北歐垃圾變能源解決方案助力實(shí)現城市碳中和

編者按：2021年7月8日，以"碳中和與未來(lái)能源"為主題的"第三屆未來(lái)能源大會(huì )"在北京召開(kāi)，本次大會(huì )由中國能源研究會(huì )與中國能源網(wǎng)聯(lián)合主辦。會(huì )上，瑞典環(huán)境科學(xué)研究院中國代表處固廢資源部主任王瑞發(fā)表了"北歐垃圾變能源解決方案助力實(shí)現城市碳中和"的主旨演講。

以下內容根據論壇演講實(shí)錄進(jìn)行整理。

王瑞：尊敬的各位嘉賓大家下午好！非常感謝主持人的介紹，我來(lái)自瑞典環(huán)境科學(xué)研究院北京代表處，今天很有幸受邀跟大家匯報這樣一個(gè)題目，也是就著(zhù)我們國內目前碳中和的大背景跟大家做一個(gè)交流和學(xué)習，如果說(shuō)得不正確的地方也希望大家多多指正和交流。

首先簡(jiǎn)單自我介紹一下我們的機構，我們瑞典環(huán)境科學(xué)研究院是一家非營(yíng)利性應用研究機構，由瑞典政府和瑞典工業(yè)，通過(guò)基金會(huì )各占50%建立的，1966年成立，到目前有55年的歷史，是歷史比較悠久的研究院，類(lèi)似中國環(huán)境科學(xué)研究院，但是體量沒(méi)這么大，因為瑞典國家本來(lái)就不大。

我們總共有350名員工，主要包括環(huán)境工程師、經(jīng)濟學(xué)家、社會(huì )學(xué)家等等這些跨學(xué)科的綜合性團隊，我們的總部在瑞典首都斯德哥爾摩，在瑞典第二大城市哥德堡和第三大城市馬爾默都有辦公室，也有中國的北京代表處。

作為綜合性研究院我們覆蓋的業(yè)務(wù)領(lǐng)域也比較寬，基本上跟環(huán)保、生態(tài)相關(guān)的都覆蓋了，像氣候變化、碳排放、能源、水、空氣、垃圾、工作環(huán)境、工業(yè)相關(guān)的，林業(yè)、交通等等相關(guān)的研究領(lǐng)域我們都覆蓋。

今天的主題是碳中和，大家很熟悉，中國提出來(lái)2060年碳中和，瑞典這個(gè)國家提出來(lái)要在2045年實(shí)現碳中和，同時(shí)有另外一個(gè)目標，就是想成為全球第一個(gè)無(wú)化石能源的福利國家，這個(gè)福利怎么理解？除了給我們帶來(lái)更好的生活環(huán)境以外，也想給居民更好的經(jīng)濟利益。因為在經(jīng)濟綠色轉型的時(shí)候肯定會(huì )產(chǎn)生一些新的經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)，比如說(shuō)一些新的綠色技術(shù)，所以在這方面瑞典想做的不僅僅是改善環(huán)境，同時(shí)用一些新技術(shù)來(lái)引領(lǐng)全球的技術(shù)創(chuàng )新，從而給他們帶來(lái)更好的經(jīng)濟發(fā)展。瑞典國家不大，也是個(gè)技術(shù)出口的國家，在這方面的戰略是這樣的布局。我想我們中國將來(lái)也是這樣的方向，當然中國體量比瑞典要大很多，所以在轉型的過(guò)程中要比瑞典面臨的挑戰更大。

這個(gè)圖是瑞典經(jīng)濟發(fā)展和溫室氣體排放的變化曲線(xiàn)，從1990-2018年，藍色的是GDP增長(cháng)，不斷增長(cháng)，增長(cháng)85%。綠色是溫室氣體排放，從1990-2018年下降了27%，我們可以看到經(jīng)濟的發(fā)展跟溫室氣體的排放不是正向發(fā)展的，瑞典是在20世紀90年代的時(shí)候達到了碳達峰，所以在這方面，中國現在提出來(lái)碳達峰和碳中和的概念，已經(jīng)不用過(guò)于擔心會(huì )不會(huì )太影響我們的經(jīng)濟發(fā)展了，從短期來(lái)說(shuō)任何一種轉型都會(huì )有一個(gè)曲折的階段，但是過(guò)了這個(gè)之后，肯定會(huì )是一個(gè)正向的發(fā)展。

有一個(gè)不一定恰當的例子，比如說(shuō)小孩換牙的時(shí)候，換牙那一瞬間相當于轉型，有點(diǎn)疼，但是換完以后是很長(cháng)期，很可持續地發(fā)展模式。

