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垃圾填埋气体回收利用和生活垃圾焚烧发电项目的CDM方法学分析垃圾填埋气体回收利用和生活垃圾焚烧发电项目的CDM方法学分析【摘要】城市生活垃圾处理过程中会产生温室气体排放，尤其是传统的生活垃圾填埋方式。
通过实施填埋气体收集利用以及填埋之外的垃圾处理技术清洁发展机制（CDM）项目，不仅可以使垃圾作为能源和资源得到有效利用，还能实现固废管理领域的温室气体减排，并且获得额外的资金或技术援助。
本文简要分析了固废处理温室气体排放情况，并以具体项目为案例，介绍了生活垃圾填埋气体回收利用和垃圾焚烧发电CDM项目开发和实施，着重分析此类项目的温室气体减排量计算及监测要求，为类似项目开发提供参考。
【关键词】 CDM，城市生活垃圾处理，填埋气利用，焚烧发电1．概述随着城市化进程的加快和居民生活水平的提高，城市生活垃圾的数量随之增加。
近几年中国城市生活垃圾每年以8%-10%的速度增长，中国已成为世界上垃圾包袱最重的国家之一，城市生活垃圾的增长已成为制约中国可持续发展的潜在因素。
如何妥善管理城市生活垃圾，对于中国乃至全世界都具有重要的意义。
城市生活垃圾成分复杂、数量巨大，是环境的主要污染源之一。
垃圾填埋降解产生的填埋气是一种温室气体，每年约3%-4%的人为温室气体排放是来自填埋气体中的甲烷[1]。
目前最常见的生活垃圾处理方法有填埋和焚烧两种。
我国现有的垃圾处理设施中约80%是填埋。
由于中国生活垃圾成分和经济发展的特点，在今后相当长的时间里，填埋仍将是我国城市生活垃圾的主要处置方式。
近年来，垃圾焚烧技术因使垃圾处理达到无害化、减量化和资源化水平，引起了社会各界高度关注。
焚烧发电技术已成为极具发展潜力的新兴产业，国家发展改革委员会已把城市生活垃圾焚烧发电确定为重点扶持的产业。
此外，生活垃圾经适当处理，不仅可从中回收废旧物资，还可以转化为能源，满足人类社会生产生活的需要。
例如，生活垃圾经填埋产生甲烷气体可回收发电；经焚烧产生余热，可发电或供热；经过好氧堆肥，生产肥料可施用于土壤；经厌氧发酵产生沼气可回收发电。
下坪场填埋气体收集利用及CDM工程摘要：深圳市下坪固体废弃物填埋场（简称“下坪场”）是采用90年代初国际先进的填埋技术标准建设运营的卫生填埋场，从1997年开始投入使用，至2008年底已填埋垃圾1100多万吨，目前日均处理生活垃圾3600吨，最大填埋深度已达60多米，填埋气体产生量已经很大，一般来说，填埋深度达10米以上，填埋气体就有收集和利用价值，因此，下坪场积极利用填埋气体，开展一系列的填埋气体收集利用工程与CDM项目，从而推动环境治理和资源再生利用，实现了城市生活垃圾“无害化、资源化再生利用”的目标。
关键词：填埋气体；收集利用；CDM工程1、前言深圳市下坪固体废弃物填埋场是采用90年代初国际先进的填埋技术标准建设运营的卫生填埋场，场区占地149公顷，工程规划分三期建设，总库容达4693万立方米，服务年限在30年以上。
下坪场于1997年投入使用，至2008年底已填埋垃圾1100多万吨，目前日均处理生活垃圾3600吨，最大填埋深度已达60多米，填埋气体产生量已经很大，一般来说，填埋深度达10米以上，填埋气体就有收集和利用价值，因此对下坪场而言，填埋气体的收集和利用既重要，又紧迫。
2、下坪场填埋气体的收集利用城市生活垃圾在填埋过程中由于有机物被微生物分解而产生填埋气体（俗称沼气），主要成分为甲烷、二氧化碳、氮气、氧气、硫化氢等。
填埋气体既是一种大气污染源，还可能引起填埋场火灾和爆炸事故的发生；同时，因其中含有高浓度的甲烷气体（大于50%）又是一种有效的资源。
