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2025 , Vol. 47 >Issue 5: 935 - 949

DOI: https://doi.org/10.18402/resci.2025.05.03

面向“双碳”目标的废弃物资源化利用专栏

无废园区减碳绩效量化评价方法框架

  • 廖恺玲俐 , 1 ,
  • 冯则实 1 ,
  • 田金平 , 1, 2, 3 ,
  • 陈吕军 1, 2, 3
展开
  • 1.清华大学环境学院，北京 100084
  • 2.清华大学生态文明研究中心，北京 100084
  • 3.区域环境安全全国重点实验室，北京 100084
田金平，男，甘肃武威人，研究员，博士，研究方向为产业生态学、生态工业园区。E-mail:

廖恺玲俐，女，湖南郴州人，博士生，研究方向为产业生态学、无废园区、生命周期评价。E-mail:

收稿日期: 2024-07-21

  修回日期: 2024-08-26

  网络出版日期: 2025-06-17

基金资助

国家自然科学基金项目(72274103)

美国环保协会“鄂尔多斯煤化工园区绿色低碳转型路径研究”项目

收起

Framework for quantitative evaluation of carbon reduction performance in zero-waste industrial parks

  • LIAO Kailingli , 1 ,
  • FENG Zeshi 1 ,
  • TIAN Jinping , 1, 2, 3 ,
  • CHEN Lyujun 1, 2, 3
Expand
  • 1. School of Environment, Tsinghua University, Beijing 100084, China
  • 2. Research Center for Ecological Civilization, Tsinghua University, Beijing 100084, China
  • 3. State Key Laboratory of Regional Environment and Sustainability, Beijing 100084, China

Received date: 2024-07-21

  Revised date: 2024-08-26

  Online published: 2025-06-17

Fold

摘要

【目的】工业园区是无废建设和碳减排的关键战场，但过往研究缺乏评价园区固废管理减碳效益的量化方法。构建园区无废建设的减碳绩效量化评价方法框架，对其开展无废园区减碳效益标准化核算具有重要的理论和现实意义。【方法】本文基于物质流分析和生命周期评价构建了无废园区减碳绩效量化评价方法框架，包括目标与范围确定、废物流图谱建立、处置技术选择、排放水平调查、识别减碳绩效、结果评估与决策支撑6个核心步骤，同时通过措施改进和排放控制两个步骤形成嵌套内层循环，动态追踪园区固废管理的协同减碳效益变化，发掘无废园区建设协同减碳的技术途径。【结果】运用此方法框架对北京经济技术开发区进行了案例实证和结果展示，该园区2022年通过水泥窑协同处置危险废物的减碳绩效可达到1.7万t，回收处理一般工业污泥、废钢板、纸质包装的减碳绩效共10.3万t，核算的废物量约占园区当年产生废物总量的50%。【结论】方法框架兼顾园区个性与共性，适用于产业结构各异、生产工艺多样、产废特征多元的各类园区，可向上兼容“无废城市”建设、向下支撑无废企业建设的减碳绩效核算，服务于无废建设与“双碳”目标推进的协同决策。

关键词： 工业园区; 无废园区; 减碳绩效评价; 物质流分析; 生命周期评价

本文引用格式

廖恺玲俐 , 冯则实 , 田金平 , 陈吕军 . 无废园区减碳绩效量化评价方法框架[J]. 资源科学, 2025 , 47(5) : 935 -949 . DOI: 10.18402/resci.2025.05.03

Abstract

[Objective] Industrial parks serve as critical hubs for zero-waste construction and carbon emission reduction. However, previous studies lacked quantitative methods for evaluating the carbon mitigation benefits of solid waste management in these parks. Developing a quantitative evaluation framework for carbon reduction performance in zero-waste park development carries both theoretical and practical implications for standardizing the accounting of carbon reduction benefits in such parks. [Methods] A framework for the quantitative evaluation of carbon reduction performance in zero-waste industrial parks was developed based on material flow analysis (MFA) and life cycle assessment (LCA). The framework comprised six core steps: determining objectives and scope, establishing waste flow diagrams, selecting disposal technologies, investigating emission levels, identifying carbon reduction performance, and evaluating results with decision support. Additionally, two nested inner loops, measure improvement and emission control, were incorporated to dynamically track synergistic carbon reduction benefits and identify technical pathways for zero-waste park development. [Results] The proposed framework was empirically validated and demonstrated through a case study of an actual industrial park in Beijing E-Town. In 2022, the selected industrial park achieved a carbon reduction of 17000 tons through co-processing of hazardous waste in cement kilns. Additional reductions of 103 000 tons were realized by recycling general industrial sludge, scrap steel plates, and paper packaging or cartons. The accounted waste quantity represented approximately 50% of the total waste generated in the industrial park that year. [Conclusion] The proposed framework accommodates both park-specific and universal characteristics, making it applicable to various parks with diverse industrial structures, production processes, and waste generation characteristics. It upwardly aligns with “zero-waste city” construction and downwardly empowers zero-waste company development, thus facilitating coordinated decision-making for waste-free development and the achievement of the “dual carbon”goals.

