我國城鄉多源有機固廢資源化利用研究
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Resource Recycling of Multi-source Organic Solid Wastes in Urban and Rural Areas of China
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摘要
城鄉多源有機固體廢棄物（固廢）資源化利用是“無廢城市”建設、循環經濟發展的重要依托，“雙碳”目標的提出也對城鄉多源有機固廢資源化利用提出了新的更高要求。本文從生活垃圾、污水廠污泥、農業有機固廢3個方面出發，梳理了我國城鄉多源有機固廢資源化利用的基本進展，凝練出城鄉多源有機固廢資源化利用在總體規劃與頂層設計、協作管理與費用機制、技術創新及轉化等方面存在的突出問題，提出了以生物處理為核心的多源協同資源化、以熱化學處理為核心的多源協同安全處置、多源有機固廢集約化／園區化協同處置等關鍵技術路徑。研究建議，系統謀劃面向減污降碳雙重目標的中長期總體規劃和頂層設計，加強多學科交叉與“產學研用”協同以推動關鍵核心技術創新應用與產業升級，健全制度體系并建立跨部門協作的管理體制和市場化的價格機制，以此縱深推進城鄉多源有機固廢資源化利用。
Abstract
The resource recycling of organic solid wastes in urban and rural areas is crucial for the development of waste-free cities and a circular economy. The carbon peaking and carbon neutralization goals proposed by China also impose new and higher requirements for the resource recycling of these multi-source organic solid wastes in urban and rural areas. This study summarizes the basic progress of the resource recycling of multi-source organic solid wastes in urban and rural areas in China from the perspectives of household wastes, sewage sludge, and agricultural wastes, and identifies the prominent problems in overall planning and top-level design, collaborative management and cost mechanism, as well as technological innovation and transformation. Moreover, it proposes three key technical paths for the resource recycling, including multi-source collaborative recycling centered on biological treatment, multi-source collaborative safe disposal centered on thermochemical treatment, and intensive/park-based collaborative disposal of multi-source organic wastes. Furthermore, the following suggestions are proposed: forming the medium- and long-term overall planning and top-level design for pollution and carbon reduction, strengthening interdisciplinary integration and industry‒university‒research‒application collaboration, and improving the institutional system by establishing a cross-departmental collaborative management system and a market-based pricing mechanism to promote the innovative application of key core technologies and industrial upgrading.