据测算，下坪场2006年产生填埋气体约10671万立方米，预计在2021年达到最大值，为31892万立方米/年。
为减少环境污染，有效利用能源，深圳市环卫处、下坪场于2004年开始在下坪场内建设填埋气体收集、发电及填埋气体提纯制备汽车燃料（CNG: Compressed Natural Gas）利用工程，同时申报清洁发展机制（CDM: Clean Development Mechanism）项目。
浅析城市生活垃圾填埋气体利用垃圾填埋气体是一种由城市生活垃圾所产生的有害废气，这些废气富含甲烷等有害气体，严重污染了环境和空气质量。
因此，在城市生活垃圾处理过程中，垃圾填埋气体的利用值得我们深入探讨。
垃圾填埋气体利用主要有两种方式：一种是通过利用废气发电，另一种是通过焚烧废气来加热水、发电等。
利用废气发电的方式可以将废气转化为电能，减少了对传统能源的需求，并且可以将垃圾处理中产生的有害气体有效转化为可再生能源。
此外，利用废气发电能够减少垃圾填埋场面积，解决了空间短缺问题，也能够减少垃圾填埋场上的甲烷等有害气体的释放，最大限度地保护环境。
另一种方式是通过焚烧废气来加热水、发电等。
这种方法相对于废气发电更推荐使用。
因为焚烧后废气变得更干净且能够达到更高的温度，同样的热量会生产相应的电力更多，同时也更节省能源。
但是由于焚烧后仍未使垃圾减少，而且还可能污染空气质量，因此在实际应用中有望在垃圾分类到底后受到更多的支持。
综上所述，垃圾填埋气体的利用方法对于城市生活垃圾处理具有一定的价值和意义。
在垃圾处理过程中，我们应该推广这些新增可再生的能源，在保护环境的同时，也可以为经济的发展带来新的契机。
SWOT分析法是一种用来分析企业、项目、产品等的经典方法，其分析手法主要分为四部分，分别是：Strengths（强项）、Weaknesses（弱项）、Opportunities（机会）和Threats（威胁），简称SWOT分析，以此来评估关键因素在潜在目标内部和外部环境中的情况，并指出潜在的未来发展方向。
在进行SWOT分析时，首先需要明确分析的对象，它可能是一个企业、一个产品或者一个项目。
我们需要对其进行全面而系统的分析，列出其强项和弱项，其机会和威胁，以此来给予指引。
对于工作和事业而言，SWOT分析可以帮助我们更加清晰地了解自己的情况。
对于强项和机会，我们可以重点发展和利用；对于弱项和威胁，我们可以加以改进甚至避开。
我国垃圾焚烧发电CDM项目方法学获批
泰达环保有限公司历经一年半时间完成的“垃圾焚烧发电方法学”，已于3月底获联合国清洁发展机制（CDM）项目管理机构批准，并纳入方法学AM00025中。
垃圾焚烧发电项目既可以在上网发电（供热）方面替代火力发电（供热）方式减少了燃煤所产生CO2，又可在生活垃圾处理方面消除垃圾卫生填埋处理产生的CH4排放，具有双重减排效果。
然而在泰达环保开发“垃圾焚烧发电方法学”前，由于没有相应的计算和监测方法，使得垃圾焚烧发电项目虽然从理论上符合清洁发展机制的概念，但没有实际操作的依据，从而使该类项目无法申报CDM。
泰达环保攻关完成的“垃圾焚烧发电方法学”获批后，为垃圾焚烧发电项目参与碳交易打开了方便之门。
以一个日处理垃圾1000吨，年上网发电8000万度的垃圾焚烧发电项目为例，该项目如果能够成功申报为CDM 项目，其年均温室气体减排量将达到12万吨，按目前市场价8欧元每吨计，项目年温室气体减排收入将达到900万元以上。
这不仅为企业增加了碳减排收益，而且大大的提高了企业节能减排的积极性。
