卢红雁　颜炯

　　2013年上海市生活垃圾清运量735万吨，其中湿垃圾达到441万吨，占比60%。在城市生活垃圾减量和垃圾分类工作中，本文基于上海2013年统计年鉴数据，分析湿垃圾采用厌氧处置方式进行资源化利用的两种预案，探讨上海市湿垃圾资源化利用的环境、社会效益与经济可行性。

“redbird沼气计算器"基础数据录入

一、推进生活垃圾干湿分类的重要性和湿垃圾单独处置的迫切性

　　生活垃圾干湿分类对于实现减量目标很重要。如果湿垃圾可以从源头分类收集，单独处置，那么剩余垃圾的末端处置量（即填埋量或焚烧量）将减少一半。反之，如果没有进行生活垃圾的干湿分类，湿垃圾和其他垃圾混合收运处置，这对焚烧或填埋处理都会造成麻烦。例如：

　　1.焚烧：因为湿垃圾含水率高，其热值在2-4MJ/kg（鲜重）之间，如果直接进入焚烧炉，不能支持自身燃烧，也就谈不上焚烧发电了。

　　2.填埋：湿垃圾进入填埋场，占用大量空间，不断减少填埋场使用寿命，而且产生恶臭、吸引蚊蝇等。此外，湿垃圾不断产生大量填埋气和填埋场渗漏液，如果处理不当，会加剧温室气体排放和渗漏液的二次污染风险。如果让填埋气任意排放，那么填埋1吨湿垃圾，在50年时间产生的温室气体排放合计在0.9到1.2吨二氧化碳当量，这相当于1个上海人平均1年用电所产生的碳排放。

　　那么，大量的湿垃圾该如何处理呢？根据德国、瑞典等欧洲国家的经验，在20世纪80年代以来，堆肥是一种较为普遍的城市湿垃圾处置方法。后续也出现了湿垃圾的厌氧处置。到了21世纪，由于各国对发展可再生能源的需求增加，同时对温室气体排放控制更为严格，使得湿垃圾的厌氧和沼渣堆肥相结合的联合工艺日益受到重视。例如德国Passau市的有机垃圾处置中心，原本是一个湿垃圾堆肥厂，2004年开始在前端增加了湿垃圾的厌氧处理，产生的沼气用于热电联产，而沼渣则继续原有的堆肥过程，成为土壤改良剂或是生产有机肥的原料。

二、湿垃圾干法发酵沼气计算器简介

　　为了方便决策者的初步分析，我们在执行中德政府双边科技合作“中国城镇、农业和养殖业有机废弃物资源化项目”时开发了一款生活垃圾干法发酵沼气计算器，它的主要功能包括：

　　1.估算区域各类有机废弃物能发多少电，产多少生物天然气，产多少沼渣和沼液。

　　2.分析湿垃圾厌氧处置项目实现盈亏平衡的沼渣售价和垃圾处理费。

　　3.高级用户可建立自己的有机废弃物产气数据库和技术、经济参数。

　　我们用这款计算器分析了上海市2013年441万吨的湿垃圾。假设这些湿垃圾实现源头分类收集，进行单独收运和处置，它能产多少能源和沼肥，要投资多少资金，老百姓要支付多少垃圾处理费以保证项目盈亏平衡。

三、上海市湿垃圾厌氧处置预案分析

　　假设在上海建设20个湿垃圾厌氧处置厂，每个厂日处置约600吨湿垃圾，每年可产沼渣15万吨，沼液4万吨，沼气发电5000万度或沼气提纯制生物燃气1300万立方米（详细数据见表1）。20个厂合计，其能源产出相当于上海93万人的年生活用电量，或者是500万人的生活燃气用量，即上海市常住人口里每4个人中就有1人的年生活燃气可以通过湿垃圾产生的生物天然气来供应。此外，湿垃圾处理厂可提供700多个就业岗位，沼气发电或沼气提纯替代化石燃料可产生约50-100万吨的CO2eq减排当量。

表1：湿垃圾在厌氧处置厂的投入及产出

　　日处理600吨湿垃圾的厌氧处置厂投资金额大约是5.5亿元。考虑到项目运行的全成本（但不含征地成本），对于沼气发电项目，如果并网电价是0.65元/度，沼渣市场销售价格达到150元/吨，支付垃圾处理费40元/吨，可实现湿垃圾处置项目的盈亏平衡。当并网电价不变，但沼渣市场售价降至60元/吨时，湿垃圾处理费则需要达到104元/吨。如果沼渣市场价格提升到240元/吨，则项目可以不再收取湿垃圾处理费，同时处理每吨湿垃圾还有24元盈余（详细数据见表2）。

表2：湿垃圾沼气发电项目实现盈亏平衡时：不同沼渣价格对应的湿垃圾处理费

　　如果湿垃圾厌氧产生的沼气不是用于发电，而用于沼气提纯，该项目实现盈亏平衡的垃圾处理费是9元/吨，此时，生物天然气售价为0.35元/立方米，沼渣市场销售价格为150元/吨。当生物天然气售价不变，但沼渣市场售价降至60元/吨时，湿垃圾处理费则需要达到69元/吨。如果沼渣市场价格提升到240元/吨，则项目可以不再收取湿垃圾处理费，同时处理每吨湿垃圾还有59元盈余（详细数据见表3）。

表3：湿垃圾沼气提纯项目实现盈亏平衡时：不同沼渣价格对应的湿垃圾处理费

　　如果按照污染者付费原则，居民需要全额支付垃圾运输和处理成本。当运输成本为100元/吨，因沼渣市场价格和沼气利用方式的不同，湿垃圾厌氧处置实现盈亏平衡的垃圾处理费在9元/吨到104元/吨之间，这意味着上海一个三口之家每年需要支付的湿垃圾清运和处理费合计为60元到112元之间。如果沼渣价格高于150元/吨，则三口之家需要支付的年费用还将低于60元。

四、结论

　　上海市湿垃圾单独收运、厌氧处置的方式，有望实现城市生活垃圾末端填埋或焚烧量减少一半。按照污染者付费原则，上海一个三口之家，大约每年支付100元费用，可以实现湿垃圾收运和处置项目的盈亏平衡；湿垃圾产生的生物天然气量可以满足每4个上海常住人口中1人的生活燃气消耗。湿垃圾处理费主要受沼渣市场价格影响。真正实现这个项目的挑战在于协同管理和公民环境教育。当然，经计算器初步分析的这些数据结果仅供参考，决策之前有必要进行更深入的可行性研究。

　　（作者：卢红雁博士，颜炯博士 四川大学建筑与环境学院环境系教师）