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碳阻迹:2019年绿化垃圾堆肥碳减排核算报告(44页).pdf

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碳阻迹:2019年绿化垃圾堆肥碳减排核算报告(44页).pdf

1、 绿化垃圾堆肥 碳减排核算报告 2019 碳阻迹(北京)科技有限公司 2019 年 5 月 2 摘要 本报告计算了万科西山庭院小区采用堆肥方式处理绿化垃圾的温室气体减排量。 与垃圾焚烧相比, 堆肥处理绿化垃圾每年可减少温室气体排放 1.96tCO2e,减排量占基准线排放量的 64%,其中焚烧过程电力减排贡献最大。堆肥处理绿化垃圾全年产生的减排量,相当于种植 19.6 棵树,相当于一辆排量为 1.4-2.0L的中等汽油车行驶约 9781 公里的距离产生的碳排放量。 堆肥处理 1 吨绿化垃圾可避免化肥生产带来的温室气体排放 589.95kgCO2e。此外,施用 1 吨有机肥可减少 484.7kgC

2、O2e 排放,相比施用无机肥可实现温室气体减排 81%。根据估算,若连续施用有机肥 20 年,西山庭院小区的土壤碳库每年增加 1.3 吨碳。 3 目录 一、背景及目的 . 6 二、垃圾处理排放 . 8 1 核算边界与排放源识别 . 8 1.1 核算边界 . 8 1.2 基准线情景 . 8 1.3 项目情景 . 9 1.4 排放源和温室气体种类 . 9 2 功能单位 . 11 3 核算方法 . 11 3.1 基准线排放 . 12 3.1.1 化石燃料燃烧产生的温室气体排放 . 13 3.1.2 净购入电力对应的温室气体排放 . 13 3.1.3 焚烧过程产生的温室气体排放 . 14 3.2 项目

3、情景排放 . 15 4 减排量计算 . 16 4.1 活动水平数据 . 16 4.2 排放因子数据 . 16 4.3 基准线排放 . 18 4.4 项目情景排放 . 19 5 减排量分析 . 19 6 不确定性分析 . 20 4 三、避免化肥的排放和土壤碳库变化 . 21 1. 避免化肥生产的排放 . 21 2. 施肥的排放 . 22 3. 土壤碳库变化 . 24 四、总结 . 27 参考文献 . 28 致谢 .29 绿化垃圾堆肥减排项目方法学 . 30 1. 范围 . 31 2. 规范性引用文件 . 31 3. 术语和定义 . 31 4. 核算边界 . 32 5. 排放源识别 . 33 6.

4、 核算方法 . 33 7. 基准线 . 34 7.1 基准线确定 . 34 7.2 基准线排放 . 34 8. 项目情景 . 37 8.1 项目情景确定 . 37 8.2 项目情景排放 . 37 9. 活动水平数据 . 38 10. 排放因子数据 . 38 5 11. 减排量 . 39 附录 A . 41 附录 B . 42 附录 C . 43 6 一、背景及目的 绿化垃圾是城市固体废弃物的重要组成部分。 绿化垃圾是指植物自然凋落或人工修剪所产生的植物残体,主要包括树叶、 草屑、 树木与灌木剪枝等, 也称作园林废弃物或园林垃圾。 一直以来, 绿色植物都在美化城市环境中扮演着重要角色。随着生态城

5、市建设和发展,城市绿化面积增加,绿色植被逐渐增多。与此同时,大量季节性的落叶,花败,修剪下来的树枝及草坪的碎草,就变成了绿化垃圾。 绿化垃圾具有体积大密度小的特点,占用土地面积大,若处理不当,不仅影响城市的美观,还会对环境造成污染,从而影响居民身体健康和生态城市建设。绿化垃圾的处理方式主要是填埋和焚烧,这种传统处理方式单一、落后,处理过程中产生大量 CO2和 CH4等温室气体。温室气体排放是气候变暖的主要原因。在“降低碳排放,减少环境污染”的环境保护大趋势下,越来越多的人开始关注碳排放与气候变暖的关系。 目前国内开始重视绿化垃圾分类收集和资源化利用,但整体上,资源利用率不高。我国鼓励通过堆肥、

6、发展生物质燃料、有机质营养基质和深加工等方式处理绿化垃圾, 实现循环利用。 垃圾堆肥是一种在有氧条件下进行的生物降解工艺,采用堆肥工艺处理的垃圾须包含可生物降解的固体有机材料。在堆肥过程中,可生物降解的有机碳大部分转变为二氧化碳,剩余固体部分用作肥料。绿化垃圾成分主要是可降解的有机物,进行堆肥处理污染少,温室气体排放少,并且堆肥产品安全性好, 不含有毒有害物质, 可用作城市园林绿化的有机肥、 土壤改良剂等,实现资源化利用。 基于以上背景, 万科西山庭院小区在万科集团和万科公益基金会的带领下作 7 为试点开始实施垃圾分类,小区内的绿化垃圾利用堆肥方式处理,以期减少温室气体排放,同时实现垃圾减量化