据了解，作为“垃圾焚烧发电方法学”申报主体的贯庄垃圾发电项目将在年内开工，预计2008年建成投产。
该项目设计能力日处理生活垃圾1000吨、年发电量8000万千瓦时。
垃圾填埋气体回收利用和生活垃圾焚烧发电项目的CDM方法学分析【摘要】城市生活垃圾处理过程中会产生温室气体排放，尤其是传统的生活垃圾填埋方式。
通过实施填埋气体收集利用以及填埋之外的垃圾处理技术清洁发展机制（CDM）项目，不仅可以使垃圾作为能源和资源得到有效利用，还能实现固废管理领域的温室气体减排，并且获得额外的资金或技术援助。
本文简要分析了固废处理温室气体排放情况，并以具体项目为案例，介绍了生活垃圾填埋气体回收利用和垃圾焚烧发电CDM项目开发和实施，着重分析此类项目的温室气体减排量计算及监测要求，为类似项目开发提供参考。
【关键词】 CDM，城市生活垃圾处理，填埋气利用，焚烧发电1．概述随着城市化进程的加快和居民生活水平的提高，城市生活垃圾的数量随之增加。
近几年中国城市生活垃圾每年以8%-10%的速度增长，中国已成为世界上垃圾包袱最重的国家之一，城市生活垃圾的增长已成为制约中国可持续发展的潜在因素。
如何妥善管理城市生活垃圾，对于中国乃至全世界都具有重要的意义。
城市生活垃圾成分复杂、数量巨大，是环境的主要污染源之一。
垃圾填埋降解产生的填埋气是一种温室气体，每年约3%-4%的人为温室气体排放是来自填埋气体中的甲烷[1]。
目前最常见的生活垃圾处理方法有填埋和焚烧两种。
我国现有的垃圾处理设施中约80%是填埋。
由于中国生活垃圾成分和经济发展的特点，在今后相当长的时间里，填埋仍将是我国城市生活垃圾的主要处置方式。
近年来，垃圾焚烧技术因使垃圾处理达到无害化、减量化和资源化水平，引起了社会各界高度关注。
焚烧发电技术已成为极具发展潜力的新兴产业，国家发展改革委员会已把城市生活垃圾焚烧发电确定为重点扶持的产业。
此外，生活垃圾经适当处理，不仅可从中回收废旧物资，还可以转化为能源，满足人类社会生产生活的需要。
例如，生活垃圾经填埋产生甲烷气体可回收发电；经焚烧产生余热，可发电或供热；经过好氧堆肥，生产肥料可施用于土壤；经厌氧发酵产生沼气可回收发电。
在《京都议定书》框架内的清洁发展机制（CDM）激励下，开发垃圾处理领域的CDM项目不仅能实现温室气体减排，参与国际碳减排交易，还能使我国生活垃圾处理设施建设获得额外的资金或技术援助。
2．生活垃圾处理CDM项目及方法学探讨生活垃圾经填埋产生甲烷气体回收发电、垃圾焚烧发电或供热、垃圾堆肥、厌氧发酵等均有申请CDM项目的可能性，甚至垃圾分类收集、分选系统的建立也具有CDM潜力。
根据UNFCCC的统计[2]，截至2010年5月25日，在联合国执行理事会（EB）注册的CDM项目共有2213个，其中垃圾处理项目有469个，约占总数的17%（见图1）。
图1. 注册项目数按类型分布图我国注册的填埋气回收利用项目共有23个，其中6个已成功获得EB签发的经核证的减排量（CER），共计减排量约42万吨二氧化碳当量；焚烧发电项目仅有1个注册，未签发CER。
根据中国清洁发展机制网站统计[3]，截至目前国家发改委批准的垃圾处理项目约有70个，其中垃圾焚烧发电项目有19个，填埋气回收利用CDM项目有45个，见下表1和表2。
表1. 国家发改委批准的焚烧发电CDM项目（截止到2010-4-14）减排量单位（tCO2e）4 / 13表2. 国家发改委批准的填埋气回收利用CDM项目（截止到2010-4-14）减排量单位（tCO2e）5 / 136 / 13为确保CDM 项目产生长期的、实际可测量的、额外的减排量，CDM 执行理事会（EB ）提供了一套有效的、透明的和可操作的方法学指南及相关工具。