關鍵詞
城鄉多源有機固廢 / 資源化 / 減污降碳 / 技術路徑 / 園區化
Keywords
multi-source organic solid wastes in urban and rural areas / resource recycling / reduction of pollution and carbon emissions / technical path / park planning
引用本文
導出引用
一 前言
近年來，世界主要經濟體普遍將發展循環經濟作為破解資源環境約束、應對氣候變化、培育經濟新增長點的基本路徑，一些發達國家和地區提出了“無廢社會”的目標。例如，歐盟發布了《歐洲綠色新政》（2019年），提出到2050年資源開采與經濟脫鉤、實現零廢棄物的目標[1]。在我國，隨著“無廢城市”建設的深入推進、“雙碳”目標的提出，城鄉有機固體廢棄物（固廢）的資源化利用面臨著新的更高要求；實施全面節約戰略、推進各類資源節約和集約利用、加快構建廢棄物循環利用體系，成為重要的發展任務。城鄉多源有機固廢資源化利用對于實施全面節約戰略、保障國家資源安全、積極穩妥推進“雙碳”目標、加快發展方式綠色轉型具有重要意義。
城鄉多源有機固廢包括生活垃圾（如家庭廚余垃圾、餐廚垃圾、其他廚余垃圾）、污水廠污泥、農業有機固廢（如農業秸稈、畜禽糞污）等。隨著經濟快速發展、居民生活水平提高，我國城鄉多源有機固廢的產生量迅速增長，年產生量超過6×109 t（約占固廢產生總量的50%），居世界首位[2]。城鄉有機固廢種類多、產生量大、覆蓋面廣，具有高混雜、高有機、高含水、易腐敗等特性；如不妥善處理和利用，將嚴重污染環境、造成資源極大浪費，也會排放大量的CH4、N2O等溫室氣體。在世界范圍內，有機固廢是CH4的第三大排放源，相應占比達到26%[1]。我國《甲烷排放控制行動方案》（2023年）也對有機固廢的處理與資源化利用提出了明確要求。
傳統上，我國城鄉有機固廢以填埋處置為主，導致資源未得到有效利用[2]。近年來，我國對固廢問題的重視程度、科技投入都在提高，促進了城鄉有機固廢處理技術的迅速發展，基本形成以焚燒處理為主，厭氧消化、好氧堆肥為輔，應急填埋保底的處理處置體系；生活垃圾、污水廠污泥的無害化處理率分別為100%、61.6%，畜禽糞污、農業秸稈的綜合利用率分別為78%、88.1%[2~4]。也要注意到，我國城鄉有機固廢處理處置仍側重末端治理，資源化利用水平不高，與發達國家相比還有較大的提升空間，主要體現在垃圾分類后焚燒設施產能過剩、濕垃圾厭氧沼渣資源化利用率有待提升、區域發展不平衡、存量填埋設施環境風險隱患大等方面。污泥厭氧消化是國外污水處理廠回收有機物化學能的主要方式，厭氧消化比例超過60%，而我國僅有不足5%的污水處理廠采用了這一工藝[5]。畜禽糞污和秸稈以還田利用為主，而高值資源化利用模式未得到有效開發。在國家大力推動協同減污降碳、“無廢城市”建設、循環經濟發展的背景下，明晰面向未來的城鄉多源有機固廢綠色低碳發展路徑、構建可持續發展模式，是有機固廢處理處置行業亟待研究的課題。
本文圍繞城鄉多源有機固廢資源化利用主題，梳理相關廢棄物的產生與處理處置現狀，剖析資源化利用面臨的突出問題，針對性提出實施路徑和發展建議，以期為有機固廢行業綠色低碳發展、城鄉人居環境明顯改善等提供理論支撐與應用參考。
二 我國城鄉多源有機固廢資源化利用現狀
（一） 生活垃圾產生量與處理處置現狀
生活垃圾主要包括干垃圾、濕垃圾、可回收物、有害垃圾。2022年，我國地級以上城市和縣域的生活垃圾清運量為3.12×108 t，包含城市生活垃圾清運量2.44×108 t，縣域生活垃圾清運量6.7×107 t[3]。自2019年起，在全國范圍內推廣垃圾分類，已有46個重點城市基本建成生活垃圾分類系統[6]。從垃圾分類的實施情況來看，在保證精準分類質量的前提下，餐廚垃圾分出量約占生活垃圾清運量的10%~15%，家庭廚余垃圾、其他廚余垃圾分出量約占生活垃圾清運量的10%~20%[7~9]。從上海市垃圾分類的實施效果來看，2021年濕垃圾日平均產量超過1×104 t，約占生活垃圾總量的40%[10]。按照濕垃圾占比為40%進行估算，我國濕垃圾年產生量約為1.25×108 t。隨著垃圾分類的深入推進，廚余垃圾的產生量將持續增長，預計2025年我國廚余垃圾產生量可達1.7×108 t[11]。