7、、无害化、资源化。本报告旨在核算西山庭院小区采用堆肥方式替代焚烧方式处理绿化垃圾所产生的温室气体减排量、 避免化肥的生产和使用排放量以及使用堆肥产品对土壤碳库变化的影响。 8 二、垃圾处理排放 1 核算边界与排放源识别 1.1 核算边界 PAS2050 指出, 与各类商品和服务相关的温室气体排放反映出贯穿于这些商品和服务生命周期中的各种过程、材料以及决定产生的影响。生命周期内的温室气体排放是指各种商品和服务在一下过程中产生的排放:商品和服务的建立、改进、运输、储存、使用、供应、再利用或处置等过程1。 绿化垃圾生命周期包括垃圾产生、收集、运输和处理四个主要阶段。其中垃圾产生过程即绿化植物的枯枝、

8、落叶和碎草等自然掉落或人工修剪,这一过程无温室气体排放,垃圾收集过程在基准线和项目活动两种情景下的排放无差别,故不进行核算。 因此核算边界只包括绿化垃圾生命周期中的运输过程和处理过程产生的温室气体排放量,如下图所示实线部分。 绿化垃圾生命周期流程图如下: 1.2 基准线情景 西山庭院小区内产生的绿化垃圾收集后运输到垃圾中转站, 再从垃圾中转站运送焚烧厂进行焚烧处理,不考虑焚烧发电产生的减排。基准线情景产生的排放产生 收集 运输 处理 9 包括运输过程中燃油车和电动车产生的排放、焚烧产生的直接排放、焚烧中燃料消耗的排放以及焚烧用电的排放。 1.3 项目情景 绿化垃圾收集后在西山庭院小区内进行堆肥

9、处理。项目情景下,由于绿化垃圾在小区内就地进行堆肥处理,没有运输车燃料消耗和电力消耗,因此只在堆肥过程中产生温室气体排放。 堆肥是废弃物生物处理方式的一种。堆肥处理是一个有氧过程,废弃物中大部分可降解有机碳转化为二氧化碳。CH4产生于堆肥处理的厌氧部分,但其氧化很大程度上发生在堆肥处理的有氧部分。堆肥处理还会产生 N2O 排放。 1.4 排放源和温室气体种类 本项目涉及的温室气体有二氧化碳 (CO2) 、 甲烷 (CH4) 和氧化亚氮 (N2O)三种,不考虑其他种类的温室气体。所有温室气体按照联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)最新公布的温室气体全球升温潜势值(GWP)换算为二氧化 10

10、 碳当量(CO2e) ,以千克二氧化碳当量(kg CO2e)或克二氧化碳当量(g CO2e)表示。 核算边界内包括或者排除的温室气体种类以及排放源如表 1 所示: 表 1:核算边界内排放源汇总 排放源 温室气体种类 包 括 /排除 解释说明 基准线 使用焚烧方式处理绿化垃圾 焚烧过程和运输过程燃料的排放 CH4 排除 为了简化而排除,这是保守的 N2O 排除 为了简化而排除,这是保守的 CO2 包括 主要排放源 焚烧过程和运输过程电力消耗的排放 CH4 排除 为了简化而排除,这是保守的 N2O 排除 为了简化而排除,这是保守的 CO2 包括 主要排放源 焚烧产生的直接排放 CH4 排除 为了简

11、化而排除,这是保守的 N2O 排除 为了简化而排除,这是保守的 11 CO2 包括 不包括生物质碳产生的排放 项目活动 使用堆肥方式处理绿化垃圾 堆肥产生的直接排放 CH4 包括 可能产生 CH4 N2O 包括 可能产生 N2O CO2 排除 不计入有机物分解产生的 CO2 2 功能单位 评价产品温室气体排放水平, 即描述特定数量的产品功能单元的输入及其相关的排放。功能单位作为基准单位来量化产品系统性能。功能单位是一个重要因素,它提供了比较的基础,同时为核算结果提供了一个通报基础。只要明确了分析单元与功能单位之间的关系,就可以在分析结束时转换回功能单位。功能单位的定义通常是某一特定产品的一个有

12、意义的数量。 本项目中,功能单位定义为 1 吨绿化垃圾。报告中活动水平数据和排放量计算均以 1t 绿化垃圾为基础,排放量计算结果表示为每吨绿化垃圾的温室气体排放量,即 kgCO2e/t。 3 核算方法 核算边界内的温室气体排放包括化石燃料燃烧产生的排放、 电力消耗对应的排放以及焚烧或堆肥过程产生的排放。 本项目基准线绿化垃圾未采用填埋方式处 12 理,全部使用焚烧方式处理。因此,基准线和项目情景的温室气体排放量计算均采用如下公式: E=E燃料+E电力+E焚烧/堆肥 (1) E 基准线或项目情景温室气体排放量(kgCO2e) E燃料 化石燃料的温室气体排放量(kgCO2e) E电力 净购入电力的