方法学指南主要包括基准线确定、额外性评价、项目边界界定和泄漏估算、减排量计算、监测要求和CDM 项目设计报告格式等。
下面主要对填埋气回收发电与垃圾焚烧发电CDM 项目方法学中减排量和监测要求进行分析，为类似项目的申请和签发提供参考。
2.1 填埋气体回收利用CDM 项目填埋气体回收利用CDM 项目主要采用方法学ACM0001“经批准的填埋气体回收利用项目整合的方法学”。
ACM0001至今已更新到第11版，对基准线的界定，温室气体减排量的计算和监测要求也日趋严格。
2.1.1 适用条件方法学ACM0001适用于下述填埋气体回收利用方式： （1）气体收集后燃烧（2）气体收集后产能（例如发电或供热） （3）气体收集后通过天然气管道供最终用户使用 2.1.2 温室气体减排量分析 （1）填埋产气量预测模型填埋气产量直接决定项目产生的减排量大小。
对于某一特定的垃圾填埋场而言，产气量取决于填埋年份和垃圾中的可降解有机物的数量和性质。
目前，准确预测填埋场产气量比较困难。
填埋场产气量的预测模型有很多种，根据研究对象不同，可分为产气速率模型和产气量模型；根据对系统的认识程度，可分为经验模型、化学计量模型、动力学模型和生态模型[4]。
目前应用广泛的模型包括IPCC 模型（一阶降解动力学模型FOD ）、德国估算模型（经验模型）、Scholl Canyon 模型（一级动力学模型）、Gardner 动力学模型和Marticorena 动力学模型等。
方法学ACM0001采用一级降解模型计算填埋场产气量。
Q CH4 = ∑∑=----⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅-yx jkx y k jxj fjj eeDOCWMCF DOCF OX1)(,)1(1216)1(式中：Q CH4：填埋场产甲烷量（tCH 4）OX：填埋场甲烷氧化因子（表示填埋场产生的甲烷在土壤或其他覆盖物中被氧化的比例）F：填埋气中甲烷含量（体积比）DOC f：可分解的可降解有机碳（DOC）百分比MCF：甲烷校正因子W j,x：第x年填埋的j类有机垃圾数量（吨）DOC j：j类垃圾中可降解有机碳的百分比（质量比）k j：j类垃圾的降解速率16/12：甲烷和碳的转换系数j：垃圾成分种类x：在计入期间的年份：x是从计入期的第一年（x=1）至计算排放量产生的年份y（x=y）y：计算甲烷排放量的年份从以上公式可以看出，填埋气的产量与垃圾成分、降解速率、有机碳含量等因素有关，各种参数的取值大小都会影响填埋气产量预测结果，从而影响减排量的估算。
（2）减排量的计算以填埋气发电上网为例分析减排量计算方法。
无项目活动时的基线排放量扣除项目活动产生的温室气体排放量，结果即为实施项目活动产生的减排量。
基准线排放量包括填埋气体直接排空和替代火力发电的碳排放量。
项目产生的排放量主要来自项目运行过程中燃烧化石燃料或使用额外电量。
2.1.3 监测要求CDM项目运行过程中，制定并执行监测计划是CDM项目的一大特点。
由于温室气体减排量无法通过具体的实物形式体现，CDM执行理事会认可由具有资质的第三方审查机构（DOE）对项目的运行情况进行定期核查，以核证在一定时期内项目产生的温室气体减排量是真实的，并且可以量化，从而最终能够实现国际碳减排交易。
因此，CDM项目一旦注册成功，除按照国家相关标准运行管理外，项目业主还必须按照CDM的要求，制定项目运行监测计划，并严格执行监测计划，对方法学要求的参数进行监测，制定监测数据的读取、记录、核对、存档等程序，构建监测组织，对监测人员进行培训等。