今天上午很多院士專(zhuān)家也講了中國的能源結構，我也想跟大家分享一下瑞典的能源結構，這是它2019年的數據。瑞典2019年最大的能源來(lái)源還是核電，32%左右。第二大能源是生物能源，25%。第三大24%，石油。再往下13%是水電和風(fēng)電，剩下最后兩個(gè)3%，一個(gè)是燃煤，另外一個(gè)是燃氣。大家可以看燃煤比例非常低，剩下的3%，能源氣體這一塊也想跟大家探討一下。

把它放大以后是右邊這個(gè)圖，能源氣體包含我們傳統的天然氣，另外一部分是液化石油氣，第三部分是沼氣。沼氣就是右邊柱狀圖第一個(gè)，分為兩塊，綠色的是瑞典目前本國自己生產(chǎn)的沼氣，黃色的是瑞典從其他國家進(jìn)口的沼氣，它的能源轉型過(guò)程中要用更多可再生能源，自己的生產(chǎn)可能還沒(méi)有那么充足，當然現在也在不斷加大，所以需要向鄰國進(jìn)口一些沼氣。

另外瑞典也是在歐洲比較奇特的國家，是從其他國家進(jìn)口垃圾來(lái)焚燒發(fā)電的，這是很少見(jiàn)的。

今天談固廢，我們在圖里匯總了一下，在瑞典打造無(wú)廢城市的一些基本點(diǎn)，我們當然沒(méi)有畫(huà)那么全，這里面聚焦的是三類(lèi)垃圾，一個(gè)是餐廚垃圾、餐飲垃圾，它的路線(xiàn)是在餐館進(jìn)行破碎沉降以后，運到沼氣工廠(chǎng)生產(chǎn)沼氣，沼氣進(jìn)一步提純，可以做成生物甲烷，沼氣里甲烷含量是50%-60%。經(jīng)過(guò)提純以后可以達到98%-99%，是很純凈的可再生天然氣，這個(gè)天然氣可以經(jīng)過(guò)加氣站回到城市公交車(chē)使用，也可以回到市政官網(wǎng)當作普通戶(hù)用天然氣使用。

另外一條線(xiàn)就是平時(shí)每天扔的城市生活垃圾，它的收集是另外一條線(xiàn)，有的專(zhuān)家可能去過(guò)瑞典，或者國內一些小區也看到過(guò)，有一些來(lái)自瑞典的真空垃圾收集裝置，是通過(guò)地下管到收集，在我們城市里看不到垃圾桶、垃圾車(chē)。氣體輸送模式，輸送完了之后經(jīng)過(guò)envac這家公司可以把可回收的垃圾回收利用，不可回收的可以進(jìn)行垃圾焚燒，垃圾變能源，可以給城市供冷、供熱，也可以供電。當然在焚燒之前也有一些技術(shù)使垃圾燒得更充分，有一些做垃圾燃料。

第三條是污水處理廠(chǎng)的污泥，每個(gè)城市都有一個(gè)或者多個(gè)大型污水處理廠(chǎng)，污水處理廠(chǎng)凈化水質(zhì)以后會(huì )產(chǎn)生大量的污泥，如果處理好了是資源，處理不好也是大問(wèn)題。在瑞典一方面是做沼氣，回到生物天然氣，回到公交車(chē)、市政管網(wǎng)。另外可以干化焚燒，提供能源。

所以我們在這樣一個(gè)基本的技術(shù)團隊下形成了北歐無(wú)廢城市技術(shù)與投資聯(lián)盟，看能不能在中國也把北歐的一些經(jīng)驗借鑒過(guò)來(lái)。

垃圾變能源可能有多種模式，比如說(shuō)傳統的垃圾焚燒供熱，也有變成沼氣的能源。瑞典工業(yè)化進(jìn)程很早，在它工業(yè)化的過(guò)程中其實(shí)也帶來(lái)了很多污染，現在我們看瑞典空氣、水，環(huán)境非常好，過(guò)去它也是飽受污染。

大概90年代的時(shí)候它一方面環(huán)境污染，一方面也是遭受了石油危機、能源危機，所以它提出來(lái)一個(gè)路線(xiàn)做生物沼氣，從污泥里或者從其他的有機物里生產(chǎn)。生產(chǎn)以后用作汽車(chē)燃料，到目前來(lái)說(shuō)這套系統在瑞典已經(jīng)應用得非常成熟，如果有機會(huì )去瑞典首都或者其他一些大的城市，去斯德哥爾摩等等去看的話(huà)，它的公交車(chē)一半以上都是燒的沼氣做燃料的。

