北欧垃圾变能源解决方案助力实现城市碳中和

编者按：2021年7月8日，以"碳中和与未来能源"为主题的"第三届未来能源大会"在北京召开，本次大会由中国能源研究会与中国能源网联合主办。会上，瑞典环境科学研究院中国代表处固废资源部主任王瑞发表了"北欧垃圾变能源解决方案助力实现城市碳中和"的主旨演讲。

以下内容根据论坛演讲实录进行整理。

王瑞：尊敬的各位嘉宾大家下午好！非常感谢主持人的介绍，我来自瑞典环境科学研究院北京代表处，今天很有幸受邀跟大家汇报这样一个题目，也是就着我们国内目前碳中和的大背景跟大家做一个交流和学习，如果说得不正确的地方也希望大家多多指正和交流。

首先简单自我介绍一下我们的机构，我们瑞典环境科学研究院是一家非营利性应用研究机构，由瑞典政府和瑞典工业，通过基金会各占50%建立的，1966年成立，到目前有55年的历史，是历史比较悠久的研究院，类似中国环境科学研究院，但是体量没这么大，因为瑞典国家本来就不大。

我们总共有350名员工，主要包括环境工程师、经济学家、社会学家等等这些跨学科的综合性团队，我们的总部在瑞典首都斯德哥尔摩，在瑞典第二大城市哥德堡和第三大城市马尔默都有办公室，也有中国的北京代表处。

作为综合性研究院我们覆盖的业务领域也比较宽，基本上跟环保、生态相关的都覆盖了，像气候变化、碳排放、能源、水、空气、垃圾、工作环境、工业相关的，林业、交通等等相关的研究领域我们都覆盖。

今天的主题是碳中和，大家很熟悉，中国提出来2060年碳中和，瑞典这个国家提出来要在2045年实现碳中和，同时有另外一个目标，就是想成为全球第一个无化石能源的福利国家，这个福利怎么理解？除了给我们带来更好的生活环境以外，也想给居民更好的经济利益。因为在经济绿色转型的时候肯定会产生一些新的经济增长点，比如说一些新的绿色技术，所以在这方面瑞典想做的不仅仅是改善环境，同时用一些新技术来引领全球的技术创新，从而给他们带来更好的经济发展。瑞典国家不大，也是个技术出口的国家，在这方面的战略是这样的布局。我想我们中国将来也是这样的方向，当然中国体量比瑞典要大很多，所以在转型的过程中要比瑞典面临的挑战更大。

这个图是瑞典经济发展和温室气体排放的变化曲线，从1990-2018年，蓝色的是GDP增长，不断增长，增长85%。绿色是温室气体排放，从1990-2018年下降了27%，我们可以看到经济的发展跟温室气体的排放不是正向发展的，瑞典是在20世纪90年代的时候达到了碳达峰，所以在这方面，中国现在提出来碳达峰和碳中和的概念，已经不用过于担心会不会太影响我们的经济发展了，从短期来说任何一种转型都会有一个曲折的阶段，但是过了这个之后，肯定会是一个正向的发展。

有一个不一定恰当的例子，比如说小孩换牙的时候，换牙那一瞬间相当于转型，有点疼，但是换完以后是很长期，很可持续地发展模式。

今天上午很多院士专家也讲了中国的能源结构，我也想跟大家分享一下瑞典的能源结构，这是它2019年的数据。瑞典2019年最大的能源来源还是核电，32%左右。第二大能源是生物能源，25%。第三大24%，石油。再往下13%是水电和风电，剩下最后两个3%，一个是燃煤，另外一个是燃气。大家可以看燃煤比例非常低，剩下的3%，能源气体这一块也想跟大家探讨一下。

把它放大以后是右边这个图，能源气体包含我们传统的天然气，另外一部分是液化石油气，第三部分是沼气。沼气就是右边柱状图第一个，分为两块，绿色的是瑞典目前本国自己生产的沼气，黄色的是瑞典从其他国家进口的沼气，它的能源转型过程中要用更多可再生能源，自己的生产可能还没有那么充足，当然现在也在不断加大，所以需要向邻国进口一些沼气。

