北歐垃圾變能源解決方案助力實現(xiàn)城市碳中和

編者按：2021年7月8日，以"碳中和與未來能源"為主題的"第三屆未來能源大會"在北京召開，本次大會由中國能源研究會與中國能源網(wǎng)聯(lián)合主辦。會上，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現(xiàn)城市碳中和"的主旨演講。

以下內(nèi)容根據(jù)論壇演講實錄進行整理。

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題目，也是就著我們國內(nèi)目前碳中和的大背景跟大家做一個交流和學(xué)習(xí)，如果說得不正確的地方也希望大家多多指正和交流。

首先簡單自我介紹一下我們的機構(gòu)，我們?nèi)鸬洵h(huán)境科學(xué)研究院是一家非營利性應(yīng)用研究機構(gòu)，由瑞典政府和瑞典工業(yè)，通過基金會各占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，類似中國環(huán)境科學(xué)研究院，但是體量沒這么大，因為瑞典國家本來就不大。

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2060年碳中和，瑞典這個國家提出來要在2045年實現(xiàn)碳中和，同時有另外一個目標，就是想成為全球第一個無化石能源的福利國家，這個福利怎么理解？除了給我們帶來更好的生活環(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(zhuǎn)型的時候肯定會產(chǎn)生一些新的經(jīng)濟增長點，比如說一些新的綠色技術(shù)，所以在這方面瑞典想做的不僅僅是改善環(huán)境，同時用一些新技術(shù)來引領(lǐng)全球的技術(shù)創(chuàng)新，從而給他們帶來更好的經(jīng)濟發(fā)展。瑞典國家不大，也是個技術(shù)出口的國家，在這方面的戰(zhàn)略是這樣的布局。我想我們中國將來也是這樣的方向，當然中國體量比瑞典要大很多，所以在轉(zhuǎn)型的過程中要比瑞典面臨的挑戰(zhàn)更大。

這個圖是瑞典經(jīng)濟發(fā)展和溫室氣體排放的變化曲線，從1990-2018年，藍色的是GDP增長，不斷增長，增長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年代的時候達到了碳達峰，所以在這方面，中國現(xiàn)在提出來碳達峰和碳中和的概念，已經(jīng)不用過于擔心會不會太影響我們的經(jīng)濟發(fā)展了，從短期來說任何一種轉(zhuǎn)型都會有一個曲折的階段，但是過了這個之后，肯定會是一個正向的發(fā)展。

有一個不一定恰當?shù)睦樱热缯f小孩換牙的時候，換牙那一瞬間相當于轉(zhuǎn)型，有點疼，但是換完以后是很長期，很可持續(xù)地發(fā)展模式。

今天上午很多院士專家也講了中國的能源結(jié)構(gòu)，我也想跟大家分享一下瑞典的能源結(jié)構(gòu)，這是它2019年的數(shù)據(jù)。瑞典2019年最大的能源來源還是核電，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3%，一個是燃煤，另外一個是燃氣。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圖，能源氣體包含我們傳統(tǒng)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，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口的沼氣，它的能源轉(zhuǎn)型過程中要用更多可再生能源，自己的生產(chǎn)可能還沒有那么充足，當然現(xiàn)在也在不斷加大，所以需要向鄰國進口一些沼氣。

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

今天談固廢，我們在圖里匯總了一下，在瑞典打造無廢城市的一些基本點，我們當然沒有畫那么全，這里面聚焦的是三類垃圾，一個是餐廚垃圾、餐飲垃圾，它的路線是在餐館進行破碎沉降以后，運到沼氣工廠生產(chǎn)沼氣，沼氣進一步提純，可以做成生物甲烷，沼氣里甲烷含量是50%-60%。經(jīng)過提純以后可以達到98%-99%，是很純凈的可再生天然氣，這個天然氣可以經(jīng)過加氣站回到城市公交車使用，也可以回到市政官網(wǎng)當作普通戶用天然氣使用。

另外一條線就是平時每天扔的城市生活垃圾，它的收集是另外一條線，有的專家可能去過瑞典，或者國內(nèi)一些小區(qū)也看到過，有一些來自瑞典的真空垃圾收集裝置，是通過地下管到收集，在我們城市里看不到垃圾桶、垃圾車。氣體輸送模式，輸送完了之后經(jīng)過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的污泥，每個城市都有一個或者多個大型污水處理廠，污水處理廠凈化水質(zhì)以后會產(chǎn)生大量的污泥，如果處理好了是資源，處理不好也是大問題。在瑞典一方面是做沼氣，回到生物天然氣，回到公交車、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基本的技術(shù)團隊下形成了北歐無廢城市技術(shù)與投資聯(lián)盟，看能不能在中國也把北歐的一些經(jīng)驗借鑒過來。

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

大概90年代的時候它一方面環(huán)境污染，一方面也是遭受了石油危機、能源危機，所以它提出來一個路線做生物沼氣，從污泥里或者從其他的有機物里生產(chǎn)。生產(chǎn)以后用作汽車燃料，到目前來說這套系統(tǒng)在瑞典已經(jīng)應(yīng)用得非常成熟，如果有機會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，它的公交車一半以上都是燒的沼氣做燃料的。