我國城鎮生活垃圾在早期以混合填埋為主，隨著垃圾填埋設施趨于相對飽和以及“無廢城市”建設、垃圾分類的推進實施，垃圾焚燒設施建設進入高峰期；垃圾填埋比例逐年降低，而焚燒處理比例明顯增加。2022年，全國地級以上城市的生活垃圾無害化處理率接近100%，共建有焚燒廠648座、衛生填埋場444座、其他處理設施307座；垃圾焚燒處理量約為1.95×108 t，占處理總量的79.9%，衛生填埋處理生活垃圾約為3.04×107 t，相應占比為12.46%[3]。
濕垃圾高含水、易腐敗，未分類生活垃圾采用焚燒處理會浪費大量的能源；在垃圾分類后，濕垃圾通過厭氧生物處理可穩定易腐有機物，同時回收生物質能。發達國家的濕垃圾處理主要采用厭氧消化技術，占比約為90%[12]。2011—2015年，我國在100個城市開展了餐廚廢棄物資源化利用和無害化處理試點，主要采用濕式厭氧處理技術。自2016年起，我國在普遍推行垃圾分類制度后才開始建設廚余垃圾處理設施，起步較晚；目前在濕垃圾處理方面形成了以厭氧消化技術為主、好氧制肥技術為輔、昆蟲法和飼料化等為補充的處理技術路線[13]。截至2020年年底，我國建成濕垃圾集中處理設施216座，日處理能力為3.9×104 t，其中87.5%的處理設施采用厭氧消化工藝；在建濕垃圾處理設施197座，建成后將增加日處理能力2.4×107 t [13]。
（二） 污水廠污泥產生量與處理處置現狀
污泥是城鎮生活污水處理的過程產物，污水在凈化處理后有超過50%的污染物聚集在污泥中。污泥富集了有機物、氮磷營養物質、病原菌、重金屬等，具有“污染”“資源”雙重屬性，若處理不當會對水、土壤、大氣造成嚴重污染，危害居民身體健康。隨著我國城鎮化進程加快，污泥產生量快速增加。2022年，我國地級以上城市和縣域累計年處理污水量為7.38×1010 m3，相應的污泥年產生量為7.88×107 t（含水率80%），居世界首位；其中，地級以上城市的污泥產生量為6.85×107 t，占污泥總產量的87%[3]。未來，隨著污水處理基礎設施的進一步完善，預計2025年我國城鎮污泥年產量可達9×107 t [5]。
我國污泥處理處置起步較晚，早期存在“重水輕泥”現象，以簡易填埋為主，造成占用土地、浪費資源、存在二次污染風險等問題。近年來，國家提高了對污泥問題的重視程度，加大科技投入，支持研發了適合國情、針對泥質的關鍵技術與裝備并開展了工程示范；污泥的無害化處理處置比例逐年提高，基本形成了厭氧消化+土地利用、好氧發酵+土地利用、干化焚燒+灰渣填埋或建材利用、深度脫水+應急填埋4條處理處置技術路線[5]。截至2022年年底，全國建成約400個污泥處理處置項目（不含填埋處置），年處理總規模為4.85×107 t，污泥無害化處理率約為61.6%。其中，焚燒+灰渣填埋或建材利用、厭氧消化+土地利用、好氧發酵+土地利用技術路線的應用占比分別為65.4%、15.6%、9.6%，其他處理處置方式占比為9.4%[4]。
（三） 農業有機固廢產生量與處理處置現狀
農業有機固廢主要包括畜禽糞污、農作物秸稈，產生量大、種類多，是城鄉多源有機固廢的重要組成部分。畜禽糞污指畜禽養殖過程中排放的廢棄物，包括畜禽糞便、養殖廢水；含有大量有機物、氮磷營養物質、細菌和病原體，是農業面源污染的主要來源、畜牧業碳減排的重要環節。2015年，全國畜禽糞污年產量約為3.8×109 t，其中畜禽直接排泄的糞便約為1.8×109 t、養殖過程產生的廢水量約為2×109 t，綜合利用率不足60%[14]。在《第二次全國污染源普查公報》（2020年）的基礎上測算，2021年全國畜禽糞污年產量約為3.05×109 t，其中畜禽直接排泄的糞便約為1.44×109 t，養殖過程產生的廢水量約為1.61×109 t。2021年的全國畜禽糞污產量相比2015年降幅為19.7%，主要原因是國家推行節水型清糞工藝。農業農村部的統計數據表明，2022年我國畜禽糞污綜合利用率達到78%，相比2015年提高了30%以上。畜禽糞污的利用途徑主要有好氧發酵肥料化利用、厭氧發酵制沼氣，形成了南方地區的“豬 - 沼 - 糧（果、魚）”、北方地區的“四位一體”等多元化生態農業模式。
