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專家觀點 | 徐海云:廚余垃圾資源化利用認識誤區

分類:環聯生態 > 專家專欄    發布時間:2022年1月17日 10:50    作者:固廢觀察公眾號    文章來源:


中國城市建設研究院有限公司總工程師,徐海云圍繞“廚余垃圾資源化利用認識誤區”議題,從以下五個方面做了開放而深入的交流:


第一,廚余垃圾分類的初心;


第二,是否要把全部廚余分出來;


第三,鹽分對廚余垃圾堆肥的影響;


第四,廚余垃圾厭氧發酵溫室氣體減排;


第五,我國廚余垃圾處理的現狀。



廚余垃圾分類的初心



首先,我國垃圾分類工作將廚余垃圾分出來的目的是什么?顯然是為了利用!下圖是德國環境部發布的中文有機垃圾堆肥宣傳手冊,有興趣的同仁可以在德國環境部網站上進行下載。


                           

我們為什么要把廚余垃圾分出來?生態的自然循環是要讓它回到大地,變成肥料,我想這是很簡單的道理。但為什么我這里說“不忘初心,始終難守”呢?主要原因在于,在國內沒有看到幾個真正能夠實現讓廚余垃圾回到大地的處理項目,我相信并不是說大家不想讓廚余垃圾回到大地,而是從側面更加說明了讓廚余垃圾回到大地的過程中有很多的困難。


實際上,有機垃圾來源是多元的,廚余垃圾只是有機垃圾中的一種,其他的有機垃圾可能也面臨與廚余垃圾相似的境地。前不久農業農村部剛剛發布的《關于貫徹實施<中華人民共和國固體廢物污染環境防治法>的意見》中提到,2019年,全國畜禽糞污產生量30.5億噸。當然我們并不需要對這個數字過于糾結,相信這個數字并不是全部經過實際計量稱重后統計出來的,若是說40億噸也是有可能的。但是這里要強調的是,這個《意見》中提出的總體目標中包括,到“十四五”末,畜禽糞污綜合利用率達到80%以上。一方面說明當前的資源利用率尚未達到80%,而另一方面,即便達到80%,剩余的20%不能利用的畜禽糞污量也達到數億噸。而當前廚余垃圾分出量僅是這一數字的零頭。我們講資源化利用也應考慮優先順序,廚余垃圾的全部資源化利用多少有些浪漫主義。


2020年8月,總書記主持召開扎實推進長三角一體化發展座談會并發表重要講話。其中提到,要推進環太湖地區城鄉有機廢棄物處理利用,形成配套保障措施,為長三角地區提供借鑒,為全國作出示范。我看到這個新聞非常振奮。首先講話中涉及的是“城鄉有機廢棄物”,那么就不僅僅是考慮廚余垃圾,還有畜禽糞污以及其他的有機廢棄物;另外講話中說,為長三角提供借鑒,為全國做出示范,說明這件事目前還沒有探索出好的模式,我認為這也是一個重要的信息和信號。


2020年,國家發改委、住建部、生態環境部三部門發布《城鎮生活垃圾分類和處理設施補短板強弱項實施方案》。其中提出,廚余垃圾資源化產品缺乏消納途徑的地區,廚余垃圾可納入現有焚燒設施統籌處理。這就說明政策制定者們注意到,在一些地區已經出現了廚余垃圾分出來但沒有辦法利用的情況。


實際上,在全世界范圍內比較,生活源、家庭源廚余垃圾及庭院垃圾(園林垃圾)堆肥利用量最大的國家是美國。美國在2018年垃圾堆肥處理總量達到2260萬噸,其中90%都是園林垃圾。



下圖是位于美國加州的生活垃圾填埋場,我去考察時發現都是很好的園林有機垃圾,結果在填埋場進行堆肥,堆完之后還在填埋場。



我在現場就問當地管理人員,已經形成這么好的肥料為什么還在填埋場填埋呢?得到的答案是:用不完。這種情況在美國很常見,盡管經過哥倫比亞大學教授的研究論證,認為雖然在填埋場但不算填埋處理,而統計為填埋場覆蓋物,算作回收利用,但是這種現象其實說明,無論貼什么標簽,只要沒人用的就是垃圾,這個情況在全世界都是現實存在的。


