80kg/t，高于本钻研了局，分析原因是其并未思考生物柴油的碳赔偿。
发酵产酸的净碳排放强度（-81.04kg/t）处于次低水平。领域一碳排放为0，重要由于发酵过程被节造在产酸步骤，无气体产生，且无废水、废渣产生，有关的直接排放均被预防。领域二碳排放为19.32kg/t，重要源于厨余产酸电耗（15.95kg/t）。领域三碳排放为2.23kg/t，重要源于NaClO、NaOH等亏损。碳赔偿为-102.59kg/t，重要源于生物碳源（-40.59kg/t）和生物柴油（-62.00kg/t）。Zhang等推算的丽江市厨余垃圾发酵产酸集中处置设施的碳足迹为-6.86kg/t，重要由于其较高的电耗（39kWh/t）、较低的生物柴油产率（0.014t/t）和较低的甲醇（生物碳源代替产品）排放因子（0.279kg/kg）。
三相分离协同点火项主张净碳排放强度（-80.96kg/t）靠近于厌氧消化和发酵产酸，处于中央水平。领域一碳排放为23.59kg/t，重要源于厨余点火和废水处置的N2O排放（18.75kg/t）。领域二碳排放为67.17kg/t，重要源于点火厂（含点火和“三废”处置设施）的运行电耗（63.79kg/t）。领域三碳排放为7.21kg/t，重要源于熟石灰、NaOH、活性炭、水等亏损。碳赔偿为-178.93kg/t，重要源于点火发电（-116.93kg/t）和生物柴油（-62.00kg/t）。Zhang等推算的厨余垃圾点火净碳排放为-11.02kg/t，与本钻研了局一致。张栋推算的厨余垃圾干化点火净碳排放为46.90kg/t，其中点火发电的碳赔偿为-133.40kg/t，但其并未思考生物柴油的碳减排，故碳排放了局较高。
喂养黑水虻项主张碳排放强度（-41.78kg/t）高于厌氧消化、三相分离协同点火和发酵产酸项目，处于次高水平。领域一为37.66kg/t，重要源于废水处置N2O排放、废渣处置（处置工艺为好氧堆肥）的CH4、N2O排放。领域二碳排放为33.58kg/t，重要源于厨余垃圾及废水处置电耗（30.20kg/t）。领域三碳排放为3.34kg/t，重要源于废水和废气处置药耗（3.30kg/t）。碳赔偿为-116.36kg/t，有机肥料、饲料原料和生物柴油别离为-34.56、-19.80、-62.00kg/t。Mertenat等钻研得出喂养黑水虻净碳排放强度为34.59kg/t，高于本钻研了局较多，由于其推算的碳赔偿为-15.14kg/t，未思考有机肥料和生物柴油的减排量。Zhang等推算的厨余垃圾喂养黑水虻碳足迹为-12.86kg/t，低于本钻研较多，重要由于其较低的生物柴油产率（0.0015t/t）。张栋推算的黑水虻养殖净碳排放为-55.69kg/t，与本钻研了局靠近，其设施现代化水平高，推算的电耗碳排放（160.00kg/t）很高，相应的碳赔偿（-274.10kg/t）很低。
直接混合点火的净碳排放强度为-3.01kg/t，处于最高水平。领域一碳排放为16.09kg/t，重要源于厨余点火和废水处置的N2O排放（13.96kg/t）。领域二碳排放为54.77kg/t，重要源于点火厂（含点火和“三废”处置设施）的运行电耗（51.40kg/t）。领域三碳排放为7.21kg/t，重要源于熟石灰、NaOH、水等亏损。碳赔偿为-81.08kg/t，源于点火发电。与三相分离协同点火相比，厨余垃圾直接混合点火的碳排放很高，重要由于其未输诞生物柴油且物料热值较低。
1. 领域一
