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引言
隨著全球人口數量的不斷上升和經濟規模的不斷增長,全球二氧化碳排放量也在逐年增加,造成了生態環境破壞、全球氣候變暖、自然災害頻發等一系列的嚴重問題,其中全球氣候變暖已經成為制約社會發展和經濟發展的主要原因。在此背景下,“低碳經濟”“低碳技術”“低碳發展”“低碳生活方式”等一系列新概念和新政策應運而生。國際社會也為遏制這一趨勢做出更多努力,如頒布《聯合國氣候變化框架公約》《京都協議書》,召開哥本哈根世界氣候大會,簽署《巴黎協定》等。2003年,英國能源白皮書《我們能源的未來:創建低碳經濟》首次提出“低碳經濟”概念,在全球氣候變暖的大環境下,“低碳經濟”已成為全球熱點[1-2]。
1低碳經濟概念及相關理論
1.1低碳經濟低碳經濟是指通過制度創新、技術創新、產業轉型、新能源開發等多種手段,盡最大可能地減少化學能源等常規能源所帶來的二氧化碳排放,減少溫室氣體產生,達到人與自然、社會與生態和諧發展的一種經濟形態。2009年,中國環境與發展國際合作委員會在《中國發展低碳經濟途徑研究》中指出:“低碳經濟是一種后工業化社會出現的經濟形態,旨在將溫室氣體排放降低到一定的水平,以防止各國及其國民受到氣候變暖的不利影響,并最終保障可持續的全球人居環境?!?010年8月,中國發改委確定首先在云南、廣東、湖北、陜西、遼寧5省和天津、保定、深圳、重慶、南昌、貴陽、杭州、廈門8市開展低碳產業建設試點工作。低碳經濟在實際運用中較為復雜,各個國家在制定減排的標準中,會充分考慮到各國國情、社會發展和經濟發展現狀,這樣既能保證低碳減排又不影響經濟增長和國家發展[3-4]。
1.2低碳經濟相關理論可持續發展理論:1987年,世界環境與發展委員會的《我們共同的未來》中首次提出可持續發展概念,它將其定義為:“既能滿足當代人的需要,又不對后代人滿足其需要的能力構成危害的發展。”隨后,中國在《21世紀人口、資源、環境與發展白皮書》中也提到了可持續發展,并將其納入我國“現代化建設中必須實施的戰略”,至此,可持續發展理論成為了人與自然和諧發展的重要理論。產業生態化理論:1989年,羅伯特·弗羅什和尼古拉斯·蓋洛普在《制造業的戰略》中首次提出“產業生態系統”(TheIndustrialEcosystem)概念,被視為產業生態化理論的開端。產業生態化是指產業自然生態有機循環,在自然環境的承受范圍內,對特定區域的產業系統、自然字體和社會系統之間進行協調融合,達到將環境資源利用最大化的同時最大限度的消除對環境的破壞,達到自然、社會與經濟協調發展。產業生態化理論倡導的是一種生態系統的一體模式,是解決產業活動與資源環境關系的新視角[5-6]。
2四川省概況
2.1自然概況四川省總面積達48.6萬km2,位于中國西南地區,地處長江上游,界于東經97°21'~108°91'和北緯26°03'~34°19'之間,與重慶、貴州、云南、西藏、青海、甘肅、陜西接壤,是中國大陸地勢第一級青藏高原和第三級長江中下游平原的過渡地帶,地勢西高東低,地形復雜多樣,多由山地、丘陵、平原、盆地和高原構成。全省自然資源豐富,種類齊全,已發現各種金屬、非金屬礦產共132中,占全國總數的70%,其中天然氣、鈦礦、硫鐵礦等7種礦產含量居全國第一。黑色金屬、有色金屬、稀土資源主要集中在川西南地區;稀貴金屬和能源礦產主要集中在川西北地區;煤、硫、磷、巖鹽、天然氣主要集中在川南地區。其中天然氣作為主要的清潔能源,在2007年開啟了川氣東輸工程,自四川省達州起,輸往重慶、湖北、江西、安徽、江蘇浙江、上海6省2市。