農作物秸稈是重要的生物質固廢，資源化潛力極大。按照我國糧食作物種植面積測算，2022年秸桿理論資源量約為9.77×108 t，可收集的秸桿量約為7.37×108 t；水稻、小麥、玉米秸稈是主要類型，分別為2.2×108 t、1.75×108 t、3.4×108 t。根據《全國農作物秸稈綜合利用情況報告》（2022年），我國初步形成了以秸稈農用為主、多元利用的發展格局，2021年全國農作物秸稈利用量為6.47×108 t，秸稈綜合利用率為88.1%。秸稈還田是我國秸稈處理處置的主要途徑，還田量為4×108 t，秸稈離田利用量為2.47×108 t；飼料化、肥料化、燃料化、基料化、原料化利用比例分別為76.9%、7.8%、8.9%、3.8%、2.6%。
整體來看，我國城鄉多源有機固廢無害化處理與資源化利用取得了一定的進展，形成了以焚燒處理為主，厭氧消化、好氧堆肥為輔，應急填埋保底的處理處置體系。然而，我國有機固廢產量大、涉及面廣，高混雜、高堆存、高風險等問題尤為突出，現有的處理能力依然不能滿足分類處理需求，資源化處理相對滯后。“十四五”時期，我國生態文明建設進入協同推進減污降碳、促進經濟社會發展全面綠色轉型、實現生態環境質量改善由量變到質變的關鍵時期，對城鄉多源有機固廢處理與資源化提出了新的更高要求。有機固廢處理承載著減污降碳雙重任務，實現協同減污降碳是后續的重點發展方向。
三 我國城鄉多源有機固廢資源化利用存在的突出問題
（一） 有機固廢處理處置與碳減排、循環經濟融合統籌不足，總體規劃與頂層設計缺乏
發達國家和地區普遍將“零廢棄”、循環經濟作為經濟社會發展的重點戰略，將減量化、資源化列入有機固廢管理的優先層級，在較高層面制定中長期發展規劃。我國發布了“無廢城市”、垃圾分類、循環經濟、減污降碳等方面的政策文件，用于規范和推動2030年前有機固廢行業的發展，但沒有制定中長期推進有機固廢資源化利用的總體目標、時間表、路線圖；著眼未來，城鄉多源有機固廢處理處置需兼顧減污、降碳、資源化利用。我國有機固廢處理處置仍側重末端治理，而未形成全過程（從源頭到末端）減排增效的綜合治理體系，造成上下游脫節、資源化利用水平和能源效率低、與碳減排和循環經濟的融合統籌不足。主要原因有：統籌污染控制、資源化利用、碳減排的法律規章與標準體系欠缺，未形成覆蓋城鄉多源有機固廢處理處置全生命周期的碳排放核算與評價體系，碳減排未納入約束性指標。需在減污降碳雙重約束下構建我國城鄉多源有機固廢資源化利用的全鏈條技術和管理體系，提高無害化處理與資源化利用水平。
（二） 跨部門協作管理機制和費用機制不完善
城鄉多源有機固廢管理涉及多個部門，而各部門發布的相關標準主要針對獨立管轄范圍內的有機固廢及處理處置環節；不同部門制定的標準可能存在不協調之處，導致城鄉多源有機固廢的處理處置各環節尚未貫通，不利于處理產物資源化利用和行業健康發展[15]。例如，厭氧消化+土地利用是實現污泥和濕垃圾資源化利用的最佳技術路線，但穩定化水平較低、各部門管理邊界不清晰、跨部門政策不協調，導致我國污泥土地利用比例遠低于發達國家水平[5]。
城鄉多源有機固廢具有“污染”“資源”雙重屬性。污染物削減是首要任務，但目前有機固廢的處理收費整體偏低，忽視了污染削減帶來的環境效益，不合理的價格機制不利于行業可持續發展。以秸稈和畜禽糞污為例，收購成本高、政府補貼機制缺乏、市場激勵機制不足，沒有形成可持續的商業模式。費用機制不完善也導致城鄉多源有機固廢處理處置的最終產品（如沼氣、熱能、電能、其他資源化產品）存在入網困難、市場化流通不暢等問題。
（三） 關鍵技術創新及轉化不足
近年來，有機固廢的資源化利用開始得到國家高度重視，科學技術、生態環境等部門開始支持相關技術研發和產業發展。然而，我國城鄉多源有機固廢處理主要以末端污染控制為主，資源化水平與發達國家存在較大差距，通過關鍵技術攻關提升資源化利用水平成為發展亟需。傳統的濕垃圾厭氧資源化處理普遍存在沼液處理、沼渣出路方面的問題[16]。干發酵處理效率高、占地面積小，是歐洲有機垃圾的主要發酵工藝；而在我國應用占比非常低，直接用于廚余垃圾處理需進行技術改進和應用優化[13]。有機固廢具有多介質、多組分交互作用的復雜特性，加之我國污泥有機質低、含砂量高，采用傳統的厭氧消化工藝存在轉化效率低、停留時間長、運行效益差的瓶頸。污泥是有機 - 水分高度混雜的非均相復雜體系，有機組分親水性較強，傳統的固液分離方式效率低、能耗高。當前，規模化養殖糞污量大且集中，就近消納土地不足，引發了種養結合失衡的問題；畜禽糞污和秸稈以還田利用為主，缺乏高值資源化利用技術。此外，“產學研”融合度不高，不少研究成果停滯在實驗室階段，科技成果轉化不足，規模化應用難度較大。核心技術、工藝體系尚未突破，資源轉化效率、產品附加值不高，裝備智能化、自動化水平有待提升，不適應產業高質量發展需求。
四 我國城鄉多源有機固廢資源化利用的關鍵技術路徑
（一） 以生物處理為核心的多源有機固廢協同資源化技術路徑
