基于准动态生态效率分析的可持续城市生活垃圾管理

【摘要】： 可持续城市生活垃圾管理是城市可持续发展的重要组成部分。借助模型衡量城市生活垃圾管理系统状态、度量可持续性指标,是城市生活垃圾管理可持续发展理论及方法的重要研究课题,尚有很多问题值得商榷研究。为此,本文以城市生活垃圾管理系统为研究对象,对其环境—经济测度和系统的动态行为进行了理论与实证研究,主要内容如下: 1.城市生活垃圾管理系统的生命周期评价(LCA) 详细讨论了城市生活垃圾管理系统中各个单元过程的环境排放,并利用实验获得热解技术清单数据。建立了适合我国的元素尺度焚烧发电和卫生填埋过程的排放模型。分析结果量化了2006年天津市内六区垃圾管理系统所引起八类环境影响的负荷,并识别出各种环境影响的主要贡献过程及排放物。 2.城市生活垃圾管理系统的生命周期成本评价(LCC) 建立了城市生活垃圾管理系统的LCC框架。评价结果表明2006年天津市内六区城市生活垃圾管理系统的生命周期成本为1.16亿元,其中收集运输是影响垃圾管理系统经济性的关键过程。 3.城市生活垃圾理化性质的预测 进行了2000~2007年天津市城市生活垃圾理化性质的时间序列研究,确定非农业人口数量、人均可支配收入、热化率和恩格尔系数为主要驱动因子。从社会经济驱动因子出发,结合情景分析法,构建了垃圾理化性质的情景预测模型,结果表明:垃圾产量正处在较快的上升期,并在短期内难以到达稳定;2020年,A2情景下的天津城市生活垃圾产生量为370万吨,为2005年的2.56倍;B1情景下的天津城市生活垃圾产生量为260万吨,为2005年的1.8倍;经济和城市发展模式对垃圾组分含量变化的影响较大,有机物组分在很长一段时间内仍将保持其在城市生活垃圾中的最大份额。 4.城市生活垃圾管理的准动态生态效率模型研究及案例分析 综合生命周期评价、生命周期成本分析及垃圾理化特性预测模型,引入时间变量,提出了一个方法论协调兼容的全生命周期准动态生态效率分析模型。对天津城市生活垃圾管理系统的总体环境—经济特性及GHG减排进行分析,结果表明:①垃圾管理系统的动态性非常显著,其发展方向为环境测度和经济测度同时增加的方向;②不同社会经济发展强度以及不同垃圾管理方案下,垃圾管理产生的环境—经济负荷差异很大,而综合利用方案的生态效率均为潜在最优;③对于GHG排放而言,综合利用方案与填埋气利用方案的GHG排放量分别减少为当前情景的54%和61%,卫生填埋过程为GHG减排的关键过程。