瑞典只有1000萬(wàn)人口，可能還沒(méi)有北京一半大，在北歐也算比較大的國家了。它的規?；託鈴S(chǎng)有280多個(gè)，這個(gè)體量還是比較大的，所以沼氣能源在瑞典來(lái)說(shuō)推廣力度是很大的。

這是一個(gè)大概示意圖，瑞典最早，包括現在最大比例的沼氣都是來(lái)自污水處理廠(chǎng)，污水處理廠(chǎng)每天產(chǎn)生的污泥都會(huì )進(jìn)到中間的罐體里發(fā)酵，也把其他的有機廢棄物，比如說(shuō)餐廚垃圾等等通過(guò)一定的處理方式，進(jìn)到這里聯(lián)合厭氧發(fā)酵，生產(chǎn)沼氣，進(jìn)一步提純，提純以后做車(chē)用的天然氣。

這也是瑞典環(huán)科院重點(diǎn)的研究項目，我們在瑞典有自己的小型污水處理廠(chǎng)，所有的污水處理、污泥處理都圍繞著(zhù)一個(gè)方向，就是把污水處理廠(chǎng)變成產(chǎn)能設施。為什么這么說(shuō)呢？污水處理廠(chǎng)產(chǎn)生的污泥如果經(jīng)過(guò)合理處理，產(chǎn)生的沼氣可以給城市提供能源，同時(shí)污水處理廠(chǎng)要把其他有機廢棄物，養殖畜禽糞便、秸稈、餐廚垃圾都拿來(lái)發(fā)酵，除了可以自己用以外還可以向外輸出，變成了每個(gè)城市都具備的產(chǎn)能設施。但是污水處理本身通過(guò)凈化以后，污水也可以再回用，污水里其實(shí)有很多營(yíng)養物質(zhì)，像氮、磷，我們也在做回收，經(jīng)過(guò)一些深度的處理，這些污水完全是可以再回到社會(huì )上應用的。

比如在水廠(chǎng)做的一些示范項目，2018年、2019年的時(shí)候我們跟一家啤酒公司做研發(fā)合作，把污水處理廠(chǎng)的污水處理以后生產(chǎn)啤酒，這個(gè)啤酒在社會(huì )上還賣(mài)了很多，賣(mài)得很好。當然很多人問(wèn)價(jià)格到底核算嗎，我們算了一下，在污水處理的過(guò)程中可能會(huì )發(fā)生額外的成本，但是折算到終端買(mǎi)一瓶啤酒，成本其實(shí)是不高的。一瓶啤酒二十多塊錢(qián)，如果是用這個(gè)工藝制出來(lái)的，可能增加不到一塊錢(qián)，增加幾毛錢(qián)，這個(gè)幅度大家還是可以接受的?？赡苷託獯蠹也皇呛苣吧?，國內在過(guò)去傳統的農用和戶(hù)用的也有很多沼氣，包括毛主席、習大大早年的時(shí)候他們自己都親身參與過(guò)沼氣的項目。瑞典要把沼氣作為工業(yè)化生產(chǎn)，把它用到汽車(chē)里，形成工業(yè)化比較完整的循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，這可能在全球來(lái)說(shuō)瑞典是比較領(lǐng)先的。

瑞典沼氣生產(chǎn)有哪些原料，最主要的是污水處理廠(chǎng)的污泥，以及其他的有機廢棄物。右邊的圖是個(gè)變化曲線(xiàn)，最下面藍色的是污水處理廠(chǎng)來(lái)的沼氣，最上面的是填埋廠(chǎng)的填埋氣，比例越來(lái)越少，因為瑞典的填埋在很早基本上就不填埋了，百分之零點(diǎn)幾的填埋率，它在早年做了很多垃圾填埋應用，現在越來(lái)越少了，現在更多沼氣來(lái)源是來(lái)源于各種有機廢棄物聯(lián)合厭氧發(fā)酵。

瑞典在2045年要達到碳中和，所以在各個(gè)行業(yè)里都制定了自己的路線(xiàn)圖，當然瑞典環(huán)科院在瑞典國家實(shí)現碳中和各個(gè)行業(yè)的路線(xiàn)圖也做了很多工作，包括溫室氣體排放清單、實(shí)施路徑，我們都給瑞典政府提供了很多支持。說(shuō)到燃氣這個(gè)領(lǐng)域，瑞典有三個(gè)比較大的節點(diǎn)。2023年要讓所有交通領(lǐng)域所用到的天然氣，包括CNG全部用生物甲烷，2030年要達到所有發(fā)電和供熱行業(yè)的燃氣用生物甲烷，2045年的時(shí)候所有能源氣體都要是非化石能源。

