在2020年中央经济工作会议上，“做好碳达峰、碳中和工作”被列为2021年全年重点任务之一。要实现“碳中和”目标，需要进行能源结构转型、社会经济绿色低碳化转型。其中，垃圾低碳化将是我国实现碳中和愿景的关键一环。

　　“碳中和”已成为当下世界发展的主题

　　所谓“碳中和”(Carbon Neutrality)，指的是企业、团体或个人测算其在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳零排放(见图1)。“碳中和”其实是通过拥有等量碳汇或碳信用冲抵自身碳排放，实现碳排放接近于零。

　　2020年9月22日，国家主席习近平在第75届联合国大会上宣布：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现“碳中和”。2020年12月12日，习近平在气候雄心峰会上进一步宣布：到2030年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右，森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米，风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。

　　实现“碳中和”目标，需要进行产业结构的深度调整和优化。其中，加快发展新能源是首选，碳捕获、利用与封存产业将迎来技术革新与增长，造林、农林废弃物利用、垃圾资源化利用行业将迎来爆发性增长。绿色、低碳技术的开发与应用对减少二氧化碳排放有着重要意义。

　　实现“碳中和”的手段

　　垃圾低碳化是实现“碳中和”的重要方向。2017年欧盟数据显示，欧盟15国垃圾总量对欧盟温室气体减排的贡献率超过30%。因此，垃圾管理行业碳减排潜力非常大。

　　为了实现垃圾低碳化，众多企业将逐渐专注于垃圾处理低碳化的技术开发和装备研制。政府也将出台垃圾处理相关政策，管控垃圾处理过程，避免二次污染物产生，实现环保与经济双赢。

　　●垃圾焚烧低碳化

　　垃圾焚烧是垃圾低碳化处理的重要方式之一。要实现“碳中和”目标，必须减少化石能源的使用比例，大力发展新能源，减少碳排放，实现能源结构低碳转型。随着生活垃圾量的不断增长，相比填埋，增加生活垃圾处理中焚烧比例是很好的选择，符合“碳中和”理念。

　　目前，我国生活垃圾无害化处理比例较高。2020年，全国城市垃圾无害化处理中垃圾焚烧占比超过50%，未来还将进一步提升。垃圾焚烧是当前主流的生活垃圾无害化处理方式。焚烧具有处理效率高、占地面积小、对环境影响相对较小等优点，更能满足城市生活垃圾处理减量化、无害化的要求。利用垃圾焚烧产生的热能，能实现垃圾的资源化，近些年逐渐得到了较为广泛的应用与推广。近两年，全国各地积极推进垃圾焚烧产能落地，垃圾焚烧发电取得了明显的环境效果、社会效果，促进了行业高质量发展。各地政府正加速出台相应规划，进一步明确各地区垃圾焚烧未来增量空间，企业产能有望加速投放。

　　●有机垃圾资源化

　　有机垃圾处理减量化、资源化利用是生活垃圾低碳化的重头戏。有机垃圾又称厨余垃圾或湿垃圾，是指生活垃圾中含有有机物成分的废弃物，其主要来源为家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场等。城市生活垃圾中50%以上为厨余垃圾，其特点是热值低(约为30%)、含水率高(约为80%)、易腐烂。上述特征表明厨余垃圾具有较高的利用价值，应对厨余垃圾独立处置，使其实现社会效益、经济效益和环境效益的统一。

　　厨余垃圾的处理方法主要分为填埋、焚烧和资源化处理。随着垃圾分类在全国的推进，资源化处理是未来厨余垃圾处置行业的必然选择。厨余垃圾资源化处理主要有三种模式：堆肥、厌氧发酵、好氧发酵。

　　堆肥是将有机垃圾堆积成堆，保温至70℃储存、发酵，借助垃圾中微生物分解的能力，将有机物分解成无机养分。经过堆肥处理后，厨余垃圾变成卫生的、无味的腐殖质，既解决垃圾的出路，又可达到资源化再利用的目的。但是，生活垃圾堆肥量大，养分含量低，长期使用易造成土壤板结和地下水质变坏。现有的堆肥技术形成的大部分肥料产品很难被农户接受，造成肥料产品大量残存并再次成为垃圾。因此，接种对应的微生物来强化蛋白质降解的堆肥技术，可实现有机垃圾的资源化。