針對城鄉多源有機固廢，通過厭氧生物處理實現有機物的分解和生物質能的回收；沼氣經過凈化、提純后作為清潔能源使用，沼肥可還田利用或生產有機肥。以在鎮江市、肥城市、晉城市等地開展的城鄉多源有機固廢協同厭氧工程示范為基礎，未來繼續加大科技投入，著重從能量回收的角度，突破基于功能材料、電子調控、代謝調控的生物定向轉化新原理和新方法，進一步提升有機物轉化效率，推廣應用協同厭氧消化回收生物質能、沼氣熱電聯產或提純并網；從物質循環的角度，大力推廣穩定化產物土地利用、氮磷營養物質回收利用，尤其關注不可再生的戰略性磷資源的回收，貫通沼渣、沼液資源化利用途徑[17]。
發達國家和地區近年來提出了利用生物質制備高值生物燃料、生物基化學品的發展布局，以此部分保障能源安全，如生物質能源約占歐盟可再生能源的60%，以生物柴油為重點，生物天然氣、生物航空煤油等為補充[18]。我國在城鄉多源有機固廢燃料化、高值化利用方面與發達國家和地區存在較大差距，未來應積極探索利用生物天然氣制備綠色甲醇，用作遠洋船舶的“零碳”燃料；利用城鄉多源有機固廢制備生物基平臺化學品、生物基塑料、生物基溶劑、生物基表面活性劑等生物基高值產品，用于部分替代化石能源和礦產資源，提升經濟和環境效益。
（二） 以熱化學處理為核心的城鄉多源有機固廢協同安全處置技術路徑
城鄉有機固廢熱化學處理方式主要有協同焚燒、水泥窯協同、熱解氣化、熱解炭化等。以垃圾焚燒設施為例，協同處置餐廚與廚余垃圾厭氧沼渣、市政污泥、園林垃圾等有機固廢，可以解決焚燒設施入爐垃圾不足的問題，兼顧解決污泥、沼渣的出路難題。生活垃圾中的礦物碳主要來自塑料、橡膠等，增加對塑料的分選和利用將減少礦物碳釋放。為了進一步實現碳減排，需要采用余熱回收拓寬能源轉化與深度利用、應用蒸汽高參數技術提升發電效率、研發節能技術與設備降低廠用電率、減少自身能源與物料消耗等舉措。在資源循環、污染物控制、碳減排等方面，熱解氣化、熱解炭化技術具有應用優勢，相應的行業關注度逐步提高：前者將城鄉多源有機固廢在高溫下轉化為H2、CO、CH4等氣態產物，高熱值的合成氣可作為傳統天然氣的替代燃料，也可在催化劑作用下高效轉化為高品質液體燃料，形成熱解“氣化+X”的資源化模式；后者將城鄉多源有機固廢轉化為可用于燃料供應、土壤改良、建材利用、吸附劑的熱解炭。
（三） 城鄉多源有機固廢集約化／園區化協同處置技術路徑
城鄉多源有機固廢園區化協同處置將多類處理設施聚集在同一園區內，鏈接各類有機固廢處理處置設施中能量代謝過程的關鍵節點，促進能量的梯級利用和余熱回收，提高園區整體的能量利用率和資源回收率[19]；通過焚燒和衛生填埋設施，針對園區內無法回收利用的有機固廢殘渣進行末端兜底處置。建設產業園區將同步實現項目布局優化、集約化管理、土地資源節約等目標，共用處理處置設施，改善資源能源使用效率、發揮協同效應、提高管理水平、消除“鄰避”效應、規避社會責任風險，在最大程度上發揮協同處置優勢。目前，城市多源有機固廢園區化協同處置已經在上海市、深圳市、張家港市等地開展了先行示范與實踐，推動了固廢減量化、資源化、無害化、低碳化，為全國“無廢城市”建設提供了先進經驗。
將焚燒類、填埋類、有機厭氧處置類等分類別集聚布局，激勵垃圾焚燒等能源中心與填埋中心、有機處置中心、污泥處理中心緊密耦合，聯合處置城鄉多源有機固廢和二次污染物，發揮協同處置效益，提高集約化管理水平。針對園區內各類處理處置設施開展工藝設備共用、資源能源共享、環境污染共治，支撐城鄉多源有機固廢協同處置的全鏈條集成創新，提高物質和能源的利用效率[19]。開展以生物處理、熱化學處理為核心的城鄉多源有機固廢協同處置技術示范，構建多源協同的綜合解決方案，形成集約化／園區化協同處置技術路徑。
五 我國城鄉多源有機固廢資源化利用的政策建議
（一） 系統謀劃面向減污降碳雙重目標的中長期總體規劃和頂層設計
新發展形勢對城鄉多源有機固廢的處理處置提出了更高要求。需結合經濟社會發展、城鎮化、人口流動與城市群發展、生產與消費的結構性變化等趨勢，考慮“無廢城市”建設、綠色低碳轉型、“雙碳”等目標任務要求，兼顧區域發展不均衡等客觀因素，因地制宜選擇有機固廢資源化循環利用的實施路徑和配套措施。在現行管理政策與發展規劃的框架下，研究和制定中長期城鄉多源有機固廢的總體規劃，明確總體目標、階段目標、路線圖、時間表、優先序，拓展并深化有機固廢資源化循環利用試點工作；著力突出降碳的引領作用，加強城鄉多源有機固廢資源化利用與“雙碳”行動方案的深入銜接，更好支撐“無廢城市”建設、減污降碳協同治理[20]。
