餐厨垃圾资源化处理CDM项目开发分析*

闫军才，刘 谨，钟 勇，郭军洋，魏成金，张艳秋

（甘肃省科技发展促进中心，甘肃 兰州 730030）

餐厨垃圾资源化处理CDM项目开发分析*

闫军才，刘 谨，钟 勇，郭军洋，魏成金，张艳秋

（甘肃省科技发展促进中心，甘肃 兰州 730030）

分析了我国餐厨垃圾处理现状，以兰州市餐厨垃圾资源化处理项目为典型案例，通过研究EB批准的适合餐厨垃圾进行CDM项目开发的小项目方法学AMS-Ⅲ.AO.，进行CDM项目开发的可行性分析，得出类似兰州餐厨垃圾资源化处理可用此方法学进行碳减排资金申报。

城市餐厨垃圾；资源化处理；CDM项目开发

1 开发背景

清洁发展机制（CDM）是《联合国气候变化框架公约》框架下《京都议定书》规定的3个灵活机制之一，核心内容是发达国家提供资金和先进技术设备，在发展中国家境内共同实施有助缓解气候变化的减排项目，由此获得经第三方核证的减排量 （certified emission reductions，简称CERs），作为其遵守《京都议定书》规定的定量化限控和减排承诺的一部分贡献。清洁发展机制是一种双赢机制，一方面降低了发达国家的减排成本，一方面可以帮助发展中国家获得先进环保技术，促进发展中国家的经济发展和环境保护实现可持续发展。

目前由于我国垃圾处理技术水平限制，垃圾收集难度大，项目投资大等原因，餐厨垃圾资源化处理的项目在我国鲜有实施，也无一项目在联合国气候变化框架公约清洁发展机制执行理事会（EB）获得注册。笔者结合CDM项目开发，以兰州市餐厨垃圾资源化处理项目为参照，通过研究餐厨垃圾资源化处理技术，结合项目各环节适用CDM项目开发的方法学，分析项目实施CDM项目开发的可行性，填补我国此类CDM项目开发的空白，通过引入CDM项目开发，帮助相关企业借助CDM项目开发争取碳减排资金收益，缓解相关将要实施的项目投资压力，提高项目的经济可行性，为我国实施和推广餐厨垃圾资源化处理提供参考。

1.1 我国餐厨垃圾处理现状

餐厨垃圾主要指食品加工、餐饮服务、集体供餐、家庭厨余以及食品流通环节排放的有机废物等，其主要特点是分散发生、成分混乱、形态复杂。以往废弃的餐厨垃圾绝大多数与其他生活垃圾混合排放［1］。随着城市人口的增加和人民生活水平的不断提高，城市餐厨垃圾产生量也在逐年增长，由此而带来的环境污染问题日益严重。据统计，目前我国城市生活垃圾年产生量已达1.5亿t，其中城市餐厨垃圾所占比例约1/2。例如，北京37%，天津54%，上海59%，沈阳62%，深圳57%，广州57%，济南42%等，比发达国家高。由于目前我国没有出台相关法律来约束，大部分饭店、食堂等排放数量较大且较集中的餐厨垃圾多数被郊区的养猪户等收集，再经简单加热处理后喂猪等，“垃圾猪”和“地沟油”屡禁不绝，恶性的食物循环链和疾病传播链仍在严重威胁着消费者的食品安全和身体健康。目前仅有部分城市（如北京、上海、兰州等）基于城市餐厨垃圾的病原菌污染及食品安全等方面的考虑实行专项法规进行管理，对餐厨垃圾的使用采取了强制性规定，禁止用餐厨垃圾直接饲养动物。目前在我国，餐厨垃圾普遍存在管理无序、任意处置等问题［2］，餐厨垃圾资源化循环利用仍处于摸索和初期发展阶段，还未得到有效的资源化利用［1-5］。

