文章导读

   本文对上海垃圾分类的特点前端投放采用“破袋投放”进行思考，分析上海的垃圾分类模式在分类质量、减碳效果和新污染物控制等方面的作用，得出垃圾分类是生活垃圾处理系统低碳转型重要契机的结论。

   前言

   2019 年 1 月 31 日，《上海市生活垃圾管理条例》由上海市人大通过，自 2019年 7 月 1 日起施行，是全国强制要求开展垃圾分类的地方性法规，被认为是“史上最严”生活垃圾管理条例，由此，上海市也成为了全国第一个强制实行垃圾分类的城市。到 2020 年，上海市生活垃圾全程分类体系已基本建成。2020 年9 月 1 日，随着《中华人民共和国固体废物环境污染防治法（2020 修订）》的正式施行，全国各地其它省市也相继开始实施垃圾分类。

   湿垃圾“破袋投放”减碳效果显著

   与其它城市相比，上海市垃圾分类最显著的特点是前端投放采用的是“破袋投放”，而不是“袋装化投放”。也就是说，在投放湿垃圾的时候，需要居民打开垃圾袋，只将湿垃圾投放进湿垃圾收集桶，包装用的塑料袋则须投放到干垃圾收集桶。而“袋装化投放”则需在末端的湿垃圾资源化工厂通过破碎分选等机械预处理方式后破袋，释放出袋内的湿垃圾，再进入后续的生物处理单元。“破袋投放”需要在投放环节居民更多的配合和相应的更精细化的管理措施。因此，湿垃圾的“破袋投放”在实施初期有不少争议。但是，三年来上海市民们的实践效果表明，上海的垃圾分类模式在分类质量、减碳效果和新污染物控制等方面均表现突出。

   （1）垃圾源分类质量高，湿垃圾中的杂物含量大幅降低，为后续湿垃圾资源化利用提供了良好的物料条件

   2018 年以前，运至湿垃圾资源化利用末端处理厂的湿垃圾进厂物料中，杂物含量高达 20%-35%，其中含有大量的塑料袋，导致处理厂的预处理工序复杂，需要大量的不同类型的预处理设备，分离出来的杂物量多，需要焚烧或填埋处置，其中的废弃塑料袋经分拣后还需要压缩打包。由于预处理设备的分离效率有限，仍会有不少杂物进入后续生物转化单元，影响生物转化单元设备和生产线的稳定运行。例如：重杂质物质的沉积、轻杂质物质的漂浮、纤维状物质缠绕传动设备等。而且预处理线越长，预处理过程中的生物有机质损失量越多，减少了进入后续生物转化单元能转化为沼气的有机物量，显著降低了沼气产率，以及相应的经济、环境和减碳效益。

   “破袋投放”有利于监督员或摄像头人工智能监督湿垃圾分类质量，实现从源头减少湿垃圾中的杂物含量。目前，运至老港的湿垃圾中的杂物含量仅为3%-8%，这意味着单位质量湿垃圾含有更多的生物有机质，还可以降低预处理环节的工艺要求、提高生物转化单元效能，从而产生更多的沼气，获得更高的经济、环境和减碳效益。

   （2）垃圾分类促进生活垃圾处理系统显著减碳

   为了探明垃圾分类政策对垃圾处理过程碳排放的影响，我们采用生命周期评估和蒙特卡洛分析方法，分析计算了上海市生活垃圾源分类前后的垃圾处理系统碳排放状况。结果显示，在垃圾分类前，每吨垃圾碳排放量为 21.0~319 千克二氧化碳当量，其中的原生垃圾卫生填埋过程是主要贡献；而垃圾经分类后，每吨垃圾的碳排放量降为-139~203 千克二氧化碳当量，焚烧发电和卫生填埋过程的贡献相当。因此，从总体上看，垃圾分类有助于减少垃圾处理系统的碳排放。从技术上看，焚烧发电技术的碳排放水平远低于卫生填埋过程，且目前的焚烧发电碳排放水平较 10 年前也降低了 90%以上；另外，厌氧消化（充分利用各类二次产物）和可回收物回收（需要从碳排放核算角度建立方法和台账制度）具有很大的减排潜力，具有将整个垃圾处理系统的总碳排放量降低为负值的潜力，即实现垃圾处理过程的碳中和甚至是碳消除。

   （3）垃圾分类有利于控制微塑料等新污染物

   2022 年 5 月，国务院办公厅印发了《新污染物治理行动方案》，微塑料首次被国家列为新污染物。我们研究比较了湿垃圾“破袋投放”和“袋装化投放”区域的多处厨余垃圾厌氧消化厂的处理产物（具体包括：稳定后消化液、脱水沼渣和沼液）的微塑料污染状况。结果发现，湿垃圾“袋装化投放”地区家庭厨余垃圾厌氧消化液中的碎、微塑料丰度达 3298±548 个/kg；而湿垃圾“破袋投放”地区家庭厨余垃圾厌氧消化液中的碎、微塑料丰度仅为 415±44 个/kg，两者相差一个数量级。另外，湿垃圾“袋装化投放”地区家庭厨余垃圾厌氧发酵沼渣中微塑料的丰度也显著高于湿垃圾“破袋投放”地区。而且，湿垃圾“破袋投放”地区的生物处理产物中聚乙烯和聚丙烯微塑料的丰度显著低于湿垃圾“袋装化投放”地区，众所周知，这两种塑料主要应用于包装材料。此外，湿垃圾“破袋投放”地区生物处理产物中纤维状微塑料的比例也明显更低。

   我们的研究同样发现，施行垃圾分类地区生活垃圾焚烧发电厂的炉渣中，微塑料丰度明显低于未施行垃圾分类地区，推测这可能是由于干垃圾热值高于未分类的混合收集垃圾，燃烧更充分，导致焚烧炉渣中较少的微塑料残留。

   结论与建议

   以上分析说明，垃圾分类是生活垃圾处理系统低碳转型的重要契机。

   从动态发展的视角看，上海市生活垃圾处理系统经历了从混合收集生活垃圾填埋为主到混合收集生活垃圾焚烧为主，再到垃圾分类后干湿垃圾分类处理和资源化利用（湿垃圾厌氧生物处理，干垃圾焚烧发电），以及垃圾处理和可回收物回收两网融合的演变；期间，每一种处理处置技术也同时在发生着技术升级迭代。例如，填埋气体的收集利用、焚烧发电效率提高、沼气利用方式升级等。每一次模式转变与技术升级迭代都明显影响了上海市垃圾处理系统的碳排放水平。

   从系统全局看，生活垃圾从投放、收集、中转、运输、资源利用、处理、处置、多网协同等所有环节都会影响垃圾处理系统的碳排放水平。为了完成上海市生活垃圾处理系统的低碳转型，确定最优的物流模式和各个处理环节的最小碳排放，同时，还要考虑协同推进降碳和减污，降低宏量污染物和新污染物的环境影响，推动绿色低碳发展。

   通过建设上海市生活垃圾全程分类体系的碳指标，科学确定上海市生活垃圾领域的碳达峰和碳中和时间点，合理规划未来减碳路径，对于上海这样一座具有重要国际影响和定位的大都市高水平地实现“双碳”目标至关重要。

   来源：“双碳观察”公众号