　　厌氧发酵是指将有机物在特定的厌氧环境下，利用微生物将有机质分解，其中部分碳水化合物转化成甲烷和二氧化碳的过程。厌氧发酵技术有多种分类，在工程应用中根据不同的厨余垃圾特点可选择合适的厌氧发酵处理工艺。厌氧发酵是一种成熟的垃圾能源化技术，利用厌氧微生物的转化作用，将垃圾中大部分可生物降解的有机物质进行分解，转化为沼气，便于输送和储存，热值高，燃烧污染小，处理彻底，资源化和无害化程度高，产品多样化，经济价值有保证。

　　对环境最友好的方式是高温好氧微生物发酵处理技术，采用集分选、油水分离、破碎、发酵等功能为一体的装备，其基本原理是选取高温好氧微生物菌种，通过高温好氧微生物新陈代谢作用及降解技术，使有机物降解，分解成二氧化碳、水和固态有机质。二氧化碳和水以气体的形式排出，固态有机质作为有机肥基肥。高温好氧发酵法相比于普通的堆肥，其优点体现在：设备占地面积小，可集中或就地分散处理;耗能低，无污水或有害气体排放，不产生二次污染;有机废弃物减量率达到90%;资源化程度高，有机废弃物经高温发酵降解成有机肥料，从而大幅度降低了二氧化碳排放。

　　厌氧发酵和高温好氧处理装备中均需同时配置预处理系统和污水处理系统。预处理系统主要将油水进行分离，污水处理系统则主要处理生产过程中的废水，利用生物处理完成废水的达标排放。

　　综合以上几种处理方式，政府主管部门应加大对厨余垃圾资源化处理管控力度，完善管理和处理体系，加强政府引导，强力推进应用资源化技术专业处置，建设“前端分类+就地处理+资源化利用”的全链条产业模式，实现厨余垃圾的高效回收及高产值利用，从而实现最大程度的有机废弃物减量。由于省却了运输环节，消除了对环境的二次污染，碳减排效果大大提升。

　　●环卫管理数字化

　　随着各地垃圾分类政策的陆续落地，垃圾处理市场空间被进一步打开。环卫作为垃圾处理的重要环节，伴随着城市、乡镇都出现垃圾产生量持续增长的状态，环卫服务作业量不断增加，环卫管理中技术落实的紧迫性也日益显现。

　　智能化是环卫低碳化的重要手段。在政策和需求的双重推动下，我国环卫专用车辆设备总数稳步增长。政策支持公共服务领域车辆智能化转型，要求重点区域使用比例达到80%。环卫专用车辆智能化已经成为趋势，是数字化转型的重要手段。

　　数字化是实现垃圾低碳化的关键要素。环卫管理要建立垃圾低碳化计量平台和实时监测平台，为碳足迹数字化平台提供基础数据服务。通过对生活垃圾全生命周期的数据采集(包括垃圾重量，环境参数，二氧化碳、一氧化碳、甲烷等气体排放量)，建立区域以及城市生活垃圾的生命周期清单。通过采集监测生活垃圾全流程的碳排放因子，计算得出每一个步骤的实际碳排放量，进而得出垃圾全生命周期的碳排放结果。同时，可采用区块链技术确保数值安全、可信。垃圾低碳化数字化平台将实现垃圾碳排放数据的精准测量和实时传输，为管理部门监控碳减排工作的成效提供依据，有利于推动我国在废弃物处理领域温室气体排放计量核算与管理数字化转型，促进碳交易的达成，推动环卫行业早日实现“碳中和”。

　　“碳中和”意味着更经济、更清洁和更安全的能源结构，这也意味着能源结构转型、社会经济绿色低碳化转型等将面临更大的压力和时间上的压缩。环卫行业不仅需要考虑控制碳排放强度，而且需要加快筹划控制碳排放总量。这意味着环卫行业的垃圾低碳化势在必行。

　　徐拥军，江苏现代低碳技术研究院执行院长，江苏省城市管理与行政执法学会国际合作与科技发展专委会主任，国家发改委2030能源战略专家，国家电网新能源云平台顾问，中国绿色能源产业技术创新战略联盟秘书长。

　　文/ 徐拥军

本文来自《张江科技评论》