1.2 我国CDM项目开发现状

由EB官网和中国清洁发展机制网可知，截至2011年9月，我国共在EB注册项目数为1 572个，其中：节能和提高能效125个，新能源和可再生能源1 274个，甲烷回收利用97个，燃料替代23个，N2O分解消除25个，HFC-23分解11个，垃圾焚烧发电4个，造林和再造林3个，其他10个。涉及垃圾处理的仅4个焚烧发电项目，占总注册量的0.25%，没有垃圾资源化处理项目获得EB注册。

获得EB注册并得到碳减排签发，为相关企业争取到碳减排资金收益的项目531个，其中：节能和提高能效类型50个，新能源和可再生能源类型409个，燃料替代类型16个，甲烷回收利用类型28个，N2O分解消除类型13个，HFC-23分解类型11个，垃圾焚烧发电类型3个，造林和再造林类型0个，其他类型1个。签发减排量为1.93亿tCO2e，如果按保守市场价格80元/tCO2e计算，这些获得EB签发的CDM项目已为相关企业争取到碳减排资金收益154亿元，经济效益显著，一定程度上提高了相关项目投资的可行性和经济吸引力。所以项目建设结合CDM项目开发，争取额外的碳减排资金收益，已为我国不少项目减轻了投资压力，促进了相关低碳环保项目的建设和实施。

1.3 餐厨垃圾资源化处理结合CDM项目开发的意义

随着我国“十二五”规划的出台，适用我国国情的城市餐厨垃圾资源化处理好的技术和经验将会逐步推行，城市餐厨垃圾资源化处理这种利于民生的项目将在各城市逐步推行，通过结合CDM项目开发，争取国外碳减排资金和相关的先进技术引进机遇，将会大大促进城市餐厨垃圾资源化处理项目的投建，促进我国相关环保技术的自主创新和科研攻关，对解决我国发展低碳环保技术的应用有着重要的借鉴价值，可促进我国的各行业的可持续发展。

2 研究方法

根据CDM的基本概念，CDM项目产生的减排量指标将从东道国向参与的发达国家缔约方转让，用于完成其在《京都议定书》下减排义务的部分指标。这种转让或称碳交易是一种严肃的“减排量信用额”的国际交易，必须采用科学的、国际承认的和可操作的CDM方法学进行事前/事后地估算、审定、测量、核查和核证CDM项目产生的减排量。CDM项目方法学主要包括5个要素：①基准线和监测方法学，是衡量CDM项目减排量的基准；②额外性评价和论证，用于确保CDM项目减排全球环境效益的完整性；③项目边界确定，维护CDM项目实施过程的碳平衡；④减排量计算和测量；⑤项目投资/财务分析。

由EB官网和中国清洁发展机制网可知，目前EB共批准方法学182个：大项目方法学85个，整合方法学20个，小项目方法学77个，其中造林和再造林方法学21个。

笔者以兰州市餐厨垃圾资源化处理项目做典型示范项目分析。通过对该项目几个关键潜在可进行CDM项目开发的环节分析，主要分厌氧发酵产生的沼气发电、厌氧发酵后沼渣进行好氧堆肥、项目废水处理、项目热利用4个过程进行分析，并结合EB批准的CDM项目方法学，分析可行的CDM项目方法学，筛选适用于该项目的开发方法学，进行其CDM项目开发方法学适用性的研究。

2.1 潜在CDM项目开发的关键环节

兰州市餐厨垃圾资源化处理项目通过建立覆盖全市范围的餐厨垃圾统一收运网络，对收集的餐厨垃圾进行厌氧消化发酵，利用发酵产生的沼气进行发电，厌氧发酵后的沼渣进行好氧堆肥处理，废水将采用氨吹脱的方法去除氨氮，厌氧与好氧组合工艺进行处理。项目日处理厨余垃圾200 t，厨余垃圾厌氧发酵后预计每天产生沼气21 000 m3，项目将安装2台1.2 MW的沼气热电联供发电机组，预计年发电量为15 300 MW·h。项目发电余热利用装置可为处理厂的生产与生活提供热源及热水。该项目过程较复杂，涉及厌氧发酵产生沼气发电、沼渣好氧堆肥、废水处理和热利用等4个关键的潜在CDM项目开发环节，因国内无类似项目注册先例，EB无相关适用于该项目所有处理环节的方法学，所以该项目进行CDM项目开发，将可能运用到4个方法学。笔者通过筛选EB批准的方法学，综合考虑分析，选择适用于该项目的CDM项目方法学。