13、温室气体排放量(kgCO2e) E焚烧/堆肥 焚烧或堆肥过程的温室气体排放量(kgCO2e) 减排量计算公式为: ER=BE-PE (2) ER 温室气体减排量(kgCO2e) BE 基准线温室气体排放量(kgCO2e) PE 项目情景温室气体排放量(kgCO2e) 3.1 基准线排放 基准线温室气体排放包括化石燃料燃烧产生的排放、 电力消耗对应的排放以及焚烧产生的直接排放。基准线排放量计算公式如下: BE=BE燃料+ BE电力+BE焚烧 (3) BE燃料 基准线化石燃料的温室气体排放量(kgCO2e) BE电力 基准线电力消耗的温室气体排放量(kgCO2e) BE焚烧 基准线焚烧的温室气体排

14、放量(kgCO2e) 13 3.1.1 化石燃料燃烧产生的温室气体排放 在绿化垃圾处理过程中, 化石燃料燃烧的温室气体排放包括焚烧过程中消耗的化石燃料燃烧产生的排放, 以及垃圾运输过程中移动源消耗的化石燃料燃烧的二氧化碳排放,采用如下公式进行计算: 燃料= 燃料EFGWP (4) E燃料 化石燃料的温室气体排放量(kgCO2e) m燃料 化石燃料的消耗量(kg) EFx 化石燃料对应温室气体排放因子(kg/kg) GWPx 温室气体对应的全球升温潜势值 x 温室气体的种类 如有多种化石燃料,每种化石燃料的排放需要加和计算 3.1.2 净购入电力对应的温室气体排放 绿化垃圾焚烧过程中,设备的正常

15、运行需要消耗电力,外购电力产生的温室气体排放采用如下公式计算: 电力= EF电力P电力 (5) E电力 外购电力对应的温室气体排放量(kgCO2) P电力 外购电力的消耗量(KWh) EF电力 电力消费的排放因子(kgCO2/KWh) 其中, 电力消耗的排放因子一般采用当地主管部门公布的最新的电网排放因子。 14 3.1.3 焚烧过程产生的温室气体排放 绿化垃圾焚烧过程排放的温室气体包括矿物质碳源和生物质碳源的排放,其中生物质碳源的排放不计入温室气体排放总量,只核算矿物质碳焚烧的排放量。大型的高效焚化炉中产生的 CH4排放量通常很小。如果废弃物储仓中氧气量少,随后发生厌氧过程,则也可产生 CH

16、4。本项目中废弃物存储区气体都送入焚化室中被焚化,产生的排放可忽略不计。N2O 排放于燃烧温度相对较低即500-950的燃烧过程,本项目中焚烧炉平均炉温 1155,因此 N2O 排放可忽略不计。因此焚烧过程产生的温室气体即二氧化碳。 废弃物焚烧直接排放量采用如下公式计算: BE焚烧= BE焚烧 ,-.+ BE焚烧 ,01+ BE焚烧2.3 (6) 简化为: BE焚烧= BE焚烧 ,-. 根据 IPCC 优良做法指南,垃圾焚烧二氧化碳排放量计算公式如下: BE焚烧 ,-.= M1078CCWFCFF44/12 (7) BE焚烧 CO2 基准线焚烧过程的 CO2排放量(kgCO2) M 焚烧处理的

17、绿化垃圾质量(t) CCW 绿化垃圾碳含量(%) FCF 绿化垃圾中矿物碳成分含量(%) F 燃烧效率(%) 44/12 C 转化成 CO2的系数 15 3.2 项目情景排放 项目情景下,绿化垃圾堆肥方式处理,温室气体排放量计算公式如下: PE=PE燃料+PE原料+PE电力+PE堆肥 (8) 由于堆肥场地在小区内,减少了绿化垃圾的运输过程,没有运输车辆燃料消耗,这部分温室气体排放为 0。 PE燃料=0 堆肥过程中需在堆肥箱内添加少量促进剂和调节剂, 用于调节堆肥物料 C/N比,提高有机物和无机物的转化率和利用率,同时加快堆体腐熟,缩短堆肥周期2。促进剂和调节剂均使用北京昊业怡生科技有限公司利用

18、果蔬废弃物自主研制的专用添加剂。堆肥添加剂用量极少,且原材料为有机废弃物,本部分温室气体排放量极小,因此出于简化考虑,忽略不计。 PE原料=0 堆肥过程不需要使用外购电力。 PE电力=0 因此,公式简化为 PE= PE堆肥,项目情景的排放即绿化垃圾堆肥过程产生的直接排放, 根据IPCC 2006, 废弃物堆肥处理的温室气体排放采用以下公式计算: 堆肥= ,01,01+ M2.32.3 (9) PE堆肥 堆肥过程产生的温室气体排放量(kgCO2e) M 堆肥处理的绿化垃圾质量(t) ,01 CH4排放因子(kgCH4/t) 2.3 N2O 排放因子(kgN2O/t) ,01 CH4全球升温潜势值