另外瑞典也是在欧洲比较奇特的国家，是从其他国家进口垃圾来焚烧发电的，这是很少见的。

今天谈固废，我们在图里汇总了一下，在瑞典打造无废城市的一些基本点，我们当然没有画那么全，这里面聚焦的是三类垃圾，一个是餐厨垃圾、餐饮垃圾，它的路线是在餐馆进行破碎沉降以后，运到沼气工厂生产沼气，沼气进一步提纯，可以做成生物甲烷，沼气里甲烷含量是50%-60%。经过提纯以后可以达到98%-99%，是很纯净的可再生天然气，这个天然气可以经过加气站回到城市公交车使用，也可以回到市政官网当作普通户用天然气使用。

另外一条线就是平时每天扔的城市生活垃圾，它的收集是另外一条线，有的专家可能去过瑞典，或者国内一些小区也看到过，有一些来自瑞典的真空垃圾收集装置，是通过地下管到收集，在我们城市里看不到垃圾桶、垃圾车。气体输送模式，输送完了之后经过envac这家公司可以把可回收的垃圾回收利用，不可回收的可以进行垃圾焚烧，垃圾变能源，可以给城市供冷、供热，也可以供电。当然在焚烧之前也有一些技术使垃圾烧得更充分，有一些做垃圾燃料。

第三条是污水处理厂的污泥，每个城市都有一个或者多个大型污水处理厂，污水处理厂净化水质以后会产生大量的污泥，如果处理好了是资源，处理不好也是大问题。在瑞典一方面是做沼气，回到生物天然气，回到公交车、市政管网。另外可以干化焚烧，提供能源。

所以我们在这样一个基本的技术团队下形成了北欧无废城市技术与投资联盟，看能不能在中国也把北欧的一些经验借鉴过来。

垃圾变能源可能有多种模式，比如说传统的垃圾焚烧供热，也有变成沼气的能源。瑞典工业化进程很早，在它工业化的过程中其实也带来了很多污染，现在我们看瑞典空气、水，环境非常好，过去它也是饱受污染。

大概90年代的时候它一方面环境污染，一方面也是遭受了石油危机、能源危机，所以它提出来一个路线做生物沼气，从污泥里或者从其他的有机物里生产。生产以后用作汽车燃料，到目前来说这套系统在瑞典已经应用得非常成熟，如果有机会去瑞典首都或者其他一些大的城市，去斯德哥尔摩等等去看的话，它的公交车一半以上都是烧的沼气做燃料的。

瑞典只有1000万人口，可能还没有北京一半大，在北欧也算比较大的国家了。它的规模化沼气厂有280多个，这个体量还是比较大的，所以沼气能源在瑞典来说推广力度是很大的。

这是一个大概示意图，瑞典最早，包括现在最大比例的沼气都是来自污水处理厂，污水处理厂每天产生的污泥都会进到中间的罐体里发酵，也把其他的有机废弃物，比如说餐厨垃圾等等通过一定的处理方式，进到这里联合厌氧发酵，生产沼气，进一步提纯，提纯以后做车用的天然气。

这也是瑞典环科院重点的研究项目，我们在瑞典有自己的小型污水处理厂，所有的污水处理、污泥处理都围绕着一个方向，就是把污水处理厂变成产能设施。为什么这么说呢？污水处理厂产生的污泥如果经过合理处理，产生的沼气可以给城市提供能源，同时污水处理厂要把其他有机废弃物，养殖畜禽粪便、秸秆、餐厨垃圾都拿来发酵，除了可以自己用以外还可以向外输出，变成了每个城市都具备的产能设施。但是污水处理本身通过净化以后，污水也可以再回用，污水里其实有很多营养物质，像氮、磷，我们也在做回收，经过一些深度的处理，这些污水完全是可以再回到社会上应用的。

比如在水厂做的一些示范项目，2018年、2019年的时候我们跟一家啤酒公司做研发合作，把污水处理厂的污水处理以后生产啤酒，这个啤酒在社会上还卖了很多，卖得很好。当然很多人问价格到底核算吗，我们算了一下，在污水处理的过程中可能会发生额外的成本，但是折算到终端买一瓶啤酒，成本其实是不高的。一瓶啤酒二十多块钱，如果是用这个工艺制出来的，可能增加不到一块钱，增加几毛钱，这个幅度大家还是可以接受的。可能沼气大家不是很陌生，国内在过去传统的农用和户用的也有很多沼气，包括毛主席、习大大早年的时候他们自己都亲身参与过沼气的项目。瑞典要把沼气作为工业化生产，把它用到汽车里，形成工业化比较完整的循环产业链，这可能在全球来说瑞典是比较领先的。