雖然行業內都知道要資源化利用,但實際利用不了,就形成了“守不住初心就開始放縱”的結果。在廚余垃圾資源化利用,主流技術如厭氧消化、高溫堆肥面臨一系列的困難,比如成本的問題、肥料出路的問題等等。由此產生了一些奇怪的技術工藝,比如溫度大于75度的超級微生物堆肥、超出想象的全分解技術、養蟲等等。有人問我如何看待廚余垃圾養蟲,我曾開玩笑說那就不需要養蟲了,廚余垃圾喂豬不可以嗎,豬吃得多,消化得快,還有歷史,養成后豬肉直接做蛋白飼料不是更好?只要不回流到餐廚,也就不是所謂的“垃圾豬”了。這自然是玩笑,但這里要看到的本質是,在高成本、土地利用受到局限的情況下,我們希望用資源化來解決問題。另外還有分散和集中的問題,有人號稱在陽臺上就可以堆肥。德國的堆肥標準中明確,需要人均至少50平方米的花園面積的家庭才容許申請搞家庭堆肥,比較看我國有多少家庭具備這樣的條件即人均花園面積50平方米以上?

 

有多少吃多少:是否要把全部廚余垃圾分出來?



今天我要分享的第二個問題是,是不是生活垃圾中有多少廚余垃圾就要分出來多少呢?  


首先來看,我國的上海市經過一段時間的努力,在2020年底每日分出的家庭廚余垃圾量達到近1萬噸,是中國第一,全球第一。對比歐洲大陸最大的城市-巴黎,據數據統計,巴黎主城區2019年全年分類收集廚余垃圾總量7344噸,其中還包含了單位食堂、賓館、飯店的餐廚垃圾。也就是說在廚余垃圾分類這個問題上可謂是:上海一日,巴黎一年。


再來做另外一組對比,我國的臺灣省廚余垃圾分出量也相對較大,經過18年左右的發展,在2019年達到1300噸/日。北京施行了一年垃圾分類,目前就已經實現了廚余垃圾分出利昂4000噸/日。僅從數字來看,北京一年的成果就超過了臺灣18年,可以說進步很大。但是行業內仍有一種聲音,稱北京還有進步的空間。


大家都知道,德國廚余垃圾分類處理在發達國家中是相對比較好的。在德國,經過長達30年的發展,生活垃圾組分變化顯示,其他垃圾中仍然有將近40%左右是廚余垃圾,當然這其中包括園林垃圾,但總體來看并不是我們想象中把所有廚余垃圾都分出來??梢钥闯黾词故堑聡?,也并不是將廚余垃圾全部分出來,分出來的只是其中一小部分。


再來看日本,日本也進行過很多探索。我們看到目前日本形成的模式是將家庭廚余垃圾歸為可燃垃圾,主要原因在于沒有地方進行利用。


鹽分對廚余垃圾堆肥的影



堆肥的技術大家都有所了解,主要是高溫堆肥和厭氧消化。這樣的技術路線在全球都面臨相同的問題,就是有機垃圾中的鹽分限制問題。例如我國臺灣省,將家庭廚余垃圾生熟分開,分為“養豬廚余”(熟)和“堆肥廚余”(生),當然在非洲豬瘟影響下,目前也已經禁止廚余垃圾養豬。生廚余堆肥的最終的結果就是實際堆肥處理量并不大,主要還是流向垃圾焚燒廠。


歐洲堆肥的標準中,鈉離子、氯離子、電導率都是主要的參數指標,實際上也就是需要關注有機垃圾中鹽的含量問題。目前我國尚未出臺相關標準,但如果我們按照這個標準進行對比,可能國內所有堆肥以及厭氧技術的應用中,電導率這一項都很難達到歐洲標準。在美國加州的堆肥標準中也存在同樣的問題。簡單來說,因為我國廚余垃圾中含有鹽分較高,使得堆肥的使用受到很大的限制。


總體來看,發達國家所搞的垃圾分類不是我們想象的樣子。比如,美國紐約明確規定熟的不要;奧地利維也納明確規定,熟的不要;德國杜塞爾多夫以及紐倫堡明確規定分類收集不包括熟的部分。由于這些地方的垃圾分類只收集生的廚余垃圾,實際收到的量就很少。發達國家特別是歐洲的規定中,廚余垃圾是7天甚至兩周才收集一次,如果把所有廚余垃圾放在垃圾桶,衛生狀況可想而知。

 

廚余垃圾厭氧發酵溫室氣體減排



目前國內從行業管理部門、學者到企業各方面都在講生物質利用把廚余垃圾堆肥或厭氧可以減排溫室氣體,事實是這樣嗎?廚余垃圾分類、厭氧處理等方面做的較好的德國公布的數據顯示,厭氧過程中至少有5%的甲烷逃逸到大氣中。眾所周知甲烷的溫室氣體效應是二氧化碳的的25倍至28倍。垃圾填埋過程中也產生甲烷氣體,因此真正做到溫室氣體的減排,在固廢領域首先要避免甲烷的排放,這也是用燃燒代替填埋的原因之一。