從理念、技術、標準三方面出發，構建污染控制、碳減排雙重指標約束下的全鏈條體系。城鄉多源有機固廢的資源化利用成為國際共識，在理念上需要實現從有機固廢向資源的轉變、從污染控制單一目標向污染控制與碳減排雙重目標的轉變。在技術方面，將碳減排納入約束性指標，綜合設計污染控制、碳減排雙重指標約束下的技術發展路徑；從污染控制、碳排放兩方面出發，開展效應評估、提出技術優化措施，將有機固廢能源化作為分布式能源發展的重點[21]。在標準建設方面，加快建立污染控制、資源化利用、碳排放相互結合且協同管控的法律規章和標準體系，明晰產業標準、技術要求、環境保護措施，完善碳排放理論和核算方法，構建城鄉多源有機固廢全生命周期碳排放核算與評價體系，為行業低碳發展提供保障。
（二） 加強多學科交叉與“產學研用”協同，推動關鍵核心技術創新應用與產業升級
面向污染控制、碳減排雙重目標，以資源化為手段，通過包括生物學、材料學、信息學在內的多學科交叉融合，推動城鄉多源有機固廢行業的科技創新。突出科技創新引領作用，以技術裝備升級為重點，突破關鍵核心技術、加速科技成果轉化為主攻方向，提高城鄉多源有機固廢的資源化利用效率和產品附加值；推動有機固廢由資源化利用向高值化利用轉變，構建高效協同的產業技術創新體系，全面提升產業技術水平和國際市場競爭力。應用云計算、“互聯網+”、物聯網等信息技術，構建有機固廢綜合管理和公共信息服務系統，納入智能城市建設體系，提升有機固廢環境管理的信息化水平。加強“產學研用”協同，發揮高校、科研院所、企業、政府在技術創新鏈中的各自優勢，著力解決制約產業發展水平的技術“瓶頸”，形成支撐高效資源化的新原理、新方法，構建以技術應用為導向的“產學研用”全鏈條創新模式。
城鄉多源有機固廢主要是生物質類有機固廢，其中的碳、氫組分主要來自生物合成過程，因而由城鄉多源有機固廢制備的生物基燃料及生物基化學品具有碳中性特征。重點突破有機固廢生物基燃料及化學品制備技術，以生物質能及生物基化學品部分替代化石能源和礦產資源[23]。城鄉多源有機固廢資源化、能源化技術創新發展方向如圖1所示。① 在生物處理方面，推動生物基燃料及生物基化學品技術創新，提高資源轉化效率；探索生物天然氣的高值化利用途徑，關注城鄉多源有機固廢制備氫能、氨能的技術路徑；研發利用城鄉多源有機固廢制備生物基高值化學品及材料（如生物基表面活性劑、生物基塑料、生物基平臺化學品、植物激素）[18]，重點關注城鄉多源有機固廢中具有戰略價值的資源（如磷資源）回收利用，提高行業的綠色、低碳發展質量。② 在熱化學處理方面，追求由“被動”焚燒向“主動”焚燒的轉變，提升能源利用效率，降低煙氣污染物排放強度；構建高效熱解氣化體系，開發合成氣高效制備生物基燃料的新技術；應用催化熱解碳化技術制備熱解炭，推動熱解炭以成型燃料、建材原料、土地改良及功能吸附材料等形式進行高值利用。
（三） 健全制度體系，建立跨部門協作的管理體制和市場化的價格機制
城鄉多源有機固廢的資源化利用涉及多個管理部門，標準不統一、責任主體不清晰、管理數據不一致、產物出路不暢的情況一直存在。建議構建跨部門協作管理機制，制定一致的國家標準和行業標準，貫通城鄉多源有機固廢的處理處置環節，推動不同來源有機固廢的協同處理處置，提升資源化利用效率；協同開展有機固廢資源化循環利用建設，加強生態環境、發展改革、工業和信息化、住房和城鄉建設、財政等部門的協作聯動，理順并銜接好各部門的分管職責和配合工作；統籌城市固廢管理、循環經濟建設、空間布局規劃、產業轉型發展，構建跨部門協同管理的制度體系。同步健全有機固廢資源化循環利用的監管體系和評估機制，強化統計追溯的監管機制，提高精細化管理水平，確保政策措施的有效實施和精準落地。
從費用機制的角度出發，明確經費來源渠道，完善有機固廢資源化產品的定價和價格補貼機制，促進有機固廢資源化產品的高效流通，建立市場化、多元化運行機制。針對有機固廢收費低、企業運營效益低、新技術推廣困難的現狀，建議改變采用公共經費處理有機固廢的現狀，按照處理處置成本合理收取費用，形成“誰污染誰付費”的市場化價格機制；設立專門科技計劃，明確資金支持渠道，推廣成熟技術并引導新技術應用。對于農作物秸稈、畜禽糞便等有機固廢，加強對收購價格的指導，保障企業投資的基本收益；對于城市生活垃圾，建立有價、低價有機固廢回收統籌機制，驅動城市環衛系統、再生資源系統網絡的有效銜接，推進生活垃圾兩網融合。未來，綜合運用價格機制、財稅政策、金融工具等，構建多元商業合作模式，完善收費機制與資金支持體系，形成可持續的商業模式，推動行業可持續發展[22]。
| [1] |
楊東海, 華煜, 武博然, 等. 雙碳背景下有機固廢資源化處理處置技術發展思考 [J]. 環境工程, 2022, 40(12): 1‒8, 36.