19、 16 2.3 N2O 全球升温潜势值 4 减排量计算 4.1 活动水平数据 基准线化石燃料燃烧的活动水平数据包括垃圾运输车辆燃油消耗量和垃圾焚烧过程燃料消耗量,根据调研,运输车燃油类型和焚烧添加燃料均为柴油。绿化垃圾焚烧过程设备运行消耗电力。 活动水平数据如下表 2 所示: 表 2 燃料消耗和净购入电力活动水平数据 类别 活动水平数据 来源 焚烧柴油消耗量(kg) 0.31 调研值3 运输柴油消耗量(kg) 1.59 计算值 焚烧用电量(kwh) 64.45 调研值 运输用电量(kwh) 1.40 调研值 4.2 排放因子数据 柴油低位发热值、单位热值含碳量、燃料碳氧化率以及垃圾运输车辆百公

20、里油耗均采用陆上交通运输企业温室气体核算方法推荐数值, 垃圾运输车辆柴油消耗量根据以下表 3 数据以及运输里程计算得出: 表 3 柴油参数 数值 来源 17 柴油密度(kg/L) 0.825 GB19147-2016 低位发热值(GJ/t) 43.33 文献参考值 百公里油耗(L/100km) 20.2 文献参考值 单位热值含碳量(tC/TJ) 20.2 文献参考值 燃料碳氧化率 98% 文献参考值 根据 IPCC 2006,绿化垃圾矿物碳成分含量缺省值为 0,碳含量为 20%,燃烧效率参考北京市生活垃圾焚烧企业温室气体排放核算指南, 活动水平数据如下表 4: 表 4 绿化垃圾成分参数 活动水

21、平数据 来源 碳含量 20% IPCC 2006 矿物碳成分含量 0 IPCC2006 燃烧效率 95% 文献参考值4 柴油排放因子根据表 5 中柴油参数计算得出, 电力排放因子采用全国电网平均排放因子。IPCC 给出了废弃物生物处理的 CH4和 N2O 排放因子范围区间,关于处理的废弃物的假设:干物质中的可降解有机碳(DOC)占 25%-50%,干物质中的 N 占 2%,含水量 60%。根据 IPCC 2006 不同城市固体废弃物成分缺省值,庭院和公园废弃物干物质含量占湿重的 40%,DOC 含量占干废弃物的 49%。因此,CH4排放因子取 0.03kgCH4/t,N2O 排放因子取 0.0

22、6kgN2O/t。 表 5 排放因子汇总 排放因子 数值 来源 18 柴油(kgCO2/kg) 3.145 计算值 电力排放因子(kgCO2/kwh) 0.6101 2015 年全国电网平均排放因子 堆肥 CH4排放因子(kgCH4/t 垃圾) 0.03 IPCC 2006 堆肥 N2O 排放因子(kgN2O/t 垃圾) 0.06 IPCC 2006 表 6 温室气体全球升温潜势值 GWP 温室气体种类 GWP 来源 CO2 1 IPCC 第五次评估报告 CH4 28 IPCC 第五次评估报告 N2O 265 IPCC 第五次评估报告 4.3 基准线排放 把活动水平数据(表 2)和排放因子数据

23、(表 5)代入公式计算得出基准线排放量,如下表: 表 7 基准线排放量计算结果 类别 排放量 kgCO2e/t 化石燃料燃烧 5.99 净购入电力 40.17 焚烧直接排放 0 合计 46.16 由上表可知,基准线功能单位温室气体排放量为 46.16kgCO2e/t。 19 4.4 项目情景排放 把表 5 和表 6 中排放因子数据和 GWP 值代入公式,计算得出项目情景排放量,如下表: 表 8 项目排放量 类别 排放量 kg CO2e/t CH4 0.84 N2O 15.9 合计 16.74 因此,项目情景功能单位的温室气体排放量 PE堆肥=16.74 kg CO2e/t。 5 减排量分析 基

24、准线每吨绿化垃圾温室气体排放量为 46.16 kgCO2e, 项目情景每吨绿化垃圾的排放量为 16.74 kgCO2e,根据计算公式 ER=BE-PE 可得功能单位减排量ER=29.42 kgCO2e/t。堆肥处理绿化垃圾全年产生的减排量,相当于种植 19.6 棵树(一棵树按每年能吸收 5kg 二氧化碳,时效为 20 年计算) ,相当于一辆排量为1.4-2.0L 的中等汽油车(根据 Defra&DECC,排放因子 0.20033kgCO2e/km)行驶约 9781 公里的距离产生的碳排放量。 基准线电力产生的排放占总排放量的比例为 87%,其中焚烧过程电力排放占比 98%; 燃料柴油产生排放占