2.2經濟概況2021年四川省GDP總值達5.3萬億元,同比增長8.2%,其中電子信息、裝備制造、食品飲料、現金材料、能源化工等五大支柱產業營業收入4萬億元,同比增長9.6%,數字經濟總量達1.4萬億元,已擁有了智能制造、5G、區塊鏈、工業互聯網、超高清視頻等多個產業鏈。分產業看,第一產業2021年增長值5661.86億元,同比增長7%,糧食總產量3581萬t,同比增長1.6%,四川省擁有豐富的農業資源,其中糧食作物10000萬畝,以水稻為主,經濟作物2500萬畝,以蔬菜、水果為主;第二產業2021年增長值19902億元,同比增長7.4%,四川省是西部工業大省,種類繁多,優勢明顯,在機械、電子、化工、航天、建筑等行業在國內都有舉足輕重的地位,新一代的信息技術、生物和新能源產業也在飛速發展;第三產業增長值28287億元,同比增長8.9%,四川省的國內貿易、對外經濟和金融業在全國擁有重要地位。
2.3能源消費概況通過《中國能源統計年鑒》查到四川省2009—2019年的能源消費結構數據,見表1(資料來源:2009—2019年《中國能源統計年鑒》)。四川省的能源消耗在2015年以前主要是以煤炭為主,煤炭的消耗量在逐漸減少,汽油、柴油在能源消耗中占了次要位置,用量基本分別穩定在4%和3.5%。2015年以后,煤炭能源消耗占比低于50%,天然氣消耗逐漸攀升,能源消費結構逐漸多樣化。天然氣是目前世界公認的最清潔的能源之一,主要成分是甲烷(CH4),在充分燃燒后排放的一氧化碳、二氧化碳較石油、煤炭來說低的多,據實驗數據,燃燒1t天然氣排放的二氧化碳約為50斤,一氧化碳約為17斤;燃燒1t石油排放的二氧化碳為70斤,一氧化碳為24斤;燃燒1t煤炭排放的二氧化碳為89斤,一氧化碳為87斤。依照現有的能源發展,天然氣無疑是最符合碳排放標準的。但就目前四川省的能源消耗結構來說,對煤炭的依存度依舊很高,所以在未來的低碳經濟中,如何利用清潔能源,調整能源結構需要更多思考。
2.4碳排放概況通過《中國能源統計年鑒》和《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》可以看出,在2009—2019年之間,四川省碳排放總量在2013年達到峰值,共排放77.53百萬噸,到2015年急劇下滑,到2019年下降至58.9百萬噸,期間四川省的碳排放總量增長率不斷波動,前期為正值,后期為負值,由此可見,隨著“綠水青山就是金山銀山”概念的提出,四川省在節能減排方面也在做著努力,2017年四川省政府印發《四川省控制溫室氣體排放工作方案》,明確提出了四川省的碳排放強度控制目標路線圖,為達到目標,四川省加強了對能源碳排放的控制,碳排放總量的到有效控制,但在環境保護和經濟發展之間如何協調的問題也亟需解決。
3四川省低碳經濟發展路徑設計
3.1創新低碳科技四川省在學術方面坐擁四川省大學、電子科技大學、西南理工大學等一流院校,在企業方面擁有華為、騰訊等頂尖科技公司,可以依托高校、企業的聯合優勢,建立起科研、院校、企業三大創新核心基地,高校培養人才,直接推薦引進高端科技公司,實現人才、資源共享,將科技創新與低碳轉型結合,形成有效的低碳科技創新鏈。加強科技研發機構的創建,培養有自助創新能力的科技人才和團隊,充分利用5G、物聯網、人工智能等新興科技項目,尋求突破,加快低碳清潔的產業技術。加強對低碳創新科技的認證與評估,規范低碳技術運行機制,促進低碳技術體系形成,推動低碳科技在能源、建筑、食品、化工等領域的技術應用,鼓勵行業轉型升級,從傳統制造向科技制造轉型,加大低碳科技應用。制定環保標準,加強對低碳產品的評估,提高產品質量[7]。