瑞典沼气生产有哪些原料，最主要的是污水处理厂的污泥，以及其他的有机废弃物。右边的图是个变化曲线，最下面蓝色的是污水处理厂来的沼气，最上面的是填埋厂的填埋气，比例越来越少，因为瑞典的填埋在很早基本上就不填埋了，百分之零点几的填埋率，它在早年做了很多垃圾填埋应用，现在越来越少了，现在更多沼气来源是来源于各种有机废弃物联合厌氧发酵。

瑞典在2045年要达到碳中和，所以在各个行业里都制定了自己的路线图，当然瑞典环科院在瑞典国家实现碳中和各个行业的路线图也做了很多工作，包括温室气体排放清单、实施路径，我们都给瑞典政府提供了很多支持。说到燃气这个领域，瑞典有三个比较大的节点。2023年要让所有交通领域所用到的天然气，包括CNG全部用生物甲烷，2030年要达到所有发电和供热行业的燃气用生物甲烷，2045年的时候所有能源气体都要是非化石能源。

这是他们一体化解决方案的示意图，包括前端的各种原料，污泥、餐厨垃圾不同的预处理生产沼气，中段提纯压缩，经过加气站，最后是公交车的使用。

当然生物能源可能在任何一个国家占整个能源体系的比例不会特别高，前面专家也讲可能6%左右。但是沼气这种能源对碳达峰、碳中和有个双重减排的效应，我觉得是很有意思的。一方面沼气是处理有机废弃物，如果这些废弃物不经过沼气处理的话，有可能会造成大量排放，不管是焚烧或者是其他的处理方式，都会有排放。如果我们通过厌氧的方式就可以避免，这是第一重减排。第二重是替代部分化石燃料，这一部分又是个减排，是双重减排的功效。

同时对改善空气质量也有很大的作用，烧沼气比烧化石能源能减少很多颗粒物的排放，效应还是比较大的。

最后跟大家分享一下，我们汇总了它的效益分析，环境效益、经济效益和社会效益。

环境效益，减轻空气污染、合理处理垃圾、节约能源，助力城市碳中和。

经济效益，可以替代汽油、柴油，减少垃圾处理费用，因为不用远距离运输，而且产生的能源相当于在城市内就可以循环使用了，对外的能源依存度会大大降低。另外就是碳资产的经济效益，最近中国的碳市场也要开始，7月份正式上线，这样的项目也是很好的碳资产项目，可以极大地提升我们项目的经济收益。

社会效益，绿色交通、低碳城市，带动新的产业链发展。

这就是我简单的汇报，最后留一个我自己的联系方式，很高兴认识大家，如果大家有任何问题都可以随时沟通，谢谢大家。

提问：您刚才提到20世纪90年代的时候瑞典有一个转型，能简单说一下当时政府和企业之间是怎么操作的吗？

王瑞：可能分几方面，一方面政策方面制定了很多鼓励这样项目发展的政策，比如说90年代瑞典就提出来碳税，一千多块钱人民币每吨，这样的项目它是免碳税的。还有欧盟范围内的能源税，税收方面有很大的支持。另外建设这样的项目，有一些前期政府的资金支持，建设项目的补贴，所以在这些带动之下，快速鼓励了一批这样的技术、投资人的参与。
另外瑞典政府在很早的时候就提出来一个概念政府间跨生态部门的合作，他们为了解决一个环境问题，会把所有相关部门，政府部门、社会部门，比如说这个项目会涉及交通的，涉及环境的，涉及垃圾处理的，所有人都叫到一起，做一些综合的研讨和项目开发，所以在这方面我觉得也是有很好的一些做法，谢谢。

秦虎：感谢王主任，我有一个问题，你刚才提到碳资产的问题，能不能介绍一下在瑞典生物质减排有没有纳入欧盟的碳市场？

王瑞：瑞典有两套，一些项目是纳入了碳市场机制，另一方面纳入碳税机制，是不同的项目。这类项目我得再看一看，就是这种项目现在是不是还在碳资产的范畴之内。在咱们国内肯定是非常鼓励的，因为国内提出了几个领域，林业碳汇、沼气、可再生能源，大概四个领域最鼓励，这个领域肯定是一个大的碳资产。