25、总排放量的比例为 13%, 其中运输过程柴油消耗占比 84%。 由于绿化垃圾主要成分为生物碳, 垃圾焚烧产生的温室气体只包括来源于化石碳的排放,源于生物碳的温室气体排放不计入总量。因此,绿化垃圾焚 20 烧处理中,电力消耗产生的温室气体是主要排放来源。 项目情景下,由于没有来自电力和运输的排放,在一定程度上减少了温室气体排放,与基准线相比,温室气体排放减少约 64%。 根据西山庭院小区物业公司提供的数据,西山庭院小区 2018 年产生的绿化垃圾总量约为 66.6 吨。由此推算得出基准线年度温室气体排放量为 3.07tCO2e,项目情景绿化垃圾年度温室气体排放量为 1.11tCO2e。 采用堆肥

26、处理绿化垃圾后,每年减少温室气体排放 1.96tCO2e。 6 不确定性分析 活动数据的不确定性取决于数据的收集方式。 本报告活动数据主要来源于万科西山庭院小区物业公司原始记录以及焚烧厂,根据原始数据计算出所需数据,存在一定程度的误差。绿化垃圾成分采用权威机构的缺省数据,但不同地区的成分有一定差别,由于条件受限,未进行实测,采用数据与实际情况可能存在一定误差,焚烧过程电力消耗水平与垃圾含水量、燃烧效率和成分相关,这些增加了数据的不确定性。项目中使用的堆肥添加剂数量少,排放远低于 1%,因此作忽略不计处理。这些因素造成了活动数据的不确定性,但不会对减排量产生实质性影响。 排放因子的不确定性, 是

27、由于部分排放因子是根据权威机构推荐范围来估算。柴油消耗情况与运输车辆实际使用情况和路况等多种因素相关,存在不确定性。 21 三、避免化肥的排放和土壤碳库变化 土壤碳库的变化是由于在进行土地利用和管理过程中不同管理活动和投入产生土壤碳排放或清除。本项目中,绿化中使用的肥料由绿化垃圾堆肥产生的有机肥替代原本的无机肥, 是主要的土地管理活动变化,。 化肥生产过程排放大量温室气体,本项目使用绿化垃圾堆制有机肥,替代了小区化肥购买和使用,减少了碳排放。施用无机肥和有机肥对生物量碳库的影响可忽略。相关研究显示,施用有机肥和无机肥对生物量生长没有显著影响。此外,根据 IPCC 2006,生长导致的生物量碳库

28、增加与修枝和死亡导致的碳库损失可能互相抵消。 本项目绿化垃圾均进行收集处理,死有机物质碳库没有变化。因此本部分核算范围包括避免化肥生产的排放、施肥过程的温室气体排放和由施肥引起的土壤碳库变化。 1. 避免化肥生产的排放 化肥生产过程中消耗大量化石燃料,产生温室气体排放采用如下公式计算: 化肥= EF化肥f产肥率 (10) 绿化垃圾质量(t) EF化肥 化肥生产的排放因子(kgCO2e/t 肥料) f产肥率 垃圾堆肥的产肥率(%) 根据调研,西山庭院小区绿化使用的化肥主要为磷酸二铵,因此化肥生产的排放因子采用磷酸二铵的排放因子 1679.396 kgCO2e/t 肥料, 数据来源于文献调研8。绿

29、化垃圾堆肥的产肥率为 35%,绿化垃圾质量按功能单位 1t 计算。 22 将以上数据代入公式(10) ,计算得出,1t 绿化垃圾堆肥替代等量化肥生产可避免温室气体排放 589,95 吨。 2. 施肥的排放 施肥产生的排放包括施用无机肥和有机肥产生的直接排放和间接排放,间接排放包括挥发氮导致的 N2O 排放和淋溶/径流导致的 N2O 排放。施肥涉及的温室气体种类只包括 N2O。 施肥产生的 N2O 排放采用如下公式计算: 施肥 CD-= (直接 CD-+ 挥发 CD-+ 淋溶/径流 CD-)GWP2D- (10) 施肥 CD- 施肥产生的温室气体排放量(kgCO2e) 直接 CD- 施肥产生的直

30、接温室气体排放量(kgN2O) 挥发 CD- 挥发氮导致的间接温室气体排放量(kgN2O) 淋溶/径流 CD- 淋溶/径流导致的间接温室气体排放量(kgN2O) GWP2D- N2O 对应的全球升温潜势值 施肥产生的直接排放按如下公式计算: 直接 CD-= (EC+ -C)F (11) EC 无机氮(纯养分)的总施用量(kgN) -C 有机氮(纯养分)的总施用量(kgN) F 氮肥 N2O 直接排放系数 挥发氮导致的 N2O 排放和淋溶/径流导致的 N2O 排放,分别按公式(12)和公式(13)计算: 23 挥发 CD-= (ECJKEL+ -CJKEM)44/28D (12) JKEL 施用