Yang D H, Hua Y, Wu B R, et al. Consideration on development of organic solid waste resource treatment and disposal technology under the background of double carbon [J]. Environmental Engineering, 2022, 40(12): 1‒8, 36.
|
| [2] |
李龍濤, 李萬明, 孫繼民, 等. 城鄉有機廢棄物資源化利用現狀及展望 [J]. 農業資源與環境學報, 2019, 36(3): 264‒271.
Li L T, Li W M, Sun J M, et al. Research status and prospects of the resource utilization of organic waste in urban and rural areas [J]. Journal of Agricultural Resources and Environment, 2019, 36(3): 264‒271.
|
| [3] |
國家統計局. 中國城鄉建設統計年鑒2022 [M]. 北京: 中國統計出版社, 2022.National Bureau of Statistics. China urban‒rural construction statistical yearbook 2022 [M]. Beijing: China Statistics Press, 2022.
|
| [4] |
柴寶華, 李文濤, 亓偉, 等. 我國市政污泥處理處置現狀研究 [J]. 新能源進展, 2023, 11(1): 38‒44.
Chai B H, Li W T, Qi W, et al. Status of municipal sludge treatment and disposal in China [J]. Advances in New and Renewable Energy, 2023, 11(1): 38‒44.
|
| [5] |
戴曉虎, 侯立安, 章林偉, 等. 我國城鎮污泥安全處置與資源化研究 [J]. 中國工程科學, 2022, 24(5): 145‒153.
Dai X H, Hou L A, Zhang L W, et al. Safe disposal and resource recovery of urban sewage sludge in China [J]. Strategic Study of CAE, 2022, 24(5): 145‒153.
|
| [6] |
孟小燕, 王毅. 我國推進"無廢城市"建設的進展、問題及對策建議 [J]. 中國科學院院刊, 2022, 37(7): 995‒1005.
Meng X Y, Wang Y. Progress, problems and countermeasures of promoting construction of "zero-waste city" in China [J]. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2022, 37(7): 995‒1005.
|
| [7] |
張彤, 張立秋, 封莉, 等. 北京市垃圾分類后廚余垃圾與分類前生活垃圾性質變化分析 [J]. 環境工程, 2022, 40(12): 22‒28.
Zhang T, Zhang L Q, Feng L, et al. Analysis of changes in characteristics of kitchen waste after sorting and domestic waste before sorting in Beijing [J]. Environmental Engineering, 2022, 40(12): 22‒28.
|
| [8] |
陳倩倩, 楊棟, 黃穎, 等. 寧波市不同區分類垃圾組成與理化特性研究 [J]. 環境科學學報, 2018, 38(3): 1064‒1070.
Chen Q Q, Yang D, Huang Y, et al. Composition and physicochemical properties of classified municipal solid waste in different districts of Ningbo City [J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2018, 38(3): 1064‒1070.
|
| [9] |
肖黎姍, 葉志隆, 吝濤. 基于社區分類的廈門市家庭生活垃圾產量及其形成機制 [J]. 環境科學學報, 2016, 36(1): 307‒313.
Xiao L S, Ye Z L, Lin T. Analysis of household waste generation and its driving pattern based on community classification [J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2016, 36(1): 307‒313.
|
| [10] |
畢珠潔, 邰俊, 王川. 上海生活垃圾處理碳排放現狀與預測研究 [J]. 環境衛生工程, 2023, 31(5): 1‒8.