3.2推廣清潔能源大力推廣清潔能源,加快頁巖氣和天然氣勘探開發技術。天然氣是世界公認的清潔能源之一,具有環保性、安全性、高效性,四川省盆地是中國第六大含油氣盆地,是全球最早開發天然氣的地區之一,目前在四川省已探明的天然氣儲量達1.65萬億m3,生產天然氣超1700億m3,擁有150億m3每年的天然氣產量,在四川省地區推廣天然氣,調整主要能源結構,實現四川省地區的能源低碳化。加大對水能、風能、太陽能的研究,充分發揮水能、風能、太陽能等清潔能源的優勢,水能、風能、太陽能是可再生資源,在大自然取之不盡、儲能充沛,但目前普及范圍小,使用率不高,需要加大對其的研究力度,優化四川省能源結構。3.3優化產業結構四川省是西南地區的經濟中心,成都做為四川省的省會城市,在近年更是作為一個異軍突起的新興城市擠進了全國一線城市,正是打造新經濟的好時機。成都作為一個年輕有活力的大都市,一方面,可以借助成都在西南地區的經濟、教育、旅游等優勢地位,打造一個以成都為核心的金融中心、旅游中心、科技中心,同時發展物流行業鞏固成都的商貿龍頭地位;另一方面,應當減少對低端制造業和資源性產業等污染較大行業的投入,集中投入數字產業、電子行業、軌道交通、航空航天等新興產業,這些產業在外來有很大的發展空間,具有高附加值,能夠加快經濟建設,轉型低碳經濟。
作者:李孟曉 單位:中共成都市委黨校
低碳經濟發展2
隨著我國經濟的快速發展,信息化、數字化技術得到廣泛應用,數字經濟的影響滲透到各個行業。許多研究表明數字經濟對能源消費也產生一定影響。本文主要從數字經濟和能源消費的內涵,以及數字經濟給能源消費帶來的綠色節能效應、能源回彈效應等方面做研究成果的綜述,并提出未來需進一步加強研究的方向。
一、數字經濟與能源消費的內涵
(一)數字經濟的內涵。唐·塔普斯科特于1995年首次提出“數字經濟”,美國商務部在1998年發表的《新興的數字經濟》將這一概念帶入公眾視野,而后學界開始廣泛參與數字經濟的內涵界定。目前,學界還未形成統一標準,但過往研究大致可以分為兩個階段。早期階段數字經濟的內涵主要側重于信息技術、通信服務、電子商務等快速發展而帶來的產業競爭力。Lane(1999)提出數字經濟指的是計算機和通信技術在互聯網上的融合;劉助仁(2001)結合美國的數字經濟發展情況,總結出數字經濟包含電子商務和信息技術產業。隨著研究不斷深入,數字經濟的內涵界定更加全面、客觀、科學,關注重點從數字技術產業本身轉移到數字經濟的效用和影響力上。杭州G20峰會(2016)時,國內學者首次明確定義數字經濟的內涵,指出數字經濟是以使用數字化的知識和信息作為關鍵生產要素、以現代信息網絡作為重要載體、以信息通信技術的有效使用作為效率提升和經濟結構優化的重要推動力的一系列經濟活動。張亮亮等(2018)提出數字經濟是一種將數字信息作為關鍵生產要素,主要依托于信息技術、信息網絡等基礎,并用數字化技術提供產品以及服務的新經濟形態。關會娟等(2020)認為數字經濟是一系列數字化的媒體內容信息和互聯網應用活動,其主要以數字產業設備生產和制造、信息通信技術、信息傳輸等基礎設施作為支撐。國家統計局發布的《數字經濟及其核心產業統計分類(2021)》結合了許多國內機構、學者的觀點,在過往研究的基礎上進一步明確了數字經濟的核心生產要素,將數字經濟定義為以數據資源作為關鍵生產要素、以現代信息網絡作為重要載體、以信息通信技術的有效使用作為效率提升和經濟結構優化的重要推動力的一系列經濟活動。
(二)能源消費的內涵。能源是指能被人類利用并可從中獲得能量的資源,主要指煤、油、氣,以及其他二次能源,例如電能、熱能、新能源以及可再生能源等,而能源消費是指在生產和生活過程中所利用和消耗的能源。能源消費是學界長期關注的研究話題,研究角度較多,范圍較廣。由低碳經濟的產生作為分界點,關于能源消費內涵的探討大致可以分為兩個階段。初期階段主要關注傳統能源消費的本質和未來發展趨勢。容洞谷(1980)認為能源是發展國民經濟、提升人民生活質量的重要物質因素,隨著社會經濟不斷加快發展步伐,能源消費也將隨之增加,社會生產和人民生活對能源的依賴程度越來越高。