31、的无机肥以 NH3和 NOx形式挥发的化学氮比例 JKEM 施用的有机肥以 NH3和 NOx形式挥发的化学氮比例 D 挥发氮 N2O 排放系数 淋溶/径流 CD-= (EC+ -C)OPK,07044/288 (13) OPK,070 淋溶/径流氮的比例 8 淋溶/径流氮 N2O 排放系数 根据西山庭院物业公司,本项目中无机肥为磷酸二铵,有机肥为绿化垃圾的堆肥产品。本报告以 1t 肥料为基础分析施肥产生的排放。 磷酸二铵相关参数来源于国标 GB10205-2009, 有机肥数据来自北京昊业怡生有限公司检测值,如下表所示: 表 9 肥料相关数据和排放因子 类别 数据 单位 来源 无机肥 N 含量

32、 15% GB10205-2009 无机氮(纯养分)tN 150 Kg 计算值 有机肥 N 含量 2.62% 检测值 有机氮(纯养分)tN 26.2 Kg 计算值 氮肥 N2O 直接排放因子 EF1 0.01 KgN2O/kgN IPCC 2006 挥发氮 N2O 排放因子 EF2 0.01 KgN2O/kgN IPCC 2006 淋溶径流 N2O 排放因子 EF3 0.0075 KgN2O/kgN IPCC 2006 FracGASF 0.1 IPCC 2006 24 FracGASM 0.2 IPCC 2006 FracLEACH-H 0.3 IPCC 2006 将表 9 中数据代入公式(

33、10)(13) ,可计算出施用 1t 无机肥产生的排放E无机肥=600.5kgCO2e,施用 1t 有机肥产生的排放 E有机肥=115.8kgCO2e。施用 1t 有机肥产生温室气体减排量约 484.7kgCO2e, 相比施用无机肥可实现温室气体减排 81%。根据西山庭院和北京昊业怡生公司提供的数据,1t 绿化垃圾可堆制有机肥约 351kg,折算出 1t 绿化垃圾的减排量为 170.3kgCO2e。 3. 土壤碳库变化 土壤碳库变化以单位面积的碳排放或清除量表示,即 tC/hm2。 由于数据获取受限,根据 IPCC 2006,可采用缺省方法估算土壤中的年度碳库变化,采用以下公式: C =E-,

34、R7E-,RSTU (14) C 土壤中的年度碳库变化,单位为吨碳/年(tC/a) SOCX 清查时期最后一年的土壤碳库,单位吨碳(tC) SOCX7Y 清查时期初期的土壤碳库,单位吨碳(tC) D 库变化系数的时间依赖,即平衡的 SOC 值间转移的缺省时间段,年 T 一个单独清查时期的年数,年 依据各管理措施的参数缺省值计算 SOC0和 SOC0-T,如以下公式: 25 SOC= SOC_OMJa (15) SOC 第 i 年土壤碳库,单位为吨碳(tC) SOC_ 参考碳库,缺省值为 68,单位吨碳/公顷(tC/hm2) O 土地利用的库变化因子,无量纲 MJ 土地管理的库变化因子,无量纲

35、a 有机质投入的库变化因子,无量纲 A 被估算的土地面积,单位公顷(hm2) 缺省方法是基于一个确定时期内土壤的碳库变化。变化的计算基于管理变化后的碳库相对于参照条件中的碳库。进行了如下假设: 1) 随着时间的变化,土壤有机碳达到特定土壤、气候、土地利用和管理方式的空间平均、稳定值;及 2)土壤有机碳库变化转移中到一个新平衡,土壤有机碳以线性方式发生。 本报告设定清查时期第一年为 2018 年,最后一年为 2038 年,估算连续施用有机肥 20 年土壤碳库的年度变化。西山庭院小区绿化面积约 3.6 公顷,其中高大乔木、绿篱、花坛地被植物及草坪的面积占比分别为 3%、10%、66%和21%。参考

36、碳库是 68tC/hm2。本报告设定清查第一年所有库变化因子为 1,代入公式可得出初始土壤碳库 SOC0-20 =244.8 tC 根据 IPCC 2006 优良做法,清查时期最后一年作如下假设: 1)对于高大乔木的绿化面积,所有库变化因子等于 1; 2)对于草坪草的绿化面积,采用 IPCC 2006 草地管理相关库变化因子缺省值,FLU和 FI取值 1,FMG取值 1.14; 26 3)对于绿篱和花坛地被绿化面积,采用 IPCC 2006 农田管理的相关库变化因子缺省值,FLU和 FI取值 1,FMG取值 1.1。 将相关数据和库变化因子代入公式(14)和(15) ,计算得出土壤碳库变化如下

37、表所示: 表 10 土壤碳库变化 类别 土壤碳库 单位 SOC0-20 244.8 tC SOC0 270.6 tC C 1.3 tC/a 由表 10 可知,若连续施用有机肥 20 年,西山庭院小区的土壤碳库每年增加 1.3 吨碳,单位面积的土壤碳库年度增加量为 0.36tC/hm2,每年土壤碳库增加0.5%,20 年后土壤碳库增加 10.5%,增加量 25.8 吨碳。 27 四、总结 本报告计算了绿化垃圾堆肥减少的温室气体排放量、避免化肥生产的排放和小区绿化施用堆制成的有机肥减少的排放量,并估算了连续施用有机肥 20 年的土壤碳库年度增加量。结果汇总如下表: 表 11 结果汇总 类别 单位减