Key words： industrial parks; zero-waste industrial parks; evaluation of carbon reduction performance; material flow analysis; life cycle assessment

1 引言

随着城市化和工业化进程的推进，传统的线性发展模式难以为继，发达国家提出了零废弃、循环经济、可持续等理念以解决资源短缺和废物管理问题。许多国家（地区）积极提升废物管理能力，如欧盟[1]、美国[2]、日本[3]、英国[4]、新加坡[5]等都提出了无废战略计划，2018年全球23个城市联合发布了“无废城市”宣言[6]。中国是资源消耗和废物产生大国，每年新增的固体废物近120亿t，累积堆存总量高达800亿t[7]，同时面临废物产生强度高、利用不充分等突出问题。为解决该问题，2019年1月，国务院办公厅印发《“无废城市”建设试点工作方案》，拉开了无废建设的序幕[8]。中国无废制度体系建设总体可分为两个阶段（图1）。第一阶段为无废概念的兴起和发展阶段（2018—2021年），11+5个城市和地区被选作第一批“无废城市”建设试点，试点期间共完成改革任务850项、工程项目422项，初步凝练了一批可复制可推广的示范模式[9]，供百余个地级及以上城市参考以促进推广应用[10]。这期间中央及各部委层面发布多份文件对“无废城市”工作进行谋划和部署[10,11]，重点关注探索“无废城市”的建设路径。2022年进入第二阶段，无废建设的广度和深度进一步拓展：①广度方面。由“无废城市”试点向无废园区拓展，如生态环境部固体废物与化学品司在《2022年度“无废城市”建设工作推进计划》中将编制无废园区建设技术指南列为年度工作任务之一，地方环境管理部门也争相开展无废园区建设；②深度方面。在固废减量化、资源化、无害化的基础上，深化落实《减污降碳协同增效实施方案》要求，在“无废城市”建设中强化减污降碳协同增效[12]。“无废城市”建设作为推动减污降碳协同增效的重要举措，是实现“双碳”目标的重要抓手，需要一套系统方法评估其建设成效。
图1 中国无废建设相关政策梳理

Figure 1 Timeline of related policies of zero-waste development in China

随着各地各类无废工作的推进，评估无废建设成效受到了越来越多关注。现有评价方法主要侧重于通过单一指标或者指标体系表征省域或城市的固体废物管理水平。表1梳理了国内外无废建设评价的相关研究，Zaman等[13]利用城市中再生资源替代自然资源的潜质作为单一评价指标构建了“无废指数”，用于表征“无废城市”建设成效，同时重点估算了部分固废资源化替代填埋处置所能产生的减碳量，但该方法仅限于纸张、玻璃、塑料、金属等有限的固废种类。在指标体系构建方面，大多数研究通过层次分析法[15-17]、德尔菲法[15]、熵权法[18,19]等方法对无废建设开展评价，固体废物源头减量、资源化利用、最终处置、保障能力和群众获得感是最常用的评价维度[14,18,19]。尽管研究将工业固废、农业固废、生活垃圾和建筑垃圾等都纳入了评价范围，但指标的选取主要围绕固体废物的产生量、处置量、产废强度以及资源化水平，对各类废物数量及其最终处置去向产生的减碳绩效量化评估考虑不足。
表1 国内外无废建设评价相关研究

Table 1 Related studies on evaluation of zero-waste development at home and abroad

文献来源 发表年份 评价对象 研究方法 评价指标 案例数
Zaman等[13] 2013 城市 单一指标计算 无废指数 3
邹权等[14] 2020 城市 无量纲算法和指数评分法 5个维度，59项指标 0
赵曦等[15] 2021 固体废物综合处理
产业园		 德尔菲法、层次分析法(AHP)和五分制综合评分法 6个维度，25项指标 4
王明明等[16] 2021 资源型城市 DPSIR-AHP模型 4个维度，40项指标 1
张燕华等[17] 2022 城市 PEST-SWOT- AHP 14个指标 1
Han等[18] 2022 省域 Topsis熵权法 4个维度，18项指标 31
Zhao等[19] 2022 资源型城市 熵权法 4个维度，28项指标 11
滕婧杰等[20] 2022 省域 无量纲化综合指数 无废指数，9个分指数 1
许多研究评估园区碳排放水平[21,22]和减碳潜力时[23,24]，虽然考虑到了废物处置的碳排放[21,25]，但常直接使用数据库或既有研究中的排放因子，未充分考虑园区下游处置实际技术状况和物料投入产出水平。评估园区减碳潜力时，存在视角缺失和环节缺失两点不足。评估视角较少从工业园区角度评估固废管理的减碳绩效，多数研究聚焦于特定处置技术[26,27]或单一种类废物类型的碳排放比较[28-30]，侧重于考虑物质交换/回用的环境效益[24,25]，对不同处置技术可能带来的减碳效益考虑不足。对废物处置的排放环节进行评估时，对于处置过程的间接碳排放和废物资源化带来的碳效益考虑不够全面，如Jin等[26]梳理了厨余垃圾厌氧消化处理的碳减排，但只考虑了发电过程中沼气和煤炭燃烧产生的直接碳排放。Xiao等[28]和Yang等[31]分别针对不同废物处理方式和不同回收废物种类提出了碳减排核算方法，但均未考虑焚烧能量回收产生的碳效益。固废资源化能替代市场原有的产品/材料，其全生命周期过程会产生间接的减碳绩效，这部分碳减排效益在现有研究中得到的关注不够。
为此，本文旨在建立一套逻辑明晰、操作简便、适用性广的无废园区减碳绩效评估方法，为各类园区评估废物处置的减碳效果提供技术指导。评估结果具有靶向政策支撑作用，可帮助园区掌握废物产生和流动特征，将减废和资源循环纳入减碳体系，跟踪评估无废建设减碳绩效，因地制宜增强减污降碳协同能力，持续巩固和优化无废建设成效。此方法框架逻辑同样适用于评估污染物的协同减排绩效，为系统制定减污与降碳协同控制策略提供方法学支撑。