史丹(2002)認為能源利用效率低導致我國能耗較高,能源消費總量基數大,提高能源效率將起到重要作用,能有效降低能源消費速度。2003年英國發布了能源白皮書《我們能源的未來:創建低碳經濟》,“低碳經濟”這一概念由此開始廣泛傳播。隨后,我國國務院新聞辦于2007年發布的《中國的能源狀況與政策》白皮書中提出要加快實現能源多元化發展,可再生能源的發展作為其中的關鍵環節,被正式列入國家能源發展戰略中。此后,關于能源消費的研究逐漸側重于碳排放、低碳模式、節能減排、可再生能源消費等方面。付允等(2008)認為低碳經濟發展模式就是以低能耗、低排放、低污染,高效益、高效率、高效能作為基礎,以碳中和技術作為基本方法,以節能減排作為基本方式,以低碳化發展作為基本方針的綠色發展模式。Dagoumas等(2010)構建出能源-經濟-環境模型,研究了英國低碳經濟和能源消費結構之間的關系,結果表明能源消費結構的不同會造成低碳化程度的差異。張筱雨(2021)認為大力發展可再生能源、優化能源消費結構是發展低碳經濟的重要路徑。能源消費的內涵不斷向能源轉型需求貼近,作為低碳發展的基礎環節,能源消費的內涵逐漸從關注傳統能源特征轉變到關注能源綠色發展,更加注重于優化能源消費結構,提升能源效率,更大限度地利用可再生能源,構建能源發展新模式。
二、數字經濟對能源消費的影響
數字經濟的興起對國民經濟增長、傳統產業結構變化等都具有深刻影響,給能源行業的變革帶來了一定機遇,部分研究表明數字經濟通過信息技術的強大推力給能源行業帶來綠色效應和技術創新效益,對能源結構的優化和能源效率提升有顯著貢獻。但仍有部分研究發現,數字化發展在降低傳統產業能耗的同時,因數字產業本身的發展可能會帶來更多的能源消費。
(一)數字經濟的綠色節能效應。改變傳統的能源結構和固有的能源消費模式是能源轉型升級中的關鍵節點。我國發布的《2030年前碳達峰行動方案》指出,在保障能源安全的基礎上,要進一步加快建設清潔、低碳、安全的新型能源體系,大力發展新能源,促進煤炭消費替代和轉型升級。許多學者研究發現,數字經濟依托于數字技術、通信服務等對能源綠色轉型做出顯著貢獻,能有效降低傳統能源消費、減少碳排放。陳德權等(2011)認為數字城市建設對節能減排以及可持續發展具有重要促進作用,數字化發展是實現低碳經濟模式的具體方式和重要戰略方向。Murshed(2019)利用計量經濟模型分析發現信通技術貿易的更大開放可能使得可再生能源消費增多,且能降低能源強度。此外,信通技術產品貿易也能降低碳排放水平。鄔彩霞和高媛(2019)認為數字技術的應用和推廣為保障能源供應作出貢獻,同時推動能源流的升級和優化。她們建立了基準回歸和分樣本回歸模型,研究發現數字經濟通過能源流和資源流對低碳產業形成正向驅動效應。Usman等(2020)采用了協整和誤差修正模型的邊界檢驗方法,探究了信息通信技術對選定南亞經濟體的經濟表現和能源消費的影響,結果表明,信息通信技術和服務對經濟發展做出了重要貢獻,并顯著提高了能源效率。陳光和霍沫霖(2021)提出將能源的生產和消費等各個環節與數字經濟中的技術相結合,能幫助減少能源活動的碳排放量。在我國“3060”目標實現的過程中,數字經濟是加快建設高質量能源發展的主要途徑和必然選擇。藍慶新和汪春雨(2021)提出數字化是實現綠色能源的主要方式,可以改善能源消費造成的環境污染,提高能源效率。謝云飛(2021)進一步研究表明,數字經濟在降低區域碳排放強度上具有顯著作用,特別是在中西部地區以及碳排放強度較高的區域。綜上可見,數字經濟中的數字化技術、信息通信服務等與能源相結合是未來能源轉型發展的必然趨勢,能源數字化在提高能源效率和改善能源結構方面均呈現顯著正向作用,有助于降低碳密集地區的碳排放強度,助力實現能源低碳化發展。
