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垃圾能源化(Waste-to-Energy,WtE)过程在垃圾处置过程中替代化石能源,减少化石能源的消费量,同时减排温室气体(Green house Gas,GHG)。垃圾能源化减排温室气体的优势在于:与能源相关的二氧化碳减排不同,一方面垃圾产生量会越来越多,而化石能源是不断减少;另一方面是垃圾发电过程中会减少温室气体排放(主要是减少甲烷的排放同时还可以替代化石能源),而化石能源发电是增加温室气体排放的过程。根据主要经济体提交UNFCCC(联合国气候变化框架公约网站)的1990~2007年温室气体排放数据,欧盟15国的减排数据显示虽然废弃物领域的排放量仅占2007年总排放量的2.76%,但是其减排总量却占到同年度减排总量的29.7%。研究德国1990年和2007年温室气体排放情况,可以发现仅占德国总排放量3.33%的废弃物领域的减排量占总减排量的11.18%,减排率达到71.5%,而且其中94.12%的减排是通过城市生活垃圾的处理实现的[1]。上述研究数据表明生活垃圾处理有巨大的温室气体减排潜力。中国在2007年编制的“中国应对气候变化国家方案”中将加强生活垃圾管理作为减缓温室气体排放的重点领域之一。
由此可见,生活垃圾在全球温室气体减排中的重要作用已经引起了多方重视。我国每年城市生活垃圾产生量都很大,近年来生活垃圾清运量呈上升的发展趋势,无害化处理比例也逐年提高。截至2010年底,中国生活垃圾清运量为1.58亿吨,无害化处理量为1.23亿吨,无害化处理率达78%[2]。全国建有各类生活垃圾场628座,处理能力为38.8万吨/日。其中,卫生填埋场498座,处理能力29.0万吨/日,填埋处理量约9598万吨;焚烧厂104座,处理能力8.5万吨/日,处理量2317万吨;堆肥厂11座,处理能力,0.55万吨/日,处理量181万吨。按处理量统计,填埋、焚烧和堆肥处理比例分别占77.9%、18.8%和1.5%。随着垃圾产量的增多,国家每年都在建设新的垃圾无害化处理厂(场),主要为焚烧厂和填埋场,特别是垃圾能源化的焚烧发电和填埋气发电项目。
国内外学者对垃圾能源化的碳减排问题已有一些研究,但关于其成本效益的研究较少[3-7]。赵藏闪等(2000)[8]对垃圾能源化途径进行探讨,发现天津市垃圾能源化途径主要为焚烧发电和填埋沼气发电。Wangetal.(2012)[9]对天津市主要垃圾处置方式,包括垃圾能源化方式的协同减排效应进行了核算。张于峰等(2004)[10]定性描述的了几种主要垃圾处理处置方法的环境效益、经济效益和社会效益,对其进行了综合评价。Zhangetal.(2011)[11]以定量化方式对垃圾处理的不同的填埋方式进行了环境和经济评价,通过核算成本收益对不同填埋处理方法进行比较,但其并没有考虑碳交易收益和收取的垃圾处理费这些外部性内部化表现的收益。
考虑影响WtE温室气体减排效果与成本收益的因素,本文对WtE项目的私人成本效益和外部性内部化的成本效益进行分解。以天津WtE项目为例,结合其温室气体减排效应,对废弃物领域的垃圾能源化方式进行减排成本效益分析。通过比较不同情况下焚烧发电和填埋气发电这两种主要WtE方式的单位温室气体减排的经济效应,有助于我国制定相关政策,应对新的气候变化谈判情势下碳交易市场的变化,选出合适的生活垃圾处理方式,并能为中国实现减排目标做出贡献。