發改委算錯垃圾焚燒“碳減排”的賬

要點:
1、發改委在制定《國家重點推廣的低碳技術名錄》過程中,錯將垃圾焚燒發電相對于化石燃料發電的碳排放“替代量”當成了“減排量”計算,相當于錯將減法運算中的“減數”當成了“差”;

2、發改委在給民間組織的復函中,沒有給出我國垃圾焚燒發電的碳排放量數據,因此無法計算出垃圾焚燒發電替代化石燃料發電可能形成的“碳減排量”,相當于減法運算中缺了“被減數”,所以不能計算出“差”;

3、參考IPCC和磐石環境與能源研究所研究報告中關于垃圾焚燒發電的碳排放數據,同時假設垃圾焚燒發電技術的推廣如發改委所預測的,到2019年左右,用垃圾焚燒發電替代化石燃料發電不僅不會帶來碳減排作用,每年還將產生至少1700萬噸的CO2增排量;

4、無論單獨考慮發電效益還是垃圾處理效益,抑或同時考慮這兩種效益,研究表明垃圾焚燒發電較其他眾多能源發電技術或垃圾處理方式都是一種“高碳技術”。

2014年8月,國家發改委將生活垃圾焚燒發電技術列入《國家重點推廣的低碳技術名錄》,并預測在全國范圍內推廣該技術后的第五年末,替代化石燃料可形成的年碳減排量為765萬噸CO2。
 

發改委在給環保組織宜居廣州的一封信息公開答復函(2014年8月21日)中給出了上述碳減排量的計算過程。

原文如下:
按照《國家發展改革委關于完善垃圾焚燒發電價格政策的通知》(發改價格[2012]801號)中每噸垃圾上網電量280kWh/t進行計算,垃圾發電項目噸垃圾的減排量為:
280(kWh/噸垃圾)×0.000326(噸標煤/kWh)×2.29(噸CO2/噸標煤)=約0.21(噸CO2/噸垃圾)
其中,0.000326(噸標煤/kWh)為2012年我國供電平均能耗,2.29為噸標煤CO2折算系數。

根據《中國城市建設統計年鑒(2012年)》的統計,我國城鎮生活垃圾年清運量為2.4億噸。隨著城鎮化的發展,預計未來5年,我國生活垃圾總清運量將達到3億噸,按垃圾焚燒發電技術預計推廣比例30%推算,日處理垃圾量約為27萬噸。其中,利用該類技術的垃圾處置量約為50%左右,扣除部分國外引進的焚燒設備,初步推算出該技術未來5年垃圾總處置規模將達到10萬噸/日,則可形成的年減排能力為:
0.21(噸CO2/噸垃圾)×10(萬噸/日)×365(日/年)=約765(萬噸CO2)
 

一、發改委算的是“減排量”嗎?

什么是碳減排量?對于發電設施,應是同等發電量下,以碳排放相對少的A技術替代碳排放相對多的B技術而產生的CO2相對減少量。公式如下:

 

注意:如果A技術排放量小于B技術排放量,減排量應該是負值。

如果用垃圾焚燒發電技術替代化石燃料發電并能夠形成減排量,意味著前者單位發電碳排放量應低于后者,減排公式如下:

若以發改委所說的1噸垃圾焚燒發電可產生280kWh為比較基準,碳減排量計算應為:

若以發改委所預計的未來五年可以達到的年垃圾焚燒發電總量為比較基準,碳減排量為:

由式3和4可以得出以下幾點結論:
1、發改委錯將減法運算中的“減數”當成了“差”。真正的碳減排量是“差”,而非“減數”,發改委計算出來的“減排量”其實應該被稱為“替代量”,即同等發電量下,垃圾焚燒發電替代化石燃料發電產生的絕對CO2排放量。

2、發改委沒有公布“被減數”的數據,即垃圾焚燒發電排放量,所以不能計算出“差”,即減排量是多少。

3、可以確定的是,現實中如果用垃圾焚燒發電替代化石燃料發電,可以減少的是化石燃料的消耗,但是否會減少碳排放,要看同等發電量下,垃圾焚燒發電排放量是否真的比化石燃料發電排放量低。如果垃圾焚燒發電碳排放高于化石燃料發電,則用前者替代后者,將產生碳增排,而非減排。增排公式形式上與減排公式一樣,即:

只不過當被減數大于減數時,作為差的增排量為正值。
 

二、垃圾焚燒發電替代化石燃料發電產生碳增排

國內鮮有文獻報道生活垃圾焚燒發電的實際或估算碳排放量。根據IPCC(政府間氣候變化專門委員會)發布的一篇關于溫室氣體國家排放清單編制實踐的指導文獻[1],焚燒1噸生活垃圾CO2排放量在0.7-1.2噸之間。此數值明顯高于發改委估算的相應發電量下化石燃料發電的碳排放量,說明若由垃圾焚燒發電替代化石燃料發電,結果將產生碳增排。將相關數據代入式5,得出增排量為0.49-0.99噸CO2。若生活垃圾垃圾焚燒技術推廣效果如發改委所預測的,相對于化石燃料發電,年碳增排量為1788.5-3613.5萬噸CO2。

國內獨立環境研究智庫磐石環境與能源研究所根據IPCC《國家溫室氣體排放清單指南(2006)》中關于東亞生活垃圾各組分可燃碳含量的缺省數據,計算得出東亞生活垃圾可燃碳的質量含量為26.14%,再根據清華大學李歡等人提供的生活垃圾焚燒發電碳排放計算公式,得出焚燒1噸生活垃圾CO2排放量為0.815噸,[2]同樣明顯高于發改委估算的相應發電量下化石燃料發電的碳排放量。將此數值帶入式5,得出增排量為0.605噸CO2,相對應的年增排量為2208.25噸CO2。
 

三、垃圾焚燒是地地道道的高碳技術

處理垃圾和發電產能是垃圾焚燒發電技術同時兼具的兩種不同功能。若僅論發電產能的低碳技術,上文計算結果顯示:焚燒發電顯然不及化石燃料發電,完全可以稱為是一種“高碳技術”。磐石環境與能源研究所曾在其研究報告中給出不同能源形式發電的碳排放表現(表一),結論更加一目了然。
 

表一:不同能源形式發電的碳排放比較[2]

若論垃圾管理領域的低碳技術,化石燃料發電技術因不處理垃圾,不能作為比較的對象。磐石環境與研究所根據IPCC《國家溫室氣體排放清單指南(2006)》中關于東亞生活垃圾各組分可燃碳含量的缺省數據,以及李歡等提供的計算方法,估算出六種不同生活垃圾處理技術在替代目前以化石燃料發電為主的電網碳排放后的凈CO2排放量,如表二所示:
 

表二:不同生活垃圾處理方式的碳排放比較[2]

注:此研究沿用清華大學李歡等對垃圾焚燒發電替代電網碳排放量的估算,數值為0.24噸CO2,與發改委估算略有出入。

六種垃圾處理方式中,處理1噸垃圾的焚燒發電凈碳排放量(0.575噸CO2)僅低于沒有沼氣收集的填埋技術(1.108噸CO2),遠高于其他方式。而排放量最低的是厭氧產沼發電(0.07噸CO2)。由此可見,若同時考慮處理垃圾和產能發電兩種效益,垃圾焚燒仍是一種高碳技術。

此外,如果進一步考慮用真正低碳的可再生能源,即太陽能、風能替代化石燃料發電,搭配相對焚燒更加低碳的垃圾處理方式,如厭氧產沼發電、好氧堆肥和其他分類廢棄物的循環利用,則可以達到更佳的整體環境效益。

尾注:
[1] Johnke, B. (1999). ‘Emissions from waste incineration’. Background paper for Expert meeting on good practice in inventory preparation : emissions from waste. IPCC/OECD/IEA National Greenhouse Gas Inventories Programme, (Unpublished – TSU, Japan)
[2] 磐石環境與能源研究所:《錯誤的激勵:中國生活垃圾焚燒發電與可再生能源電力補貼研究》,北京:2014。

※ 本文源自微信訂閱號【 磐石環境與能源研究所】(ID:reei1-524-2)。作者:毛達,校對:林佳喬、趙昂。原文鏈接請點擊本行文字,轉載敬請直接聯系原出處。

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