《科學》論文揭示減少固體廢物，可減緩氣候變暖

原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/11/512945.shtm

近日，《科學》以封面論文形式刊發了廈門大學馬來西亞分校能源與化工學院副教授溫國紳團隊（以下簡稱廈大馬校團隊）的最新研究成果。該項成果聚焦通過改善全球固體廢物管理，探索減緩氣候變暖的新途徑。

  ?

溫國紳團隊研究成果登上《科學》封面論文。課題組供圖

專家們長期以來一直呼吁應開展可持續的固體廢物管理，國際能源署也于20年前發出了行動呼吁，但實際進展甚微。許多發達國家開始優先采用轉化能源的方式代替傳統垃圾填埋，但選擇這一做法主要是由于空間限制和考慮降低能耗成本，而不是為了減排。

廈大馬校團隊收集了來自全球43個產生最高城市固體廢物的國家和地區（約占2016年全球城市固體廢物產生量的86%）數據進行建模，模擬了2020年至2050年的溫室氣體排放，并對這些國家和地區實現氣候目標的可能性進行了評估，填補了數據空白。研究發現，在常規管理路徑下，2020年至2050年，城市固體廢物將排放320到350億噸CO2當量的溫室氣體，超過了《巴黎協定》規定的1.5°C或2.0°C的升溫限制下的110到270億噸CO2當量的排放預算。根據當前的政策執行情況，到2100年，地表氣溫將上升約2.6°C。

廈大馬校團隊對如何管理全球固體廢物甲烷排放以緩解全球變暖的問題進行了探討。研究指出，固體廢物行業近90%的甲烷排放可以通過已經存在的技術避免。因此，各國固體廢物管理部門可以重點通過升級廢物處理流程（如分離、收集和處理）和倡導推動行為模式轉變（包括飲食、消費等模式）來減少排放。

研究還指出，為緩解全球變暖，2020年至2050年累積溫室氣體排放路徑與實現以Gt CO2-we表示的1.5°C和2°C目標的IPCC累積排放預算有關。研究提出了在以Mt CO2-eq表示的全球甲烷承諾方面減少甲烷排放量的實施路徑。

現有的固體廢物處理途徑包括填埋、回收、焚燒、堆肥和轉化為沼氣。基于上述研究發現，廈大馬校團隊評估了低、中、高收入國家和地區4種減緩變暖途徑，包括：厭氧消化有機廢物并利用其產生的生物甲烷（減排70%）、減半廢物產生（減排63%）、堆肥有機廢物（減排57%）以及改建填埋場添加沼氣捕獲系統（減排27%）。

研究發現，每種途徑對實現該行業升溫限制目標都有著積極的貢獻，但它們都不能達到《巴黎協定》規定的1.5°C的升溫限制。因此，必須系統實施多種解決方案。高收入國家和地區產生大量來自加工和包裝商品固體廢物，應專注于減半廢物產生。而中低收入國家和地區所產生的固體廢物中有機物含量較高，應專注于厭氧消化。

此外，研究還表明，最小化溫室氣體排放的關鍵杠桿是，減少城市固體廢物的體積并開展有機廢物的可持續管理。他們提出了三類政策性建議：一是加強直接監管，制定并嚴格執行相關法律；二是使用經濟手段，實施激勵或懲罰舉措；三是運用社會工具，加強利益相關者之間的溝通。

廈大馬校團隊的研究結果闡明了全球固體廢物系統作為催化劑在保持地球系統限度中的重要作用，率先在該學術領域進行先行探索。