技術理論層面來看,有機垃圾的厭氧或堆肥確實可以做到溫室氣體的減排,但是現實過程中是這樣嗎?目前國內已經建設運營了眾多有機垃圾厭氧或堆肥處理設施,是否有一個設施能夠裝置實現了溫室氣體減排,實際上現實是一回事,理論上是另一回事。


從歐盟提交給聯合國的數據來看,厭氧消化實際是增加溫室氣體的排放。歐洲的專家既然了解這個現實,為何還要到包括中國在內的發展中國家來建議要做有機垃圾的厭氧或堆肥呢?其實背后也有更深層次的原因,一方面發展中國家財政實力相對較弱,難以普遍負擔高成本的垃圾焚燒發電。而另一方面在降污和減碳的雙重壓力下又切實需要減少有機垃圾的直接填埋。在這種復雜情況下,將有機垃圾分出一部分做厭氧或堆肥,實際還是能夠達到一定減排的效果。下圖中展示的是德國提交的溫室氣體排放清單中厭氧或堆肥工藝過程中,一噸有機垃圾處理排放的二氧化碳當量。

 


反觀國內,行業內普遍宣傳廚余垃圾分類后厭氧或堆肥可以達到溫室氣體減排?!安豢磸V告看療效”,希望國內可以針對實際建成運營的有機垃圾資源化處理設施進行碳排放核算,實事求是看待這個問題。

 

我國廚余垃圾處理的現狀



我國的生活垃圾焚燒發電廠大多配有有機物厭氧消化工藝,如滲濾液處理系統,且滲濾液處理的規模普遍接近垃圾處理規模的20-30%。實際上,滲濾液就是高濃度的有機物,而滲濾液處理系統實際就是采用厭氧工藝。現如今,我國垃圾焚燒發電行業發展迅猛,截至2020年底,我國垃圾焚燒發電處理規模已經超過了歐盟、日本、美國之和。如果我們將垃圾焚燒發電廠內的厭氧處理能力統計到有機垃圾厭氧能力中,那么我國有機垃圾厭氧處理能力將超過發達國家之和三倍以上。因此,可以看出我國的有機垃圾厭氧處理的發展在某種程度上來說已經是非常充分了。


上圖是奧地利維也納的一個垃圾焚燒發電廠??梢钥吹皆摲贌龔S的一端有一個厭氧消化裝置,這個厭氧裝置主要處理從家庭分出來的廚余垃圾。我國的垃圾焚燒發電廠都有滲濾液處理裝置,且配置的比例遠遠大于圖中焚燒發電廠。圖中焚燒發電廠的焚燒能力是2100噸/日,其對應的厭氧處理能力僅是70噸/日。而國內2100噸/日的垃圾焚燒發電廠配的厭氧規模以垃圾處理規模的20%計也超過400噸/日。


現實來看,我國在垃圾焚燒過程中并非將有機物完全燒掉,其實在焚燒前已經經過了厭氧的過程,只是這個過程沒有得到充分的體現與理解?;氐轿已葜v的第一部分,如果有機垃圾處理的初心是為了讓有機質回到土地利用,那么在當下無法回到土地利用的情況下,廚余垃圾究竟是焚燒處理更減排還是堆肥或厭氧更減排?基于我對國內諸多設施的考察,我的結論是焚燒處理無論在環境、經濟各方面都更好。相比之下,經過厭氧或堆肥,沼氣沼渣再次回到焚燒廠,實際是付出很多、獲得很少,這種情況也是難以持久。

 

總結



總結起來很簡單,廚余垃圾分類要不要分?要分,但也不能是有多少分多少,而是能用多少就分出來多少,應該從能夠利用的環節來進行倒推。特別是目前在全球減碳要求的情況下,我們也需要科學地認識厭氧和堆肥對溫室氣體的減排影響。厭氧過程中本身就是在制造甲烷,填埋氣體也可以發電,如果甲烷不能夠充分利用,在這個過程中一定有一部分泄露,一定程度上也是有溫室氣體的排放。我國在前些年推動了一些小型沼氣利用工程,有德國專家曾問中國實際利用了多少沼氣?這個問題在我國是很難回答的。這樣一來,雖說建了很多座沼氣池,但是不知道實際用了多少沼氣。


我的演講就到這里,再次聲明演講僅代表個人觀點,僅供參考,謝謝大家!


來源 | E20水網固廢網
作者 | 徐海云
整理 | 李少甫

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