[摘要]城市固体废弃物管理系统是产生温室气体的一个不可忽视的排放源。随着社会经济的快速发展和城市化水平的提高,城市固体废弃物排放量逐年增多,如何准确地核算城市固体废弃物管理系统温室气体排放已成为国内外关注的热点问题之一。本文概述了城市固体废弃物管理系统的演进与优化研究进展,重点对城市固体废弃物管理系统温室气体排放核算规范和标准及其影响因素的研究进行了综述,指出了研究中存在的问题。并进一步建议今后在城市不同类别的固体废弃物管理系统演进过程及其影响、温室气体排放的核算方法、温室气体排放的校正系数、城市固体废弃物管理系统的优化模式及温室气体减排机制等方面加强研究。
[关键词]城市固体废弃物;温室气体;排放核算
中图分类号:X22 文献标志码:A 文章编号:1674-6252(2012)01-0015-06
自20世纪70年代以来,全球气候变暖已为世界各国学者关注的焦点。根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)2007年最新发布的第四次评估报告中指出,过去100年(1906~2005年)中,地表平均温度已经升高了0.74℃。国际科学界认为目前所观测到的全球变暖现象,90%以上的可能性是来自于温室的气体排放[1]。地球上超过50%的人口居住在城市[2],虽然城市地区只占地球总面积的2.4%[3],但人为温室气体排放贡献却高达67%~80%[4]。遏制全球变暖必须减少人为温室气体的排放已成为国际社会的共识[5]。随着社会经济的快速发展和城市化水平的提高,城市固体废弃物排放量逐年增多,而城市固体废弃物管理系统也是温室气体的一个不可忽视的排放源[6]。因此,如何准确地评估城市固体废弃物温室气体排放情况就成为重要的基础性研究工作,对于未来城市加强固体废弃物管理工作,制定城市固体废弃物温室气体减排目标、政策和探寻减排对策是十分必要的,国内外学者对此进行了大量的研究工作。
1.城市固体废弃物管理系统的演进与优化
1.1城市固体废弃物管理系统的演进
固体废弃物管理系统是由固体废弃物及其产生源、运输、处理途径、处置场所和管理程序等构成的完整系统[7]。城市固体废弃物管理系统已由早期的单目标管理发展为多目标管理。20世纪70年代,城市固体废弃物管理研究重点在于如何通过废弃物收集车辆的最优化配置[8]和转运站的选址[9],实现公众的健康和安全目标。20世纪80年代,城市固体废弃物管理研究重点转移到经济方面,主要考虑如何实现成本最小化[10-11]。到了20世纪90年代,城市固体废弃物管理的研究突出了多元化目标,既包括经济方面(如处理成本及效益)也包括环境影响(如空气污染、水污染等)和技术方面(如技术成熟度)。近10年来,在可持续发展思想的影响下,城市固体废弃物管理系统的研究逐渐强调可持续性目标,在决策过程中将社会因素[12]和公众参与纳入其中[13-15],产生了废弃物集成管理模式[16]。
1.2城市固体废弃物管理系统的优化
为了实现城市固体废弃物管理系统的优化,多目标规划、多准则决策、生命周期评估(LCA)、投入-产出分析(IOA)和系统动力学(SD)等方法被广泛应用。多目标规划主要应用于废弃物的选址和最优化方案选择方面[17-18]。多准则决策方法主要用于废弃物管理的政策制定方面[19]、LCA主要用来评估城市固体废弃物管理系统的环境影响[20-21]。IOA方法主要是通过构造投入产出表对区域固体废弃物产生的影响及其与区域经济间的关系进行分析[22-23]。由于SD方法最为突出的优点在于它能处理高阶次、非线性、多重反馈和复杂时变的系统问题,所以国内外学者应用此方法对固体废弃物管理问题进行研究。Dyson[24]等应用系统动力学理论预测快速发展的城市固体废弃物产量。M. A. Sufian[25]等提出了系统动力学模型预测废弃物的产生量、所需收集容量和固体废弃物发电量。蔡林[26]建立了城市生活垃圾问题的系统动力学模型框架并进行了仿真模拟。毕贵红[27]等基于可持续固体废弃物管理思想,建立了城市固体废弃物管理的动态仿真模型,并以昆明市为例,给出了不同政策组合下的固体废弃物管理系统的动态仿真结果。
2.城市固体废弃物管理系统温室气体排放核算
2.1城市固体废弃物管理系统温室气体排放核算规范和标准