2 方法框架

本文建立了多线程动态更新的无废园区建设减碳绩效评估方法框架（图2），包括6个步骤：目标与范围确定（Determine）、废物流图谱建立（Establish）、处置技术选择（Choose）、排放水平调查（Investigate）、识别减碳绩效（Discern）、结果评估与决策支撑（Evaluate），根据上述6个步骤的首字母缩写简称DECIDE。各步骤间通过循环往复的迭代更新形成信息反馈回路，动态持续提升减碳绩效，其中，处置技术选择和排放水平调查阶段可根据当次评估结果进行措施改进（Improve）以实现排放控制（Control），从而形成内层嵌套。方法框架能向上/向下兼容“无废城市/无废企业”不同层级的减碳绩效评估。
图2 无废园区建设减碳绩效评估DECIDE方法框架

Figure 2 DECIDE methodological framework for evaluating carbon reduction performance in zero-waste industrial parks

对该模型框架的6个步骤进一步说明如下：①目标与范围确定：确定评估的总体目标和范围，取决于评估结果的使用人群和应用场景。不同的目标设定具有不同的系统边界和精度、广度要求，评估结果也会有较大差异。地理边界和数据统计边界是常用的系统边界。在开展无废园区减碳绩效评估时，需明确园区管辖范围、产废单位、数据统计和废物流边界，确保评估结果精准对接评估目标的实际需求。②废物流图谱建立：运用物质流分析原理，基于园区评估系统边界范围内各产废主体的废物产—贮—收—运—消全过程代谢流动，识别园区内主要产废种类、产废行业、处置方式和处置企业，刻画废物流图谱。③处置技术选择：根据园区的废物流动情况，结合评估应用目标，选取评估的具体废物处置与资源化回收利用技术，并逐一为各处置技术设置对应的基准情景。④排放水平调查：基于各回收处置技术的生命周期物质、能源消耗和产出制定评估数据清单，根据清单收集各项数据并检查数据质量，视数据收集情况不断调整评估系统边界与数据清单，反复循环迭代选取清单数据全、数据质量高的部分构建最终的评估清单数据，按照不同的废物处置与资源化方式，通过活动水平和碳排放因子的乘积计算碳排放水平。⑤识别减碳绩效：根据选定的不同废物处置技术设定基准情景，基于相同功能单元划定基准情景的系统边界，对于具有多重产出或提供多种服务的处置技术，可采用系统扩展方法确保基准情景与评估对象具有相同的功能单元。基准情景的生命周期清单可通过实景调研、文献调查、外推模拟计算等方式获得，核算的评估范围内实际碳排放量与基准情景碳排放水平的差值即为园区的减碳绩效。⑥结果评估与决策支撑：基于分析结果辨析无废园区建设过程中的关键环节、薄弱环节，对结果进行评估，分析减碳绩效计算结果的演变趋势，进而为决策提供参考建议。
此外，在范围选择和排放水平调查时，通过措施改进和排放控制形成闭环迭代，动态跟踪改进措施的影响：①措施改进：根据识别的减碳绩效，明确不同环节的碳排放贡献，辨析废物处置碳排放的关键环节和热点环节，找出碳排放高的具体原因，提出针对性的改进措施以巩固和扩大减碳效果。②排放控制：根据改进措施制定园区管控策略，使其流程化、程序化，确保实现降低园区废物处置的全生命周期碳排放水平、扩大无废园区建设减碳绩效的目标。控制措施的实施将影响园区废物流图谱特征，进而形成新的流程循环迭代，根据采取措施控制后新生成的废物流图谱重新界定范围进行绩效评估。
该评估框架适用于园区所在行政区和园区内单个干系方等各层级“无废细胞”建设的减碳绩效评估，结果可用于设定无废建设减碳目标、改进无废建设成效、开展园区固废处置碳排放评估、识别园区固废资源化和碳减排潜力等。
框架设计充分考虑了各尺度无废细胞建设绩效评估在评估范围、评估方法、评估结果等多要素的兼容性需求，尤其是确保了评估范围和方法的兼容。方法框架可向上兼容“无废城市”减碳绩效评估，但需警惕评估范围内减碳绩效重复计算的问题，例如园区通过区外设施进行废物回收资源化产生的减碳绩效，可能在区域范围核算绩效时重复统计。向下兼容无废企业减碳绩效核算时，需根据产废企业实际废物处置与资源化单位建立本地化的活动水平和排放因子数据库。本文框架以提升评估对象“无废城市”建设的减污降碳协同能力为核心目标，构建无废园区量化绩效评估方法体系，可帮助识别减碳绩效的提升空间，实现绩效改进的动态追踪与闭环管理。
为提高评估的可靠性、兼容性和决策支撑性，建议遵循SMART原则：①具体性原则（Specific），明确绩效评估工作针对的具体范围，包括具体空间边界、时间边界和评估处置技术；②可测量原则（Measurable），所选取的绩效评估清单数据应可量化跟踪；③可达性原则（Attainable），为持续提升无废建设减碳绩效制定的改进措施应是可实现的；④结果导向原则（Result-based），绩效评估结果应支持识别无废园区建设的薄弱环节和关键节点，以更大发挥无废协同减碳潜力；⑤时效性原则（Time-based），清单数据及时更新以及时反映园区无废建设进展，既需及时获取最新数据，也应保留历史数据以反映园区无废建设绩效的发展趋势。