2.2 潜在CDM项目方法学的适用性分析

通过参阅EB官网，适用于本项目开发的CDM项目方法学有AMS-IC（17版，可再生能源：用户使用的热能，可包括与电能联产），AMS-Ⅰ.D.（17版，可再生能源：联网的可再生能源发电）［6］、AMS-Ⅲ.F（8版，通过控制生物量的生物处理，避免甲烷的排放）、AMS-Ⅲ.H（15版，废水处理中的甲烷回收）、AMS-Ⅲ.AO.利用可控制的厌氧发酵回收甲烷（1版）［7］。综合分析以上5个方法学，结合该项目减排量小及CDM项目开发技术难度大、开发成本高等行业特点，综合考虑最终选取AMS-Ⅲ.AO.和AMS-Ⅰ.D.作为本潜在CDM项目的开发方法学，结合EB批准的燃烧含甲烷气体产生项目排放计算工具（01版）［8］，通过避免固体垃圾填埋而减少的甲烷排放的计算工具（05版）［9］，燃烧化石燃料产生项目排放或泄漏的计算工具（02版）［10］，电力系统排放因子计算工具（02.2.0版）［11］。以下将按照AMS-Ⅲ.AO.方法学逐一分析项目方法学适用性、基准线情景和额外性、碳减排量计算、项目监测。

2.2.1 方法学适用性

兰州市餐厨垃圾资源化处理项目根据对比方法学AMS-Ⅲ.AO.［7］的适用条件，满足如下条件：①采取措施处理有机质来避免这些有机质原本在垃圾填埋场、动物粪便处理和废水处理系统厌氧产生的甲烷气。项目活动通过密闭的厌氧发酵消化系统配以甲烷回收和燃烧系统。②项目每年总减排量应≤60 000 tCO2e。③基准线下的有机物进行处理的地点和基本特性可以获得。④项目活动的地理边界应可清晰定义，并在PDD中明确。在地理边界确定过程中，需要考虑原料收集的范围。⑤厌氧发酵处理后的残渣如进行好氧处理并用作土壤肥料，需有合适的条件和处理手段以确保在储存和运输过程不会产生甲烷排放。⑥应当采取必要的技术措施来保证消化过程中所产生的沼气被燃烧或点火。

2.2.2 基准线情景

根据方法学AMS-Ⅲ.AO.，基准线情景是在未出现该项目前，废弃的生物量和其他有机物（包括粪便）被滞留在项目边界内，且释放的甲烷排入大气中。基准线排放是指废弃的生物量和其他有机物通过可降解的有机碳腐烂中释放的甲烷的量。基准线排放应排除甲烷已被收集、用作燃料、燃烧或者被商用符合国家或当地法律法规要求的部分。

根据以上方法学要求，兰州市餐厨垃圾资源化处理项目的基准线情景就是这些未利用的餐厨垃圾被填埋的场地，这些填埋场释放的甲烷未被收集，未被用作燃料和商用。

2.2.3 额外性分析

按照小规模项目的相应规定，应使用EB批准的小规模项目活动简化程序附件A至附录B［12］来决定项目的额外性。附件A要求说明项目因为下述多种障碍中的至少一种的存在而具有额外性：①投资障碍。项目活动存在一个财务上更加可行的替代方案，但是该替代方案将导致更高的排放。②技术障碍。存在有相比较拟议项目而言技术上相对落后的替代方案，但由于拟议项目所采用的先进技术在性能上具有不确定性或较低的市场占有率等因素，替代方案的风险相对较低，但替代方案产生较多的排放量。③行业内普遍使用的方法引起的障碍。根据行业内普遍方法或者现行法规和政策要求，替代方案会采用各种普遍采用的技术和方法，但会产生较多的排放量。④其他障碍。若没有项目活动，由于项目参与方识别的某种其他特定原因，例如制度障碍、信息缺乏、管理资源缺乏、机构能力不足、资金不足、新技术理解吸收能力不足等等，因此在没有拟议项目活动情况下，可能产生较多的排放量。