Bi Z J, Tai J, Wang C. The status and prediction of carbon emission from domestic waste treatment in Shanghai [J]. Environmental Sanitation Engineering, 2023, 31(5): 1‒8.
|
| [11] |
Li J S, An D H, Shi Y T, et al. A review of the physical and chemical characteristics and energy-recovery potential of municipal solid waste in China [J]. Energies, 2024, 17(2): 491.
|
| [12] |
李玉爽, 李金惠. 國際"無廢"經驗及對我國"無廢城市"建設的啟示 [J]. 環境保護, 2021, 49(6): 67‒73.
Li Y S, Li J H. International "zero waste" experience and its enlightenment to the construction of "zero waste city" in China [J]. Environmental Protection, 2021, 49(6): 67‒73.
|
| [13] |
王凱軍, 石川, 劉越. 有機固廢厭氧發酵產物的轉化制備與應用進展 [J]. 環境工程學報, 2021, 15(6): 1840‒1861.
Wang K J, Shi C, Liu Y. Review on typical products preparation and application in organic waste anaerobic fermentation treatment [J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2021, 15(6): 1840‒1861.
|
| [14] |
呼和濤力, 袁浩然, 劉曉風, 等. 我國農村廢棄物分類資源化利用戰略研究 [J]. 中國工程科學, 2017, 19(4): 103‒108.
Hu H T L, Yuan H R, Liu X F, et al. A study on the classification and resource utilization of rural waste in China [J]. Strategic Study of CAE, 2017, 19(4): 103‒108.
|
| [15] |
杜瑾. 上海城市居民生活垃圾分類的協同治理機制研究 [D]. 上海: 上海師范大學(碩士學位論文), 2020.Du J. Study on collaborative governance mechanism of domestic waste classification of urban residents in Shanghai [D]. Shanghai: Shanghai Normal University (Master's thesis), 2020.
|
| [16] |
曾謙, 倪哲, 陳君, 等. 有機固廢沼渣特性及其資源化探究 [J]. 環境工程, 2022, 40(12): 61‒70, 78.
Zeng Q, Ni Z, Chen J, et al. Organic waste digestate: A review of its characteristics and resources recovery [J]. Environmental Engineering, 2022, 40(12): 61‒70, 78.
|
| [17] |
Khan S, Anjum R, Raza S T, et al. Technologies for municipal solid waste management: Current status, challenges, and future perspectives [J]. Chemosphere, 2022, 288: 132403.
|
| [18] |
慕彥君, 雪晶, 鮮楠瑩. 歐盟生物產業發展現狀及趨勢研究 [J]. 當代石油石化, 2024, 32(4): 33‒39.
Mu Y J, Xue J, Xian N Y. Research on the development status and trend of bio-industry in EU [J]. Petroleum & Petrochemical Today, 2024, 32(4): 33‒39.
|
| [19] |
溫宗國, 張佳樂, 費凡, 等. 城市多源固廢協同處置機制及園區化規劃研究 [J]. 中國環境科學, 2023, 43(9): 5001‒5010.
Wen Z G, Zhang J Y, Fei F, et al. Study of urban multi-source solid waste collaborative disposal mechanism and park planning method [J]. China Environmental Science, 2023, 43(9): 5001‒5010.
|
| [20] |
杜祥琬, 錢易, 陳勇, 等. 我國固體廢物分類資源化利用戰略研究 [J]. 中國工程科學, 2017, 19(4): 27‒32.
Du X W, Qian Y, Chen Y, et al. A study on the classification and resource utilization of solid waste in China [J]. Strategic Study of CAE, 2017, 19(4): 27‒32.
|
| [21] |
劉丹, 田翠翠, 張千湖. 深圳市“無廢城市”建設與碳減排協同路徑探索 [J]. 可持續發展, 2023, 13(1): 192‒198.
Liu D, Tian C C, Zhang Q H. Research on the cooperative path of Shenzhen "zero waste city" construction and carbon emission reduction [J]. Sustainable Development, 2023, 13(1): 192‒198.
|
| [22] |
朱黎陽, 郭占強. 加快構建廢棄物循環利用體系是實施全面節約戰略的重要舉措 [J]. 資源再生, 2022 (10): 22‒23.
Zhu L Y, Guo Z Q. Accelerating the construction of waste recycling system is an important measure to implement the overall saving strategy [J]. Resource Recycling, 2022 (10): 22‒23.
|
| [23] |
Angulo-Mosquera L S, Alvarado-Alvarado A A, Rivas-Arrieta M J, et al. Production of solid biofuels from organic waste in developing countries: A review from sustainability and economic feasibility perspectives [J]. Science of the Total Environment, 2021, 795: 148816.
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基金
中國工程院咨詢項目“綠色低碳轉型中廢棄物循環利用問題研究”(2022-XZ-63)