3 框架构建主要步骤

3.1 目标与范围确定

中国工业园区千园千面，由于其产业结构、基础设施、管理水平异质性高，园区产废特征各异。评估的首要任务是基于园区自身特点明确评估目标和范围，目标差异影响评估关注点、评估范围广度和结果精度。如新兴战略产业主导的园区会使用大量化学物质，产生的新兴废物具有来源多、成分复杂、产生量大、处理难度大等特点，需大量的物质能量投入进行回收处置，导致碳排放水平较高；物流园区需关注包装物多次回收利用的减碳绩效；静脉产业 ① 园承担了区域多种固体废物处理处置及资源化的任务，产生的减碳绩效是全部归入静脉产业园，还是与上游产废单位分配，需根据评估目的和结果应用进行界定；产城融合综合型园区开展无废建设绩效评估时，需同时兼顾园区工业固废、生活固废、医疗固废等不同来源废物处置及资源化的减碳绩效。静态评估一般关注园区某一自然年内的活动水平，而动态评估则考虑了园区内产业结构、产业共生网络，以及废物代谢图谱的持续变化。园区通过跨地区协作处置废物时，其无废建设的绩效评估应注意不同区域能源相关排放因子选择。
因地制宜开展无废园区绩效评估主要可服务以下应用目标：①识别无废建设的关键环节和薄弱环节，发现提高减碳绩效的机会，以提高资源利用效率和无废建设减污降碳协同成效；②跟踪无废建设减碳绩效的发展趋势，总结有效改进措施及经验做法，在组织内部和外部报告和交流减碳绩效，推广最佳经验实践；③以国家减污降碳协同增效战略为导向，优化无废建设绩效管理体系，结合情景分析等方式开展绩效预测分析，识别园区低碳发展的战略机遇。
在对园区开展评价时，常用园区物理边界、管理边界、经济统计边界和流分析边界这四大边界[32]。边界的选择取决于评估目标和应用场景的定位，其中采用园区物理边界时需要区分是否包括核心区以外的拓展区、委托代管区、辐射带动区、飞地等拓展空间范围[33]；采用园区管理边界时需全面考虑危险废物、一般工业固体废弃物、生活垃圾、建筑垃圾、农业废物等分属不同管理部门的状况，尤其是园区市政生活垃圾和农业固废可能与属地政府联合管理，使得评估边界难以区分；采用园区经济统计边界时，需根据评估的目标考虑是否纳入注册在园区但实际经营活动在园区外的经济体；采用园区流分析边界时，需特别注意避免对园区内废物收集储运公司收集转运产自园区内的废物进行重复计算。不论选择何种评估边界，都须保持评估采用的经济数据、资源消耗数据、废物产出及处置数据统计口径一致，并在评估报告中进行说明。

3.2 废物流图谱建立

废物流动特征分析是无废园区减碳绩效评估的基础，一方面，明确园区产废单位、种类和处置方式，为下一步选择主要处置方式开展生命周期评价分析减碳绩效提供基础；另一方面，基于废物产—贮—收—运—消流动全过程，发掘废物资源替代潜力，为园区固废管理的精细化水平提高提供决策方向。开展废物流动特征分析需遵循边界定义—数据收集—流分析—管理建议4个步骤（图3）[34]。首先通过边界定义明确园区四大边界和评估范围，围绕边界内废物相关信息，包括行业企业基础信息、废物产生量及类别、去向和处理处置信息，数据来源包括废物转移联单及转移利用备案信息、企业环境统计填报数据、污染源普查、排污申报、企业废物管理台账、固体废物污染环境防治信息、地区废物管理信息化平台等，并通过物质流动平衡进行数据校核，采用流分析刻画企业废物种类、数量、流动方向和用途/处置情况[35]，追踪园区工业固废、生活垃圾、建筑垃圾、农业固废等不同种类废物的产生、收集、贮存、转运和利用、处置流程，解析企业内、企业间的废物综合利用和处置路径，厘清不同来源废物与各式各样处置方式的耦合关系，发掘其资源化潜力，重点管控热点行业企业，针对性改进废物流动不合理过程和节点，发掘园区实现闭环循环、物质梯级利用的机会，强化清洁生产与产品绿色设计（图4）。这是建立园区废物处置碳排放清单的重要根基。
图3 绘制园区废物流图谱的步骤图