本项目选择使用投资障碍来阐明项目的额外性。在本项目施工之前，CDM项目的动机就被慎重考虑了，它旨在从CDM收益上获得额外的资金以保证项目的可行性。项目可行性报告（FSR）表明，如果不注册为CDM项目，则本项目会因为IRR远低于行业基准收益率而被评估为在财务上不具有吸引力，因此可行性研究报告建议进行CDM项目开发，以保证本项目的顺利实施。

2.2.4 碳减排量计算对照

2.2.4.1 基准线排放

根据2.2.2本项目基准线排放包括2个部分：在没有本项目活动的情况下，生物质或其他有机质在垃圾填埋场内腐烂而向大气释放甲烷；如果没有本项目活动就会由所并入的西北电网上的其他并网电厂或者新建电厂提供上网电量。

1）西北电网提供项目活动的等量电量。根据方法学AMS-Ⅰ.D.，项目的基准线排放计算如下：

式中：BEyI是本项目在y年的由项目发电活动产生的基准线排放量（tCO2e）；EGPJ，y是本项目在y年发电量（MW·h）；EFgrid，CM，y是项目所并电网在 y年的组合边际（CM）CO2排放因子，按照“电力系统排放因子计算工具”［11］计算。

2）有机质在垃圾填埋场内腐烂而向大气释放甲烷。根据AMSⅢ.AO.，本项目基准线情景为：

式中：BEy为第y年基准线排放（tCO2e）；BESWDS，y为基准线情景下厨余垃圾在垃圾填埋场第y年排放量（tCO2e）；BEww，y为基准线情景下按方法学AMS-Ⅲ.H得出的废水消化对应的第y年排放量（tCO2e）；BEmethane，y为基准线情景下按方法学AMS-Ⅲ.D得出的动物粪便消化对应的第y年排放量（tCO2e）；MDreg，y为根据相关法规应被燃烧或点火的第y年甲烷量（t）。

当弹尽粮绝时，海天使还能消化身体里与生存不相关的部分组织，为自己保存一线生机，等待春天降临时重生。正是这种能屈能伸的求生能力，使海天使族群在南北极海域生生不息。

本项目基准线情景不涉及动物粪便处理和污水处理，且第y年在没有项目活动的情况下由于法律法规的要求而必须燃烧或点火的甲烷量为零。因此，此处无需考虑方法学AMSⅢ.AO.（第1版） 所给出的公式 （2） 中的参数 MDreg，y、BEww，y和BEmethane，y，因此，BEy=BESWDS，y。

2.2.4.2 厨余垃圾填埋场产生的甲烷量事前估算 （BESWDS，y）［9］

式中：φ为模型不确定性修正因子（0.9）；f为垃圾填埋场收集并燃烧或以其他方式利用的甲烷含量（t）；OX为氧化因子（反映在土壤或其他物质覆盖条件下氧化产生的甲烷量）；F为垃圾填埋气体中的甲烷体积分数（0.5）；DOCf为可降解有机碳含量（%）；MCF为甲烷修正因子；Wj，x为第x年垃圾填埋场中的第j种有机垃圾量（t）；DOCj为第j种有机物中的可降解碳含量；kj为第j种垃圾的衰减率；j为垃圾分类（指数）；x为减排计入期中的年份，x从减排计入期的第1年（x=1） 到减排计算的当年，即第y年（x=y）；y为甲烷减排计算的当年。