(二)數字經濟的能源回彈效應。數字經濟推動傳統產業變革,但不可忽略的是,數字產業本身的發展依賴于較高的能耗,且數字化正催生許多新業態的產生,在某些方面直接增加能源消費,對環境產生負向影響,部分學者就這一現象展開了研究。Takase和Murota(2004)通過對許多能源消費相關基礎指標的數據進行梳理和分析后發現,信息產業對能源消費具有“替代效應”和“收入效應”兩種效應,在某種程度上信息化發展可以降低部分能耗,但未來“收入效應”會增強,可能增加能源需求和能源消費。鄧華和段寧(2004)結合美國的能源消費數據,研究發現信息產業的快速發展一方面降低了傳統工業能源消費的比重,但另一方面較大程度上增加了非工業能源消費的比重,可能進一步加劇能源問題。Salahuddin和Alam(2015)研究發現信息技術和互聯網的應用刺激了電力消費的增加,且未能提升電力消費效率。張琦和王溪薇(2018)分析表明信息化提高能源效率的作用在產業領域表現較為明顯,但由于人們使用信息技術的行為具有不確定性,因此在日常生活領域中,信息化發展更可能導致能源需求和消費的增加。Lange等(2020)分析發現由于信通技術服務是能源密集型的,因此數字化發展可能從某些方面增加能耗,導致能源回彈。蔣金荷(2021)提出數字經濟存在“綠色盲區”,隨著數字技術的不斷涌現,能源消費也會不斷增加,電子垃圾的排放、稀土金屬的開采以及各個領域的碳排放等將加重環境污染問題??婈戃姷龋?022)基于地級市面板數據構建了多種計量模型,研究發現數字經濟與碳排放水平呈倒U型關系,即數字經濟在發展成熟期會抑制碳排放,但在發展初期可能導致碳排放量增加。綜上可見,數字經濟對于能源消費具有雙重效應。數字化帶來的新型能源技術優勢有助于節能減排,但數字產業本身是能源密集型的,數字化基礎建設、數字化應用等可能會導致能源消費增加。
三、研究評述與展望
從已有研究來看,數字經濟和能源消費的內涵逐漸深入,數字經濟的效能不斷顯現,能源消費更加注重于低碳綠色化。作為數字經濟的核心,信息通信技術對于提高能源效率具有顯著正向作用,數字經濟具有一定的降碳效應,為低碳、綠色經濟發展提供保障。但數字經濟對能源消費并非只有正效應,數字產業發展的初期需要消耗大量電力,從而造成碳排放增加,對環境產生負效應。綜觀學界研究,對于數字經濟對能源消費的影響,學者已經做了許多工作,得出諸多重要的研究成果,后續仍需進一步研究的方向主要有:第一,目前大多數研究側重于信息通信技術對能源行業的影響,未來的研究需拓展至數字經濟對能源消費的影響;第二,目前大多數研究側重于數字經濟對能源消費影響的整體區域特征,未來的研究需拓展至數字經濟對能源消費不同區域影響的差異性特征;第三,數字經濟對于能源消費是否具有直接影響或間接影響,影響的形態是線性還是非線性,是否通過一些中介因素起到作用。關于這三個方面的實證研究還需進一步深入。探究數字經濟對能源消費的影響具有深刻意義,是科學利用數字化助力能源轉型的關鍵性理論支持體系。過往研究中的不足之處可以為下一步的研究提供可參考的研究思路和研究方向,在不斷完善的研究中,數字經濟與能源行業協同發展的路徑將更加清晰。
作者:賴小荷 蔣志華 單位:成都信息工程大學
低碳經濟發展3
城市生活垃圾處理是城市管理和環境保護的重要內容,提高城市生活垃圾處理減量化、資源化和無害化水平,能夠有效改善人居生態環境和推動綠色節能減碳,并促進經濟社會持續健康發展,關系到人民群眾的切身利益。
一、研究背景與必要性