Figure 3 Flowchart for drawing waste flow diagrams in industrial parks

图4 园区各类废物流动关系

Figure 4 Flow relationships of different wastes in industrial parks

通过建立废物流图谱可以刻画废物产生、流动、转化和最终处置的完整视图，锁定园区主要的产废单位、废物种类和处置方式。基于园区废物流网络，可提出综合利用和处理处置优化方案[36]，持续提升园区废物管理精细化水平，实现园区内资源、环境、产业、经济的可持续发展。
采集园区废物流动相关数据时，危险废物流动可采用转移联单或地区固体废物管理信息平台等信息化统计数据，一般工业固体废物流动分析可参考园区电子联单或企业管理台账，结合环境统计、污染源普查、排污申报、固体废物污染环境防治信息发布、企业调研等多种数据，整合废物资源属性和环境属性，分析综合利用水平和主要回收处置方式的减碳绩效，辨析废物资源化回收利用的优化机会，实现数据驱动低碳决策。

3.3 处置技术选择

采用的废物回收处理和无害化处置技术决定了减碳绩效评估范畴和废物处置的碳排放水平。不同废物处理处置技术具有不同碳排放特征。如固废处置技术只针对二氧化碳削减，则减碳绩效范畴仅指二氧化碳，如固废处置技术可能同时造成非二氧化碳温室气体排放变化，则宜将二氧化碳和非二氧化碳温室气体纳入减碳评估范畴。由于园区废物种类众多、数量各异，其回收利用、处理处置方式繁杂多样，碳排放水平不一，难以从整体上评估其减碳绩效。园区可基于自身固体废物回收处置和管理实际情况，根据评估精度要求，分别针对不同种类废物，圈定园区最主要的废物回收处理和无害化处置技术，运用生命周期评价方法开展减碳绩效评估。评估时还需区分化学源和生物源碳排放，生物源碳可不计入或在评估报告中进行说明。虽然联合国气候变化政府间专家委员会（IPCC）清单计算方法[37]将污泥中的碳都归为生物碳不纳入计算，但现实中工业园区企业大多使用各类化学品作为原辅材料，污泥中不可避免被带入部分化石碳，实际核算时应考虑污泥中的化石碳含量。确定评估的处置技术范围后，须逐一为每个处置技术设定基准情景以计算减碳绩效（表2），评估废物资源化回收利用和无害化处置时对应基准情景设置侧重点不同。评估废物资源化回收利用时，通常考虑将该类型废物未进行资源化回收利用作为基准情景；评估废物无害化处置时，通常将该类型废物的市场主流处置方式作为基准情景。
表2 部分废物回收处理和无害化处置的推荐基准情景

Table 2 Recommended baseline scenarios for recycling and harmless disposal of certain wastes

废物类型 废物种类 资源化回收利用或无害化处置方式 推荐的基准情景
危险废物 废有机溶剂 水泥窑协同处置、焚烧发电等 传统焚烧
废酸 回收再利用 氧化/中和
废碱 回收再利用 中和
一般工业
固体废物		 一般工业污泥 焚烧 卫生填埋
废钢板 电炉炼钢（短流程） 惰性填埋
纸质包装 生产再生纸浆 焚烧
塑料 生产再生塑料 焚烧/填埋
建筑垃圾 建筑垃圾 高价值分选利用，如再生微粉制备低碳预拌混凝土等 填埋

3.4 排放水平调查

围绕选定的回收处置技术收集数据建立碳排放清单，包括活动水平和排放因子两类数据，活动水平指废物回收处置过程中引起或避免碳排放的活动，如投入/替代的原燃料、化学品试剂，以及外购/供的电量和蒸汽量等；排放因子指单位活动水平的排放量系数。建立清单前首先应从回收处置方式的角度明确碳排放核算情景和基准情景的边界范围以及评估的功能单元，通常以回收处置单位质量的废物作为功能单元。表3列出了常见废物处置方式的推荐边界范围和可参考的温室气体核算指南，废物中所含的生物质成分（如纸张、木屑、食品等）燃烧产生的二氧化碳可不纳入碳排放核算范围，但建议在报告中披露该部分排放。宜考虑废物产生、运输、回收处置过程等的全生命周期过程，识别回收处置过程的主要工艺环节、碳排放源与产出水平，针对各个工艺流程的资源、能源及物质投入和产出，搜集活动水平数据，建立本地化的动态更新的排放因子背景数据库，并结合下游回收处置企业的实地调研获得前景数据集，解析园区相同回收处置方式中不同下游回收处置商的物质和能源消耗特征与环境效益产出水平。可根据与下游回收处置商的沟通或文献研究对碳排放贡献低的输入和排放过程进行取舍（Cut Off），避免在评估时过度投入在对最终结果影响不大的数据收集与分析过程中[32,44]。
表3 常见处理处置方式的边界