38、排量 年度减排量 减排率 垃圾堆肥 29.42 kgCO2e/t 垃圾 1.96tCO2e 64% 避免化肥生产 589.95 kgCO2e/t 垃圾 39.29tCO2e 施有机肥 484.7 kgCO2e/t 有机肥 11.34tCO2e 81% 土壤碳库增加 0.36 tC/hm2/a 1.3tC 0.5% 28 参考文献 1 碳基金,英国环境、食品和乡村事务部(Defra). 商品和服务在生命周期内的温室气体排放评价规范 ,2011. 2 北京昊业怡生科技有限公司, 园林废弃物堆肥介绍 ,2018. 3 北京华杨环保科技有限公司, 北京市海淀区循环经济产业园再生能源发电厂工程竣工环境保

39、护验收监测报告 ,2018. 4 北京市质量技术监督局, 温室气体排放核算指南 生活垃圾焚烧企业 DB11/T 1416-2017 ,2017. 5 IPCC, 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, 2006. 6 IPCC Working Group I, IPCC Fifth Assessment Report (AR5), 2013. 7 陆上交通运输企业温室气体排放核算方法与报告指南 8 陈舜, 逯非, 王效科. 中国氮磷钾肥制造温室气体排放系数的估算J. 生态学报, 2015, 35(19): 63

40、71-6383 29 致谢 “绿化垃圾堆肥碳减排核算报告” 制作过程中, 衷心感谢国家应对气候变化中心碳交易部主任张昕、 中国科学院生态环境研究中心副研究员周传斌提出的宝贵的修改意见; 衷心感谢昊业怡生公司董事长于景成、技术指导辛凯、绿色地球创始人/奥北创始人汪剑超、万科西山庭院小区李英庆经理在数据收集、调研、背景研究等方面对碳阻迹团队提供的支持与帮助。 30 绿化垃圾堆肥减排项目方法学 31 1. 范围 本指南适用于绿化垃圾堆肥处理的减排项目活动。 本指南规定了绿化垃圾处理对应的温室气体减排核算的术语、定义、核算边界和核算方法等内容。 2. 规范性引用文件 下列文件对本文件的应用是必不可少的

41、。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用用于本文件。 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 2006 年 IPCC 国家温室气体清单指南 第 5 卷 废弃物 DB/T 1416-2017 温室气体排放核算指南 生活垃圾焚烧企业 CJ/T 313-2009 生活垃圾采样和分析方法 HJ 658-2013 土壤有机碳的测定燃烧氧化-滴定法 3. 术语和定义 温室气体 Greenhouse gases 大气层中那些能吸收和重新放出红外辐射的自然和人为的气态成分。 本指南涉及的温室气体为二氧化碳(CO2) 、甲烷(CH4) 、氧化亚氮(N2O) 。 堆肥 compos

42、ting 一种在有氧(富氧)条件下垃圾的生物降解工艺。 活动水平数据 Activity level data 32 量化导致温室气体排放的生产或消费活动的数据,例如绿化垃圾处理量、外购的电量、燃料消耗量等。 直接排放 Direct emission 项目业主直接拥有或控制的排放源产生的温室气体排放。 本指南指绿化垃圾焚烧、填埋、堆肥处理过程的排放,以及化石燃料燃烧产生的排放。 间接排放 Indirect emission 项目业主消费的外购电力和外购热力(蒸汽、热水)所对应的隐含在电力或热力生产环节产生的温室气体排放。 排放因子 emission factor 与活动水平数据相对应的系数,用于

43、量化单位活动水平的温室气体平均排放量。 固体废弃物处置场所 Solid waste disposal sites 作为固体废弃物最终存放处的指定区域,简称 SWDS。 焚烧 combustion 生物和化石原料中有机化合物的可控燃烧。 4. 核算边界 项目业主应以绿化垃圾处理的空间范围为边界识别、 核算和报告边界内所有与绿化垃圾处理相关的直接和间接的温室气体排放, 包括运输过程和处理过程产生的排放。 33 5. 排放源识别 绿化垃圾处理排放源包括运输过程中消耗燃油的直接排放、 处理过程的直接排放、处理过程中燃料的直接排放以及净购入电力和热力产生的间接排放。 表 1 核算边界内排放源汇总及排除理

44、由 排放源 温室气体种类 包括/排除 说明理由 基准线 使用焚烧或填埋处理绿化垃圾产生的排放 C02 包括 焚烧主要排放源 CH4 包括 填埋主要排放源 N2O 排除 基准线下基本不产生 N2O 项目情景 使用堆肥处理绿化垃圾产生的排放 CO2 包括 包括化石燃料排放的 CO2,堆肥产生的 CO2来源于生物,不计入总量 CH4 包括 主要排放源 N2O 包括 可能产生 N2O 6. 核算方法 基准线和项目情景温室气体排放总量,等于直接排放与间接排放之和,按公式(1)计算 E=Edirect+Eindirect (1) 式中: E 温室气体排放总量,单位为千克二氧化碳当量(kgCO2e) Edi