2.2.4.3 项目排放

根据方法学AMS-Ⅲ.AO.，项目排放由以下公式计算：

本项目活动由于不存在对废渣的厌氧发酵或填埋至垃圾处理厂，且同时本项目无沼气进行火炬销毁，因此：

2.2.4.4 项目由于运输产生的排放（PEtransp，y）

式中：Qy为每年的运输量（t）；CTy为卡车的平均吨位（t/辆）；DAFw为平均运输距离（km/辆）；EFCO2，transport为卡车所消耗柴油的 CO2排放因子（kg/km）；Qreswaste，y为每年的废渣产生量（t）；CTreswaste，y为运送废渣卡车的吨位（t/辆）；DAFreswaste为平均运输距离（km/辆）。

本项目涉及餐厨垃圾的收集和运输，运输排放计入项目产生的排放计算。

2.2.4.5 项目由于用电产生的排放（PEpower，y）

项目行为从电网取电所导致的排放量的计算依据是项目所消耗的电量和电网排放因子，公式如下：

式中：ECPJ，y为项目在第y年的耗电量（MW·h）；EFgrid，y为第 y 年的电网排放因子 （tCO2e/MW·h）。

本项目涉及取电，此排放应计算。

2.2.4.6 项目发酵罐物理泄漏所导致的甲烷排放（PEphyleakage，y）

根据方法学AMS-Ⅲ.AO.，由于从发酵罐物理泄漏的甲烷量按下式进行估算：式中：BGy为项目第y年产生的沼气量。

2.2.4.7 泄漏

本方法学不考虑泄漏因素Ly。因此，Ly=0。

2.2.4.8 减排量

第y年项目活动的减排量ERy为基准线排放（BEy）减去项目排放（PEy）及泄漏（Ly），公式如下：

2.2.5 项目监测实施

本项目按照方法学执行CDM项目开发，相关监测比较复杂，项目监测主要涉及每年餐厨垃圾的处理量、餐厨垃圾资源化处理产生的沼气量、沼气中的甲烷浓度、沼气温度、沼气压力、用于餐厨垃圾运输的卡车吨位、卡车年运输距离、运输卡车每年因运输消耗的柴油量和年开展项目活动的项目现场耗电量，这些经过与项目建设单位沟通，项目技术实施特点，完全可按照方法学进行监测管理。为了项目可争取到碳减排资金的支持，以上数据均要做好数据记录和备份，规范管理，以便项目获得EB注册后，后续联合国指定的第三方经营实体进行可核实的CO2减排量核证核查。

3 结果与分析

3.1 CDM项目开发的可行性

经过以上对该潜在CDM项目的技术工艺及EB批准的小项目方法学AMS-Ⅲ.AO.的适用性分析、减排计算对照分析和监测的可实施性分析，该项目满足项目方法学的各种适用条件，减排量可以按照方法学和相关计算工具进行计算，该潜在CDM项目可用方法学AMS-Ⅲ.AO.进行CDM项目申请，具有极高的可行性，该项目作为中国第1个餐厨垃圾处理CDM项目已进行国家申报。3.2 碳减排效益

根据项目可研报告和方法学AMS-Ⅲ.AO.及相关计算工具，得出该项目的年减排量约为17 817 tCO2e，以80元/tCO2e计算，该项目每年可获得减排收益143万元，可提高项目财务收益率约2个百分点，实现项目经济上的可行性，将一定程度上减轻项目的投资和还贷压力。

4 结束语

随着城市进程的加快和我国人民生活水平的提高，城市餐厨垃圾产生量将进一步增大，如无有效的监管，餐厨垃圾的危害将造成影响人类健康和食品安全的重要问题，急需引起我国的高度重视，尽快从政策、执法和管理上行动，促进城市餐厨垃圾的资源化处理，逐步解决这一危害民生的棘手问题，同时结合CDM项目开发，吸引国际减排资金的投入，吸引国际先进技术的引进，促进城市餐厨垃圾的资源化处理良性发展，综合利用资源，逐步减缓和解决城市发展和环境恶化的不协调因素，促进城市的可持续发展。

［1］姜虎，李文哲，刘建禹，等.城市餐厨垃圾资源化利用的问题与对策［J］.环境科学与管理，2010，35（6）：27-31.