Table 3 Boundaries for conventional waste disposal methods

处置方法 可考虑的边界 可参考的碳排放核算方法
直接排放（范围1） 间接排放（范围2） 其他的间接排放（范围3）
填埋 填埋、化石燃料使用、渗滤液处理、填埋气提纯与燃烧、自有车辆运输等 净购入电力和热力 外购原燃料开采/生产、上下游的物料运输等 文献[38-40]
水泥窑协同处置 化石燃料使用、熟料煅烧、自有车辆运输等 净购入电力和热力 外购原燃料开采/生产、上下游的物料运输等 文献[41,42]
焚烧 固体废物焚烧、化石燃料使用、末端治理、自有车辆运输等 净购入电力和热力 外购原燃料开采/生产、上下游的物料运输、飞灰和炉渣处理处置等 文献[38,40,43]
实践中经常遇到废物经回收处置后有材料或产品产出的情况，如焚烧过程进行余热回收或发电、水泥窑协同处置产出了水泥熟料，废纸箱包装材料回收制作再生纸浆，有机质含量高、毒性成分少的废物堆肥产生肥料，填埋进行甲烷回收利用等。在搭建这类数据清单的过程中，需注意到这类系统提供多重服务，即不仅可以消纳废物，而且可以产出有价值的产品替代市场原有的同属性产品。对于这部分可以替代市场原有产品的产出可以归为该回收处置方式产生的环境效益，通过系统扩展（System Expansion）方式进行抵扣[45]。在选择这部分产出效益的排放因子时，原则上应选择该系统提供单一产出/服务功能时对应的排放因子，当单一产出难以核算时，可参考与该产出相同生产工艺流程的碳排放水平，或采用本地市场替代产品的平均排放因子，如焚烧发电系统，其产生电力的排放因子通常采用所在地区域或全国电力生产的平均值[33]。
在确定废物排放因子时，涉及环境影响的分配问题。通常采用污染者自付原则（Polluter Pays Principle），废物产生阶段的环境影响全部由上游产生单位承担，即“零负担假设”[46-48]，回收处置商只承担废物进入回收处置阶段后的环境影响，这样的计算方式更能凸显下游回收处置商的减碳绩效。对于已长期稳定且具有经济价值的资源化回收利用废物，这样的分配方式对下游回收处置商更为有利；但也有研究对此质疑，认为上游产生废物对下游处置有重大影响时，应将部分环境影响分配给产生的废物[49-51]；还有研究考虑废物回收的资源属性，采用下游回收处置商承担废物全部环境影响的分配原则[51]。实际应用中可以根据评估结果的用途确定合理的分配原则。
在调查排放水平时，需对搜集到的数据进行质量检查，包括数据的完备性、非重复性、合规性、准确性和代表性，必要时可根据评估要求深入调查、提高数据质量，以增强评估结果的准确性、可用性和指导作用。①完备性：包括评估模型完整性和背景数据库完整性。核实模型完整性主要涉及系统边界内碳排放与碳汇数据的完整性，一方面需核实评估园区边界范围内所有涉废企业的产废数据均纳入核算范围；另一方面需核实下游回收处置方式碳排放核算的系统边界内相关数据收集齐全，按照生命周期评价的数据取舍原则，将物质输入清单按使用量由大到小排序，确保物质输入清单总量前95%以上的材料清单数据和特征化因子被纳入分析，缺失数据应进行相应说明。核实背景数据库完整性时需注意采用的背景数据需涵盖基础原材料和能源生产、运输和产品制造出厂的全过程，同时应说明背景数据的来源和采用依据，包括使用的背景数据库名称、数据的获取方式、地域代表性和技术代表性等要素信息。②非重复性：避免碳排放/碳汇的重复核算。尤其是在选用活动水平对应排放因子时，需核实所选排放因子的对应核算范围，避免某过程碳排放的二次计算，如某些燃烧类排放因子会将烟气处理环节的环境影响也考虑在内，造成重复计算。③合规性：主要关注数据的逻辑关系，包括质量平衡、能量平衡，还需注意数据的上下游关系。如园区当年产生的固体废物总重量与上年末的剩余贮存量的加和应小于当年下游各固体废物回收处置企业的接收总重量。当数据上下游出现数据逻辑错误时应复核数据逻辑关系。④准确性：主要考量数据的来源是否可靠，原则上应优先采用下游固体废物实际回收处置企业的实测数据。但在开展评估时经常遇到回收处置企业位于园区外的情况，难以准确获取该企业的生命周期清单（LCI）数据。当没有现场的实测数据时，可以考虑采用本厂的计算估计值，或可寻找行业公认的生命周期数据库数据、其他同类型企业的实测数据或公开发表的文献数据，并标注数据的详细出处。对每一个数据值的波动程度和分散程度进行度量，例如方差、标准差等，当某一数据的波动或者分散程度明显高于其他数据时，如数据波动幅度超过±10%，则需返回数据收集阶段对此数据进行更进一步的调查。⑤代表性：包括地理代表性、时间代表性和技术代表性，推荐优先选择研究对象所在地域的本土化最新数据，同时尽量选择技术水平与研究对象的实际技术吻合的排放因子数据。此外需根据数据的分布特征开展不确定性分析，通常可采用蒙特卡罗模拟计算不确定度，如模拟数据呈现正态分布，则结果精确度较高，对不确定性较大的数据可进一步深入调研提高数据质量，提升评估结果的准确性。