瑞典只有1000萬人口，可能還沒有北京一半大，在北歐也算比較大的國家了。它的規(guī)模化沼氣廠有280多個，這個體量還是比較大的，所以沼氣能源在瑞典來說推廣力度是很大的。

這是一個大概示意圖，瑞典最早，包括現(xiàn)在最大比例的沼氣都是來自污水處理廠，污水處理廠每天產(chǎn)生的污泥都會進到中間的罐體里發(fā)酵，也把其他的有機廢棄物，比如說餐廚垃圾等等通過一定的處理方式，進到這里聯(lián)合厭氧發(fā)酵，生產(chǎn)沼氣，進一步提純，提純以后做車用的天然氣。

這也是瑞典環(huán)科院重點的研究項目，我們在瑞典有自己的小型污水處理廠，所有的污水處理、污泥處理都圍繞著一個方向，就是把污水處理廠變成產(chǎn)能設(shè)施。為什么這么說呢？污水處理廠產(chǎn)生的污泥如果經(jīng)過合理處理，產(chǎn)生的沼氣可以給城市提供能源，同時污水處理廠要把其他有機廢棄物，養(yǎng)殖畜禽糞便、秸稈、餐廚垃圾都拿來發(fā)酵，除了可以自己用以外還可以向外輸出，變成了每個城市都具備的產(chǎn)能設(shè)施。但是污水處理本身通過凈化以后，污水也可以再回用，污水里其實有很多營養(yǎng)物質(zhì)，像氮、磷，我們也在做回收，經(jīng)過一些深度的處理，這些污水完全是可以再回到社會上應(yīng)用的。

比如在水廠做的一些示范項目，2018年、2019年的時候我們跟一家啤酒公司做研發(fā)合作，把污水處理廠的污水處理以后生產(chǎn)啤酒，這個啤酒在社會上還賣了很多，賣得很好。當然很多人問價格到底核算嗎，我們算了一下，在污水處理的過程中可能會發(fā)生額外的成本，但是折算到終端買一瓶啤酒，成本其實是不高的。一瓶啤酒二十多塊錢，如果是用這個工藝制出來的，可能增加不到一塊錢，增加幾毛錢，這個幅度大家還是可以接受的?？赡苷託獯蠹也皇呛苣吧?，國內(nèi)在過去傳統(tǒng)的農(nóng)用和戶用的也有很多沼氣，包括毛主席、習(xí)大大早年的時候他們自己都親身參與過沼氣的項目。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，這可能在全球來說瑞典是比較領(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的污泥，以及其他的有機廢棄物。右邊的圖是個變化曲線，最下面藍色的是污水處理廠來的沼氣，最上面的是填埋廠的填埋氣，比例越來越少，因為瑞典的填埋在很早基本上就不填埋了，百分之零點幾的填埋率，它在早年做了很多垃圾填埋應(yīng)用，現(xiàn)在越來越少了，現(xiàn)在更多沼氣來源是來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，所以在各個行業(yè)里都制定了自己的路線圖，當然瑞典環(huán)科院在瑞典國家實現(xiàn)碳中和各個行業(yè)的路線圖也做了很多工作，包括溫室氣體排放清單、實施路徑，我們都給瑞典政府提供了很多支持。說到燃氣這個領(lǐng)域，瑞典有三個比較大的節(jié)點。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(yù)處理生產(chǎn)沼氣，中段提純壓縮，經(jīng)過加氣站，最后是公交車的使用。

當然生物能源可能在任何一個國家占整個能源體系的比例不會特別高，前面專家也講可能6%左右。但是沼氣這種能源對碳達峰、碳中和有個雙重減排的效應(yīng)，我覺得是很有意思的。一方面沼氣是處理有機廢棄物，如果這些廢棄物不經(jīng)過沼氣處理的話，有可能會造成大量排放，不管是焚燒或者是其他的處理方式，都會有排放。如果我們通過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，這一部分又是個減排，是雙重減排的功效。

同時對改善空氣質(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(yīng)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)濟效益和社會效益。

環(huán)境效益，減輕空氣污染、合理處理垃圾、節(jié)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(nèi)就可以循環(huán)使用了，對外的能源依存度會大大降低。另外就是碳資產(chǎn)的經(jīng)濟效益，最近中國的碳市場也要開始，7月份正式上線，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。

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

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

提問：您剛才提到20世紀90年代的時候瑞典有一個轉(zhuǎn)型，能簡單說一下當時政府和企業(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90年代瑞典就提出來碳稅，一千多塊錢人民幣每噸，這樣的項目它是免碳稅的。還有歐盟范圍內(nèi)的能源稅，稅收方面有很大的支持。另外建設(shè)這樣的項目，有一些前期政府的資金支持，建設(shè)項目的補貼，所以在這些帶動之下，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候就提出來一個概念政府間跨生態(tài)部門的合作，他們?yōu)榱私鉀Q一個環(huán)境問題，會把所有相關(guān)部門，政府部門、社會部門，比如說這個項目會涉及交通的，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發(fā)，所以在這方面我覺得也是有很好的一些做法，謝謝。

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

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