這是他們一體化解決方案的示意圖，包括前端的各種原料，污泥、餐廚垃圾不同的預處理生產(chǎn)沼氣，中段提純壓縮，經(jīng)過(guò)加氣站，最后是公交車(chē)的使用。

當然生物能源可能在任何一個(gè)國家占整個(gè)能源體系的比例不會(huì )特別高，前面專(zhuān)家也講可能6%左右。但是沼氣這種能源對碳達峰、碳中和有個(gè)雙重減排的效應，我覺(jué)得是很有意思的。一方面沼氣是處理有機廢棄物，如果這些廢棄物不經(jīng)過(guò)沼氣處理的話(huà)，有可能會(huì )造成大量排放，不管是焚燒或者是其他的處理方式，都會(huì )有排放。如果我們通過(guò)厭氧的方式就可以避免，這是第一重減排。第二重是替代部分化石燃料，這一部分又是個(gè)減排，是雙重減排的功效。

同時(shí)對改善空氣質(zhì)量也有很大的作用，燒沼氣比燒化石能源能減少很多顆粒物的排放，效應還是比較大的。

最后跟大家分享一下，我們匯總了它的效益分析，環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。

環(huán)境效益，減輕空氣污染、合理處理垃圾、節約能源，助力城市碳中和。

經(jīng)濟效益，可以替代汽油、柴油，減少垃圾處理費用，因為不用遠距離運輸，而且產(chǎn)生的能源相當于在城市內就可以循環(huán)使用了，對外的能源依存度會(huì )大大降低。另外就是碳資產(chǎn)的經(jīng)濟效益，最近中國的碳市場(chǎng)也要開(kāi)始，7月份正式上線(xiàn)，這樣的項目也是很好的碳資產(chǎn)項目，可以極大地提升我們項目的經(jīng)濟收益。

社會(huì )效益，綠色交通、低碳城市，帶動(dòng)新的產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

這就是我簡(jiǎn)單的匯報，最后留一個(gè)我自己的聯(lián)系方式，很高興認識大家，如果大家有任何問(wèn)題都可以隨時(shí)溝通，謝謝大家。

提問(wèn)：您剛才提到20世紀90年代的時(shí)候瑞典有一個(gè)轉型，能簡(jiǎn)單說(shuō)一下當時(shí)政府和企業(yè)之間是怎么操作的嗎？

王瑞：可能分幾方面，一方面政策方面制定了很多鼓勵這樣項目發(fā)展的政策，比如說(shuō)90年代瑞典就提出來(lái)碳稅，一千多塊錢(qián)人民幣每噸，這樣的項目它是免碳稅的。還有歐盟范圍內的能源稅，稅收方面有很大的支持。另外建設這樣的項目，有一些前期政府的資金支持，建設項目的補貼，所以在這些帶動(dòng)之下，快速鼓勵了一批這樣的技術(shù)、投資人的參與。
另外瑞典政府在很早的時(shí)候就提出來(lái)一個(gè)概念政府間跨生態(tài)部門(mén)的合作，他們?yōu)榱私鉀Q一個(gè)環(huán)境問(wèn)題，會(huì )把所有相關(guān)部門(mén)，政府部門(mén)、社會(huì )部門(mén)，比如說(shuō)這個(gè)項目會(huì )涉及交通的，涉及環(huán)境的，涉及垃圾處理的，所有人都叫到一起，做一些綜合的研討和項目開(kāi)發(fā)，所以在這方面我覺(jué)得也是有很好的一些做法，謝謝。

秦虎：感謝王主任，我有一個(gè)問(wèn)題，你剛才提到碳資產(chǎn)的問(wèn)題，能不能介紹一下在瑞典生物質(zhì)減排有沒(méi)有納入歐盟的碳市場(chǎng)？

王瑞：瑞典有兩套，一些項目是納入了碳市場(chǎng)機制，另一方面納入碳稅機制，是不同的項目。這類(lèi)項目我得再看一看，就是這種項目現在是不是還在碳資產(chǎn)的范疇之內。在咱們國內肯定是非常鼓勵的，因為國內提出了幾個(gè)領(lǐng)域，林業(yè)碳匯、沼氣、可再生能源，大概四個(gè)領(lǐng)域最鼓勵，這個(gè)領(lǐng)域肯定是一個(gè)大的碳資產(chǎn)。