3.5 识别减碳绩效

将不同废物处置方式的碳排放水平分别与其对应的基准情景对比计算其减碳绩效，公式如下：
C R = ∑ x C R x = ∑ x C E x - C E x , b a s e
式中：CR为园区无废建设的减碳绩效；CRx为废物回收处置技术x的减碳绩效；CEx为废物回收处置技术x的碳排放水平；CEx,base为废物回收处置技术x在基准情景下的碳排放水平。不同废物回收处置技术的碳排放水平计算公式如下：
C E x = C E x , d i r e c t + C E x , i n d i r e c t - E B x = C E x , d i r e c t   + ∑ i A D x , i × E F x , i - E B O x , j × E F x , j
式中： C E x , d i r e c t为评估固废回收处置技术x的直接碳排放； C E x , i n d i r e c t为回收处置技术x的间接碳排放；EBx为回收处置技术x回收材料替代原生材料、回收热力等产生的环境效益；ADx,i为回收处置技术x间接投入i的投入量；EFx,i为回收处置技术x间接投入i的对应碳排放因子；EBOx,j为回收处置技术x回收物质/能量j产生的环境效益量，如回收的次级材料量、回收的热力量、产生的发电量等；EFx,j为回收处置技术x回收物质/能量j对应的碳排放因子。焚烧（ C E i n c i n e r a t i o n , d i r e c t）、填埋（ C E l a n d f i l l , d i r e c t）和水泥窑协同处置（ C E c e m e n t , d i r e c t）的直接碳排放计算如下：
C E i n c i n e r a t i o n , d i r e c t = ∑ z I W z × C C W z × F C F z × O F z × 44 12
式中：IWz为废物z的焚烧量；CCWz为废物z的碳含量比例；FCFz为废物z中化石碳在碳总量中的比例；OFz为废物z的燃烧效率；44为二氧化碳的分子质量；12为碳的分子质量。
C E l a n d f i l l , d i r e c t = W × M C F × D O C × D O C F × F × 16 12 - R × 1 - O X × G W P C H 4
式中： W为废物的填埋量； M C F为填埋场的甲烷修正因子，取值可参见《省级温室气体清单编制指南》； D O C为可降解有机碳含量； D O C F为废物中可分解的 D O C比例；F为填埋气体中的甲烷比例；16为甲烷的分子质量； R为甲烷回收量； O X为氧化因子； G W P C H 4为甲烷的全球变暖潜能值，此处取28。
C E c e m e n t , d i r e c t = ∑ k N C V k × F C k × C C k × C F k × 44 12 + ∑ z Q z × H V z × W C z × α z × C F z × 44 12 + R M × r L × ω C a O × 44 56 + ω M g O × 44 40 × 1 1 - L c
式中：NCVk和HVz分别为燃料k和废物z的收到基低位发热量；FCk和Qz分别为燃料k和废物z的投入量；CCk和WCz分别为燃料k和废物z的单位热值含碳量；CFk和CFz分别为燃料k和废物z的碳氧化率；αz为废物中化石碳的含量；RM为生料的重量；rL为生料中石灰石含量；Lc为生料烧失量；ωCaO为熟料中氧化钙的质量分数；ωMgO为熟料中氧化镁的质量分数；56为氧化钙的分子质量；40为氧化镁的分子质量。

3.6 结果评估与决策支撑

结果评估是对核算的减碳绩效的系统性评估，以确保评估结果覆盖的数据清单与核算目标及定义的范围边界保持一致。该阶段需依据园区的评估目标和核算精度，基于园区边界内的废物流动数据，构建多流程多节点多过程的废物流动清单，准确识别园区主要废物和主要回收处置方式，刻画园区产—贮—收—运—消的全过程废物流图谱。结果评估应依据废物回收处置方式的工艺流程和特征选择适宜的碳排放核算指南，评估结果应透明度强、可重复性好、标准化程度高，包含对结果完整性、敏感性和一致性检查，识别园区废物从产生到回收处理全过程的关键环节和重大问题，结合园区实际状况出具无废园区建设减碳绩效的结论，阐述结果的局限性，并据此给园区管理者提供决策建议。评估结果可兼容不同层级无废建设的减碳绩效核算，但需要尤其注意废物产生数据的核算边界范围和回收处置服务商地理位置，避免将一份减碳绩效在同一核算体系重复在多个利益干系方进行计算，当涉及核算区域内和区域外废物回收处置服务商共同产生的减碳绩效，可根据减碳绩效评估的目的和核算的要求考虑采用系统扩展等分配方式进行划分。

4 案例实证

本文选取位于北京大兴区的北京经济技术开发区（以下简称经开区）作为案例，用于验证前文方法框架的实际应用可行性与可操作性。

4.1 北京经开区概况

经开区作为全国唯一入选“无废城市”建设名单的国家级经开区，固废管理水平走在前列，已建成国家生态工业示范园区、国家循环改造示范园区和国家级绿色园区，入选首批产业园区减污降碳创新试点，在国家级经开区综合发展水平考核评价中综合排名全国前三，选用其作为无废园区减碳绩效量化评价的案例具有典型示范意义。北京经开区已经培育形成了以高端汽车、产业互联网、生物医药、新一代信息技术等高精尖行业为代表的产业集群，同时这些新兴行业的发展也带来了废物管理方面的挑战[52]。工业固废是经开区的主要废物来源，也是区内无废建设的重点。经开区产生的危险废物约覆盖了《国家危险废物名录》40%的废物类别，以危险废物为例采用物质流分析方法绘制了园区2022年废物流图谱（图5），清晰刻画危险废物产生的主要种类、来源行业、处理方式、去向单位等多维信息。2022年经开区的危险废物主要采用水泥窑协同处置、再生酸/碱、收集、溶剂回收/再生、焚烧等方式进行处理，其中水泥窑协同处置是主要的处置方式之一，故以水泥窑协同为例展示危险废物减碳绩效核算的思路和方法。一般工业污泥、废钢板、纸质包装是园区的主要一般工业固体废物类别，故以上述3类废物为例展示一般工业固体废物减碳绩效核算的思路和方法。上述核算的危险废物和一般工业固体废物量占园区当年产生废物总量的50%。
图5 2022年北京经开区危险废物流向图