1992年通过的《联合国气候变化框架公约》(以下简写为《公约》)中明确规定,各缔约方应在公平的基础上,根据它们“共同但有区别的责任”原则和各自的能力,为人类当代和后代的利益保护气候系统,发达国家应率先采取行动对付气候变化及其带来的不利影响。《公约》同时也要求所有缔约方提供温室气体各种排放源和吸收汇的国家清单,制订、执行、公布国家计划,包括减缓气候变化以及适应气候变化的措施,促进与气候变化有关的教育、培训和提高公众意识等。温室气体排放核算是制定减排政策和行动的前提与基础。国家标准化组织(ISO)于2006年3月1日正式公布了温室气体管理与查验活动关系密切的ISO14064系列标准[28],为各国政府与产业界提供了推动各类温室气体减量与排放交易等相关计划的标准化规范与工具。IPCC自1995年起到2007年,针对国家温室气体盘查计划,分别发布了:1995国家温室气体盘查指南、修正的1996年国家温室气体盘查指南、国家温室气体盘查优良做法指南和不确定性管理(2000年)、土地利用与土地使用变化及森林(LULUCF)优良做法指南(2003年)以及IPCC2007国家温室气体盘查指南等盘查指导方法[29-32],为国际或地区提供能源、工业、土地利用及废弃物等温室气体排放量的盘查与计算的方法。世界可持续发展工商理事会(WBCSD)与世界资源研究院(WRI),为了给企业界提供一个进行温室气体盘查的通用性标准,在1998年共同发起了温室气体盘查议定书倡议行动(GHG Protocol Initiative),并在2001年公布了一套企业温室气体会计与报告的标准[33]。随后在2004年5月又发布了修定版的《温室气体盘查议定书—企业会计与报告标准》,除了内容更为丰富以外,还提供案例与说明帮助使用者如何进行盘查工作。鉴于人类活动增加了原本在自然界循环的二氧化碳及其他温室气体的浓度,使得全球温度持续增高造成不稳定的气候而威胁了人类、经济以及生态系统,世界观察研究所(World Watch Institute)于2009年出版了《气候变化参考指南》(Climate Change Reference Guide),为企业、政府和个人,采取必要的政策与行为提供参考[34]。全书的内容主要分为:气候变化的源头(source of climate change)、气候变化的测量(measuring climate change)、温室气体增长的结果(consequences of green house gas buildup)、气候外交(climate diplomacy)以及气候变化词汇(climate change glossary)等,供盘查分析时参考使用。
作为《联合国气候变化框架公约》缔约方,中国政府对气候变化问题给予了高度重视,积极认真的履行自己所承担的各项义务。早在20世纪90年代,我国就设立了国家气候变化对策协调小组。1998年,国家气候变化对策协调小组办公室开始与全球环境基金(GEF)协商开展“中国准备初始国家信息通报的能力建设(ECPINC)”的项目,并于1999年正式签署了项目文件。根据国家气候变化对策协调小组的决定,国家发展和改革委员会负责组织编制中国气候变化初始国家信息通报。温室气体排放清单是国家信息通报必须包括的重要内容。温室气体排放清单编制共分为能源、工业生产的工艺过程、农业、林业和城市废弃物等几个子专题[35]。“中国城市废弃物温室气体排放清单编制”专题于2001年10月正式启动。在过去的相关研究项目中,对城市固体废弃物温室气体排放的计算中所采用的方法多为IPCC推荐的参考方法,其参数也多为指南中的缺省值。这种方法与中国的实际情况差距较大,将不可避免的产生巨大误差,必然影响清单的精度和质量。该专题研究小组在调查研究的基础上,对1994年我国城市垃圾处理和废水处理系统温室气体排放进行分区研究,并在分区研究的基础上利用IPCC指南推荐的计算方法和中国实际的有关参数计算我国1994年城市垃圾和废水处理系统的温室气体排放量。经过三年的努力,于2004年完成了经过国务院批准的《中华人民共和国气候变化初始国家信息通报》并在2004年12月在《公约》第十次缔约方大会上向《公约》秘书处正式提交了《中华人民共和国气候变化初始国家信息通报》[36]。