领域一碳排放在各部门中处于最高或次高水平，占比在0~55%，是沉要的排放源。点火的领域一碳排放重要源于点火炉的N2O排放，可通过提高点火炉的烟气排放节造技术和传染物浓度监测水平节造此项排放。厨余垃圾厌氧消化、喂养黑水虻及废水处置的CH4和N2O排放，可通过优化运行参数、美满设施的气体网络处置系统和提高传染物浓度监测水平来节造排放。由于反映前提和无废水产生，发酵产酸的领域一碳排放为0，但也应加强对温室气体产生的监测和节造。
2. 领域二
领域二碳排放在各部门中处于最高或次高水平，占比在39%~90%，是沉要的排放源，其中绝大部门源于处置设施运行电耗，收运电耗（3.38kg/t）对碳排放贡献较幼。对本钻研所选的5种技术来说，处置电耗碳排放虽占比力大，但降低电耗的可行性不高，将来的处置设施将逐步实现自动化、信息化、智能化，较难将电耗节造在极度低的水平，可通过利用废热、绿电等降低此项排放，参加城市系统的能源优化配置。
3. 领域三
领域三碳排放在各部门中处于最低水平，占比在4%~10%，贡献较幼。可通过精准运行节造、精确监测计量等提高资源利用效能和数据正确水平，实显祗业的低碳化、集约化发展，为处所、行业碳排放数据库提供优质数据。
4. 碳赔偿
碳赔偿是减排的重要贡献者，重要源于代替性产品的输出，蕴含电力、生物柴油、有机肥料、饲料原料、生物碳源等。输诞生物柴油的碳赔偿可观，其为厨余垃圾的能源化利用方式，响该当前国度能源战术需要，可通过提高产率和降低能耗、药耗等进一步阐扬减排潜力。对于点火处置，可通过美满压榨提油等预处置设施提高热产生效能和造取生物柴油以降低碳排放。此表，还可通过热电联产技术提高热利用效能，进一步降低碳排放。发酵产酸技术可将高浓度传染物废水转化为生物碳源利用，可将发酵产酸技术与厌氧消化技术、喂养黑水虻技术结合，将高浓杜仔机废水用于产酸，进一步降低碳排放。
5. 不确定性分析
对于三相分离协同点火、厌氧消化、喂养黑水虻技术，三相分离后的物质流分配，即固相、油相和水相的产率及理化指标，对了局影响很大。例如，分歧产率、分歧含水率的固相作为点火进料，其开释热值和发电量存在差距，处置分歧TN含量的废水时，其开释的N2O存在差距。点火进料及热值的采样分析了局，受到居民饮食习惯、季节影响，相对偏高。废水TN含量选取项目实测数据，与已有钻研了局相近。对于处置电耗的凹凸，设施美满度和现代化水平是决定性成分，本钻研拔取的直接混合点火、三相分离协同点火为较高水平，厌氧消化项目和喂养黑水虻为中央水平，发酵产酸项目为较低程度。处置药耗在净碳排放中占比和影响较幼。对于资源化产品的碳赔偿，产品的产率是关键影响成分，例如发电量、生物柴油、有机肥料、饲料原料等。生物柴油产率选取项目实测情况，略高于已有钻研了局，有机肥料和饲料原料的产率略低于已有钻研了局。
厨余垃圾处置技术项主张净碳排放强度从低到高为厌氧消化（-90.82kg/t）<发酵产酸（-81.04kg/t）<三相分离协同点火（-80.96kg/t）<喂养黑水虻（-41.78kg/t）<直接混合点火（-3.01kg/t）。不论采取何种技术，压榨提油处置可造取生物柴油、改善物料性质、提高资源利用率、降低项目碳排放。发酵产酸技术可利用高浓杜仔机废水造取生物碳源，将碳排放变为碳赔偿，可将此技术与厌氧消化、喂养黑水虻等技术结合，用厨余处置的废水发酵造取生物碳源，进一步降低碳排放。项目可利用废热、绿电等降低领域二的碳排放，优化城市系统的能源配置。厨余垃圾处置行业碳排放核算的数据还相当不足，尤其是处置过程的直接排放因子、碳赔偿产品的排放因子等，有关企业应加强数据采集、监测等工作，为城视装双碳”工作提供数据支持。当部门门应持续推动生涯垃圾分类工作，不休美满碳减排有关支持政策、造度。
起源丨环境卫生工程 作者丨刘荣杰、金红、肖丽祺、尹寒冰、张蕾
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