注：第一列标签编号为《国家危险废物名录》废物代码。

Figure 5 Flow diagram of hazardous waste in Beijing Economic-Technological Development Area, 2022

4.2 数据来源

园区工业固废的产生和处理处置信息主要取自北京市危险废物管理平台和区内建设的智慧无废信息管理系统平台。危险废物部分以经开区最主要的水泥窑协同处置企业为代表收集处置企业实景数据，构建评估数据清单开展绩效评价。鉴于水泥窑协同处置的废物处理和生产水泥的双重功能，评价的功能单元为处理1 t经开区危险废物，同时生产相应质量的水泥熟料。由此将减碳绩效核算的基准情景设置为危险废物经焚烧处置，而水泥企业在不协同处置废物的情况下生产相同质量的水泥熟料。焚烧厂的生命周期清单参考Hong等[53]的研究。基准情景的水泥企业生命周期清单根据运往该水泥窑的废物热值和化学组分外推得到。水泥企业的详细数据清单参见前期研究[54]。一般工业固体废物部分，采用排放因子法计算碳排放水平。研究选用的排放因子参考Ecoinvent数据库（Version 3.8）和GaBi数据库（10.6.2.9）。

4.3 核算结果

针对水泥窑协同处置园区危险废物开展减碳绩效评价，主要考虑了石灰石等原材料、危险废物和煤炭的产生、运输，到厂后的预处理和破碎均化、煅烧，以及污染治理和余热回收等过程。与基准情景相比，北京经开区采用水泥窑协同处置危险废物的方式，可实现每处置1 t危险废物获得1.5 t碳减排效益（图6），2022年经开区通过该水泥窑协同企业处置危险废物共能产生约1.7万t减碳绩效，相当于节省了约0.52万t烟煤的燃烧。
图6 2022年北京经开区采用水泥窑协同处置危险废物处置的碳排放情况

Figure 6 Carbon emission of co-processing of hazardous waste in cement kilns in Beijing Economic-Technological Development Area, 2022

对于一般工业固体废物，根据调研，确定经开区一般工业污泥、废钢板、纸质包装的主要回收处置方式分别为污泥焚烧发电、短流程炼钢、再生纸浆生产，其对应的基准情景分别为污泥填埋、废钢板惰性填埋和废纸焚烧。经核算，2022年经开区回收处理一般工业污泥、废钢板、纸质包装分别产生了2.6万t、3.6万t、4.1万t的碳减排绩效，合计达到10.3万t减碳绩效。

4.4 优化策略

针对经开区危险废物水泥窑处置，应用本方法框架发掘园区减碳的潜力探寻园区固废管理优化方向。为进一步发掘该处置方式的减碳效益，可通过优化送往水泥窑的废物结构提高废物替代燃料和替代原料比例，减少燃煤和其他原生资源的使用，从而降低碳排放水平。如将热值较高，或者钙、铁等含量较高的废物种类优先送往水泥窑进行资源利用，将通过水泥窑焚烧消纳的废酸等未发挥资源属性的废物通过其他资源化方式进行回收利用。通过上述改进措施可使园区水泥窑协同处置方式的减碳效益增加5%[54]。形成的优化策略已经应用在北京经开区的无废园区建设中。

5 结论

本文以物质流分析和生命周期评价方法为基础，基于无废园区建设的减量化、资源化、无害化原则，将无废建设与“双碳”目标相结合，构建了多线程互馈式动态更新的无废园区建设减碳绩效核算方法框架，并将核算框架用于北京经开区进行了案例实证。研究结论如下：
（1）构建了基于DECIDE步骤的无废园区减碳绩效核算方法框架。通过目标与范围确定、废物流图谱建立、处置技术选择、排放水平调查、识别减碳绩效、结果评估与决策支撑6个核心环节，准确全面刻画园区废物流动图景，同时通过措施改进和排放控制两步骤形成内嵌循环，各个步骤相互作用构建内外双层循环，不断迭代优化实现动态追踪无废建设的减碳效益。
（2）梳理了不同种类废物回收处置方式的减碳绩效测算方法，并明确了方法应用的SMART原则和测算的数据基础。方法框架的基本原则也适用于其他污染物的减排绩效核算，同时可向上向下兼容多层级的无废建设减碳绩效核算，促进将减废和资源循环纳入减碳体系，充分发挥无废建设的减污降碳协同效应。
（3）选取北京经开区应用本方法框架进行案例分析。案例结果表明2022年北京经开区通过水泥窑协同处置危险废物可以实现约1.7万t减碳绩效，回收处理一般工业污泥、废钢板、纸质包装共可产生10.3万t减碳绩效，核算的废物量约占园区当年产生废物总量的50%。通过优化送往水泥窑的废物结构，将资源化潜力高的废物种类优先通过水泥窑协同处置，原通过水泥窑协同处置的废酸改用资源化回收利用的策略，可使园区水泥窑协同处置方式的减碳效益进一步增加5%。

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