45、rect 直接温室气体排放量,单位为千克二氧化碳当量(kgCO2e) Eindirect 间接温室气体排放量,单位为千克二氧化碳当量(kgCO2e) 34 7. 基准线 7.1 基准线确定 无项目活动时,采用焚烧或填埋处理绿化垃圾。不考虑焚烧发电和供热产生的减排。 基准线排放包括绿化垃圾在运输阶段和处理阶段的直接排放和间接排放。直接排放包括运输过程化石燃料的排放、 填埋过程的排放以及焚烧过程燃料的排放和矿物碳的排放,间接排放包括净购入电力和热力的排放。 7.2 基准线排放 基准线温室气体排放总量按公式(1)计算。 基准线直接温室气体排放按公式(2)计算。 BEdef=(pBE) (2) 式中:

46、 BEdirect 基准线直接温室气体排放量,单位(kgCO2e) BEi 基准线 i 方式处理绿化垃圾的直接排放,单位(kgCO2e) i 绿化垃圾处理方式,填埋或焚烧 pi 处理方式 i 所占比例 % 基准线间接温室气体排放按公式(3)计算。 BEkdef= BE电力+ BE热力 (3) BE电力 基准线外购电力消耗的排放量,单位为千克二氧化碳当量(kgCO2e) BE热力 基准线外购热力消耗的排放量,单位为千克二氧化碳当量(kgCO2e) 35 焚烧处理产生的直接排放用公式(4)计算 BE焚烧= BE矿物碳+ BE燃料 (4) BE矿物碳 基准线绿化垃圾矿物碳焚烧的排放,单位(kgCO2

47、e) BE燃料 基准线焚烧过程和运输过程燃料的排放,单位(kgCO2e) 矿物碳焚烧的 CO2排放用公式(5)计算 BE矿物碳= M1078CCWFCFF44/12 (5) BE矿物碳 基准线矿物碳焚烧的 CO2排放量(kgCO2) M 绿化垃圾质量(t) CCW 绿化垃圾碳含量(%) FCF 绿化垃圾中矿物碳成分含量(%) F 燃烧效率(%) 44/12 C 转化成 CO2的系数 化石燃料燃烧产生的 CO2排放用公式(6)计算 BE燃料=(ADlNCVlCClOFl44/12lGWP,-D) (6) ADl 化石燃料 i 消耗量,单位 t GWP,-D CO2全球升温潜势值 NCVl 第 i

48、 种化石燃料的平均低位热值,其中固体或液体燃料单位为GJ/t,气体燃料单位为 GJ/万 m3 CCl 第 i 种化石燃料的单位热值含碳量,单位为 tC/GJ OFl 第 i 种化石燃料的碳氧化率% 填埋处理产生的排放用公式(7)计算 36 BE填埋=M1078MCFDOCrstu1612 R (1 OX) stu (7) BE填埋 基准线填埋的 CH4排放量(kgCO2e) MCF 甲烷修正因子 DOC 可降解有机碳含量(kg/t) DOCf 可分解的有机碳比例(%) FCH4 甲烷在垃圾填埋气体中的比例(%) 16/12 C 转化成 CH4的系数 R 甲烷回收量(kg) OX 氧化因子 GW

49、P,0u CH4全球升温潜势值 净购入电力产生的 CO2排放,采用公式(8)计算 BE电力= AD电力EF电力GWP,-D (8) AD电力 净购入电力消耗量,单位 kwh EF电力 电力对应的 CO2排放因子,单位为 kgCO2/kwh 净购入热力产生的 CO2排放,采用公式(9)计算 BE热力= AD热力EF热力GWP,-D (9) AD热力 净购入热力消耗量,单位 GJ EF热力 热力对应的 CO2排放因子,单位为 kgCO2/GJ 37 8. 项目情景 8.1 项目情景确定 项目情景下,采用堆肥处理绿化垃圾。项目情景排放包括绿化垃圾在运输阶段和处理阶段的直接排放和间接排放。直接排放包括

50、运输过程化石燃料的排放和堆肥过程的排放,间接排放包括净购入电力和热力的排放。 8.2 项目情景排放 项目情景温室气体排放总量按公式(1)计算。 项目情景直接温室气体排放按公式(10)计算。 PEdirect= PECH4+PEN2O+PE燃料 (10) 式中: PEdirect 项目情景直接温室气体排放量,单位为千克二氧化碳当量(kgCO2e) PECH4 项目情景 CH4排放量,单位为千克二氧化碳当量(kgCO2e) PEN2O 项目情景 N2O 排放量,单位为千克二氧化碳当量(kgCO2e) PE燃料 项目情景化石燃料排放量,单位为千克二氧化碳当量(kgCO2e) 项目情景与基准线间接温室

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