填埋气CDM项目需要严格按照方法学的要求、指标、参数和频率制定监测计划，进行减排量监测。
监测参数主要包括填埋气收集量、利用量、发电设备发电量、上网电量、火炬燃烧量、填埋气中甲烷含量等。
气体流量必须连续监测。
2.1.4 典型案例上海老港填埋场是目前中国最大的生活垃圾卫生填埋场，生活垃圾日填埋量约7000吨。
老港填埋场填埋气回收发电CDM项目已于2009年8月通过国家发展改革委员会的批准。
发电装机容量将达到15MW，并入华东电网，从而替代以火电为主的华东电网提供的等量电量。
除发电所消耗的填埋气体外，剩余的填埋气以及发电机检修时收集的所有填埋气将通过封闭式火炬直接点燃后排放。
按照方法学一级降解模型计算，该项目年减排量约为74万吨二氧化碳当量。
主要监测参数如图2所示。
图2. 填埋气回收发电CDM项目主要监测参数2.2生活垃圾焚烧发电CDM项目生活垃圾采用焚烧而不是填埋方式处理，可以避免填埋气体产生，从而大大减少温室气体排放。
基于此概念生活垃圾焚烧项目可以开发成为CDM项目。
适用于生活垃圾焚烧的方法学为AM0025：改变废弃物处理方式，避免有机废弃物产生的温室气体排放。
截至目前，此方法学已更新至第11版。
2.2.1 适用条件生活垃圾焚烧项目必须满足如下条件，才能采用方法学AM0025开发成为CDM项目：•垃圾在储坑内储存时间不得超过10天，并且储坑内的状态不能导致垃圾厌氧降解产生甲烷；•垃圾组成成分数据可得；•焚烧余热用于发电和/或供热，发电上网和/或现场自用；•尽管有法律法规强制性规定必须采用焚烧方法处理垃圾，但填埋处理仍然是当前主要的垃圾处理方式；•如有法律法规要求垃圾焚烧处理，在计入期内垃圾焚烧处理的比例小于50%；•不涉及焚烧工业垃圾和医疗垃圾；•辅助化石燃料燃烧产生的能量不能超过焚烧炉中产生的总能量的50%；2.2.2 温室气体减排量分析生活垃圾焚烧项目产生的减排量等于基准线排放量减去项目排放量和泄露量。
（1）基准线排放量包括：•垃圾焚烧处理，从而避免填埋产生的填埋气体；•焚烧余热发电，替代燃烧化石燃料的电量，包括电网和自备火力电厂供电。
（2）项目排放量包括：•项目额外使用电网或自备电厂电量所产生的排放量；•燃烧化石燃料所产生的排放量，主要来自焚烧过程中使用的辅助燃料（如柴油、天然气、煤等）；•垃圾焚烧过程所产生的排放量，包括焚烧塑料类垃圾（即在自然界不会降解的垃圾成分，其中的碳含量为化石碳）产生的CO2排放；焚烧垃圾产生的N2O和CH4；•垃圾渗滤液如果采用厌氧方式处理，需计算厌氧处理产生的沼气排放。
（3）泄漏量包括：•若垃圾收集点到焚烧厂的距离大于到填埋场的距离，还需计算增加的运输距离内运输垃圾所产生的排放；•垃圾焚烧后残渣中残碳含量。
2.2.3 监测要求针对垃圾焚烧发电项目，方法学要求监测如下参数：•上网电量；额外消耗的电量；•使用的辅助燃料种类、数量；•生活垃圾成分、焚烧量、化石碳含量、取样样品性质及数量；•垃圾焚烧后的残渣量及残碳含量；•烟囱尾气流量及CH4和N2O含量；•渗滤液处理的沼气流量、温度、压力、甲烷含量•燃烧沼气的火炬燃烧效率及其他运行参数。
生活垃圾焚烧厂在设计和运行过程中，对上下网电量、辅助燃料使用量、垃圾成分、焚烧量、残渣量、烟囱尾气流量等均配置有计量装置。
化石碳主要是指在自然界不能生物降解的碳元素，如垃圾中的塑料、橡胶等含化石碳。
项目设计时采用IPCC缺省值（表3）作为事前估算化石碳含量，并且在项目运行过程中进行监测。
要求按照美国标准ASTM D6866-08和ASTM D7459-08，每年测定垃圾中的化石碳含量。