(一)城市生活垃圾處理概況近年來,我國各地城市生活垃圾的收集和轉運規劃體系和功能布局逐步完善,生活垃圾清運及無害化處理的能力不斷提高。2020年城鄉建設統計年鑒的數據顯示,全國城市生活垃圾清運量已達2.4億噸,無害化處理率提高到99.7%,縣城生活垃圾清運量約6800萬噸,無害化處理率達到98.3%(詳見圖1),城市環境在整體上得到了較大改善。[1]近幾年,隨著經濟發展和城鎮化進程的不斷加快,居民生活水平也得到持續的提高,全國城市生活垃圾清運量的年平均增長速度2005—2009年為7.08%,2010—2014年為7.87%,2015—2019年為7.94%,到2020年平均日人均生活垃圾清運量僅為0.47kg,按照《生活垃圾生產量計算及預測方法》(CJ/T106-2016)和《城市環境衛生設施規劃標準》(GB/T50337-2018)預測的平均日人均生活垃圾產量為0.8~1.4kg,根據《中華人民共和國2021年國民經濟和社會發展統計公報》,至2021年年末,我國的城鎮人口按統計口徑計算已達9.14億人,全國常住人口城鎮化率已經提高到64.72%,城市生活垃圾處理能力已經處于相對緊張,如不能有計劃地提前規劃和部署解決生活垃圾處理問題,所造成的許多環境和社會問題也會嚴重影響人居環境的水平和城市可持續發展的進程。
(二)縣域經濟發展的必要性根據《中國統計年鑒2021》,在2020年年底我國縣級行政區劃共計2844個,縣域面積占我國陸地國土面積約98%,是我國推進城鄉融合發展的重要空間載體。按照《中國縣域統計年鑒(縣市篇)(2020年)》統計,縣域戶籍人口占全國人口的63.9%,縣域生產總值占全國GDP比重為38.5%,推動縣域經濟社會協調發展成為全面推進社會主義現代化和新型城鎮化建設的關鍵環節和基本單元。但是縣域經濟相對體量不大,工業基礎薄弱,對全國一般公共預算的貢獻率約為13%,縣域住戶儲蓄存款余額2019年增加至30.24萬億元,僅占全國人民幣存款余額的15.6%,因此,推動縣域經濟的高質量發展不僅能夠持續優化產業發展環境,而且能夠不斷增強人民群眾獲得感、幸福感和安全感。2022年5月6日,中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《關于推進以縣城為重要載體的城鎮化建設的意見》并發出通知,要求科學把握功能定位,分類引導縣城發展方向,從完善市政設施體系、強化公共服務供給、提升縣城人居環境質量等方面促進縣鄉村功能銜接互補,為實施擴大內需戰略、協同推進新型城鎮化和鄉村振興提供有力支撐。
二、縣域生活垃圾低碳處理模式
(一)技術路線選擇
1.城市生活垃圾無害化處理方式縣域生活垃圾資源化處理更需要符合國家總體政策要求、節省土地資源、滿足縣級單位財政支出能力現狀的生活垃圾綜合技術和資源化工藝?,F有的城市生活垃圾無害化處理方式主要有衛生填埋、焚燒處理、好氧/厭氧生物法處理,以及其他處理方法(詳見圖2)。第一,衛生填埋法。衛生填埋需要建設大型的垃圾填埋場,每平方米僅能容納約10m3的生活垃圾,占地面積廣,隨著土地資源不斷開發利用和居民環保意識的普遍提高,適宜作為衛生填埋的場地越來越少,并且填埋后的垃圾在地下易生成沼氣及各類有毒有害氣體,需要投入大量資金采取衛生和安全措施。原有垃圾填埋場經過長期超負荷使用面臨著垃圾填埋接近設計容量而關閉,還需要較大投入進行封場工程,因此,衛生填埋法進行生活垃圾處理的規模逐年降低,2020年全國衛生填埋場還有644座正常運行,采用衛生填埋法處理生活垃圾的比例已經降至處理能力的33.14%。國家發改委《關于加快開展縣城城鎮化補短板強弱項工作的通知》(發改規劃〔2020〕831號)指出:“完善垃圾無害化資源化處理設施……逐步減少原生垃圾直接填埋?!钡诙?,焚燒處置法。生活垃圾進行焚燒處理,將垃圾轉換成為電能或熱能。盡管煙氣排放出二英及重金屬等有害物質遭遇環保質疑,但焚燒處理的效率和減量化程度較高,近年有加快建設的趨勢。2020年生活垃圾采用焚燒處置法進行無害化處理的比例提高到62.29%?!丁笆奈濉背擎偵罾诸惡吞幚碓O施發展規劃》(發改環資〔2021〕642號)要求到2025年年底,全國城鎮生活垃圾焚燒處理能力達到80萬噸/日左右,城市生活垃圾焚燒處理能力占比65%左右。