［2］叶建文.东莞市餐厨垃圾产生现状与处理对策探讨［J］.化学工程与装备，2010 （7）：175-176.

［3］霍文冕，郑舒绮，窦立宝.兰州市餐厨垃圾资源化利用可行性分析［J］.西北师范大学学报：自然科学版，2010，46（1）：114-118.

［4］王星，王德汉，张玉帅，等.国内外餐厨垃圾的生物处理及资源化技术进展［J］.环境卫生工程，2005，13（2）：25-28.

［5］中国环境保护产业协会城市生活垃圾处理委员会.我国城市生活垃圾处理行业2010年发展综述［J］.中国环保产业，2011（4）：32-37.

［6］ AMS-Ⅰ.D.：Grid Connected Renewable Electricity Generation，Version 17.0［EB/OL］.http：//cdm.unfccc.int/methodologies/DB/RSCTZ8SKT4F7N1C FDXCSA7BDQ7FU1X.

［7］ AMS-Ⅲ.AO.：Methane Recovery through Controlled Anaerobic Digestion，Version 1.0［EB/OL］.http：//cdm.unfccc.int/methodologies/DB/F5U41CTG7E NWK9RSSL5BV1LUPDG76W.

［8］ Methodological“Tool to Determine Project Emissions from Flaring Gases Containing Methane”［EB/OL］.http：//cdm.unfccc.int/methodologies/PAmethodo logies/tools/am-tool-06-v1.pdf.

［9］ Methodological Tool“Emissionsfrom Solid Waste Disposal Sites”（Version 06.0.0）［EB/OL］.http：//cdm.unfccc.int/methodologies/PAmethodologies/tools/am-tool-04-v6.0.0.pdf.

［10］ Methodological Tool“Tool to Calculate Project or Leakage CO2Emissions from Fossil Fuel Combustion” （Version 02）［EB/OL］.http：//cdm.unfccc.int/methodologies/PAmethodologies/tools/am-tool-03-v2.pdf.

［11］ Methodological Tool “Tool to Calculate the Emission Factor for an Electricity System” （Version 02.2.1）［EB/OL］.http：//cdm.unfccc.int/methodologies/PAmethodologies/tools/am-tool-07-v2.2.1.pdf.

［12］ Attachment A of Appendix B （Version 08）［EB/OL］.https：//cdm.unfccc.int/Reference/Guidclarif/ssc/methSSC_guid05.pdf.

CDM Project Development for Food Waste Recycle Treatment

Yan Juncai,Liu Jin,Zhong Yong,Guo Junyang,Wei Chengjin,Zhang Yanqiu
（Center for Development and Promotion of Science and Technology of Gansu Province,Lanzhou Gansu 730030）

The present situation of food waste treatment in China was analyzed.Taking the food waste recycle treatment project in Lanzhou for instance,studying the small methodology AMS-Ⅲ.AO.approved by EB for clean development mechanism（CDM） project development of food waste treatment,the feasibility analysis of CDM project development was carried out.It obtained that the similar projects of food waste recycle treatment can use this method for fund declaration of carbon emission reduction.

urban food waste；recycle treatment；CDM project development

X705

A

1005－8206（2012） 01－0015－05

甘肃清洁发展机制（CDM）项目创新团队项目（甘肃省科学技术厅）

2011-09-22

闫军才（1978—），硕士，环境科学专业，现任甘肃省科技发展促进中心CDM项目开发部部长、CDM项目专家，助理研究员。参与的《欠发达地区温室气体排放评估与气候变化应对策略研究》获甘肃省科技进步二等奖。开发CDM项目10余项，获得联合国气候变化框架公约清洁发展机制执行理事会（EB）注册4项，获得国家发改委批准8项，正在开发CDM项目5项。

E-mail：yanjc114@163.com。

（责任编辑：郑雯）