[2]但焚燒處理的設備投資較大,國務院辦公廳《轉發國家發展改革委等部門〈關于加快推進城鎮環境基礎設施建設指導意見〉的通知》(國辦函〔2022〕7號)提出城市建成區生活垃圾日清運量超過300噸地區加快建設垃圾焚燒處理設施,而縣級單位日生活垃圾平均產生量無法滿足生活垃圾焚燒發電要求的經濟生產需求,且無法承擔高于城市生活垃圾處理項目的財政支出水平,對于縣域及中小城鎮的生活垃圾處理存在經濟不適宜的問題。第三,好氧堆肥法。好氧堆肥法利用微生物發酵,優點是需要消耗的能源較少、日常運行費用較低;技術簡單,前期所需投入的資金量較少,堆肥發酵周期也比較短。缺點是對于生活垃圾的適用范圍有限,不僅占地面積大,而且反應速度慢,預處理耗用能源,反應產出得到的肥料其肥效較低且應用范圍有限,仍然需要衛生填埋;主要問題是發酵過程產生的大量臭氣布局對周圍的環境影響比較大,也需消耗不少的能源進行空氣循環和翻堆作業,因此除農用堆肥外,在生活垃圾處理領域已經逐步淘汰此項技術。第四,厭氧發酵法。干式厭氧發酵技術的特點是主要適用于生活垃圾、廚余、農業廢棄物及糞便,采用高溫發酵,以發酵反應自身產生的熱量保持反應溫度,僅需額外供應少量能量;干物質含量最高可達35%;發酵時間大約28天;攪拌方式為罐體底部均勻射入沼氣攪拌,無須機械攪拌;出料螺旋輸送,經壓縮后產出沼渣。
2.干式厭氧發酵技術特點與應用依據中央綠色低碳、資源循環與因地制宜的發展要求,需要基于中國縣域社會和經濟實際情況,建設以資源回收和能源再生為核心、經濟可行性高、技術成熟穩定的固體廢物綜合處理解決方案。利用生活垃圾采用干式厭氧發酵技術生成沼氣再加以利用的生物機械處理中心(BMPC)模式,是對生活垃圾厭氧發酵處理方式的標準化、自動化、智能化革新。相比傳統發酵處理方式而言,前端設置多種機械分揀分選功能單元,后端設置必要的資源化功能單元,BMPC模式具有資源能源耗費更小、垃圾適應性更強、資源化率更高、溫室氣體排放更少的特點,且方法技術較為可靠,雖然分揀要求高,但運行穩定且適用范圍較廣:一是可以利用垃圾厭氧發酵反應生成的沼氣發電作為綠色能源,減量化和資源化效果明顯;二是可以建設專門的垃圾發酵裝置,通過厭氧發酵技術處理生成沼氣效率較高;三是生成沼氣后的沼渣則可運送到通過堆肥熟化廠制成有機肥料,沼液也可以用于土壤改良;四是可以利用沼氣發電的余熱產生蒸汽和熱水,建立冷-熱-電三聯供(CCHP)系統,用于工業用能、生活采暖或農產品冷庫等,能夠有效提高一次能源的梯級利用和能源互補,增加整個系統的經濟收益及相應效率,達成資源循環再生利用,實現環境凈化的功效,還能有效利用能源,實現節能減排的目的,促進資源高效利用和綠色低碳發展的基礎之上,優化城鎮能源消費結構。經過技術優化,干式厭氧發酵系統針對生活垃圾、廚余、農業廢棄物及糞便等不同的原料可以較為靈活地采用模塊化組合,不同容量的成組厭氧發酵器可以適應不同規模的縣域對日處理100~1200t的生活垃圾處理能力范圍,且固定資產投資與焚燒處理方式相比具有一定的優勢。[3]
(二)項目應用情況目前,國內的大中型干法厭氧發酵的應用案例較少。建成并投入運營的項目主要有:采用連續式自重力厭氧發酵系統的營口城市生活垃圾處理項目;采用覆膜槽干式發酵沼氣系統方案的聊城市畜禽污染物治理與綜合利用工程項目;采用臥式厭氧發酵系統的廈門生活垃圾分類處理廠項目,采用車庫式厭氧發酵工藝的哈爾濱生活垃圾處理工程。充分考慮不同地區的地理特點、氣候條件、經濟社會發展水平、人口分布和生活習慣等因素,遵循因地制宜、規模適用、技術可行、經濟合理、效果達標原則,科學合理選擇處理技術路線、處置方式和實施路徑,以生活垃圾(可包含一定比例的畜禽養殖糞污、花卉殘枝、果蔬葉莖等農業生物質余料)為原料,經干式厭氧發酵技術工藝BMPC模式處理,為我國縣域綠色低碳清潔能源保障、生活垃圾無害化集中處理提供了廢棄物資源化循環利用和能源資源梯級利用的模式,具有良好的經濟效益、社會效益和生態環境效益。
(三)應用政策分析
1.符合生態優先與綠色低碳的高質量發展理念習近平主席代表我國向世界作出實現碳達峰、碳中和(“雙碳”目標或“30·60”目標)的莊嚴承諾,必須在產業結構上向綠色低碳調整并在能源結構上向安全高效清潔轉型?;鶎訁^縣落實減排降碳的任務,需要在資源承載能力和環境容量的基礎上建立綠色低碳循環發展經濟體系,在生產生活中降低產值能耗水平并完成能源結構轉型。因此,縣域利用生活垃圾綜合處理技術,提升可再生能源利用比例,因地制宜發展生物質能,不僅在一定程度上解決資源環境約束突出的問題,優化能源多元結構,還可以加快形成環境保護的產業結構和生活方式,實現縣域生態優先、綠色低碳的高質量發展道路。
2.符合國民經濟與社會發展規劃的奮斗目標2021年3月11日,第十三屆全國人民代表大會第四次會議通過《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》提出發展縣域經濟和加快縣城補短板強弱項。方案符合《“十四五”現代能源體系規劃》(發改能源〔2022〕210號)推進生物質能多元化利用的要求。
3.符合城鎮化與新型城市基礎設施建設的需要國家發展改革委《關于加快開展縣城城鎮化補短板強弱項工作的通知》(發改規劃〔2020〕831號)要求提升縣城公共設施和服務能力,完善垃圾無害化資源化處理設施。國務院辦公廳《轉發國家發展改革委等部門〈關于加快推進城鎮環境基礎設施建設指導意見〉的通知》(國辦函〔2022〕7號)進一步明確提出到2030年城市生活垃圾資源化利用率達到60%左右,對縣域生活垃圾基礎設施資源化發展和未來投資提出了發展要求。
4.符合產業結構調制與綠色產業的發展方向項目方案符合《產業結構調整指導目錄(2019年本)2021年修改版》(國家發展改革委2019年第29號令發布,2021年第49號令修改)“鼓勵類”的“四十三、環境保護與資源節約綜合利用”中的“20.城鎮垃圾、農村生活垃圾、農村生活污水、污泥及其他固體廢棄物減量化、資源化、無害化處理和綜合利用工程”,并具有《國家重點節能低碳技術推廣目錄(2017年本低碳部分)》(國家發展改革委公告2017年第3號)“基于厭氧干發酵的生活垃圾/秸稈多聯產技術”的相關技術特點。三、研究結論與建議“十四五”時期開啟了全面建設社會主義現代化國家的新征程,協同推進經濟高質量發展和生態環境高水平保護是縣域循環經濟的新生產力要素,生活垃圾綜合處理技術在縣域低碳循環經濟中的應用是“雙碳目標”推進過程中補齊縣城市政基礎設施建設短板、構建多層次資源高效循環利用體系,滿足人民群眾日益增長的美好生活需要、實現第二個百年奮斗目標的重要舉措。
四、結束語
立足資源環境承載能力、區位條件、產業基礎、功能定位,縣域低碳循環經濟一方面從保護生態環境的角度,提升碳匯創造能力,增強生態系統固碳作用;另一方面探索建立縣域企業自愿減排交易制度,完善低碳產品價值核算評估體系,積極準備建立企業“碳賬戶”,嘗試縣域碳排放權交易市場,并逐步完善“碳績效”綜合評價考核制度,基于生態優先和價值轉化的視角,形成具有縣域特色的綠色產業鏈和可持續創新發展路徑。
參考文獻:
[1]國家統計局農村社會經濟調查司.中國縣域統計年鑒2019[Z].北京:中國統計出版社,2020.
[2]王少劍,謝紫寒,王澤宏.中國縣域碳排放的時空演變及影響因素[J].地理學報,2021,76(12):3103-3118.
[3]李冰峰,張大雷.干式厭氧發酵技術現狀與國內應用項目簡介[J].可再生能源,2021,39(3):294-299.
作者:褚海濤 褚海東 楊朋 單位:東方綠能(北京)科技有限公司 北京同方電氣工程有限公司