生活垃圾处理处置领域温室气体排放核算研究

李晓静 , 吕凡 , 章骅 , 何品晶

中国工程科学 ›› 2025, Vol. 27 ›› Issue (5) : 117 -129.

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中国工程科学 ›› 2025, Vol. 27 ›› Issue (5) : 117 -129. DOI: 10.15302/J-SSCAE-2025.06.006
生态产品价值实现与绿色低碳转型路径研究

生活垃圾处理处置领域温室气体排放核算研究

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Greenhouse Gas Emission Accounting in Domestic Waste Treatment Sector

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摘要

生活垃圾处理处置领域是全球温室气体排放的重要来源。有效管理和减少生活垃圾处理过程中的温室气体排放，是实现可持续发展目标的紧迫任务之一。生活垃圾处理处置技术，如填埋、焚烧、好氧堆肥、厌氧消化等，均不同程度地产生温室气体，对气候变化的贡献显著。本文梳理了生活垃圾处理处置领域温室气体排放的研究进展，从垃圾处理技术与垃圾处理系统两个维度出发，分别总结现有的温室气体排放核算研究成果，分析了该领域面临的挑战：当前核算研究在基础数据获取、核算边界设定、方法体系规范性及时空分辨能力等方面仍存在显著不足，导致不同研究结果之间可比性差、适用性有限。针对上述问题，提出未来研究可从以下方面着力：加强垃圾特性与技术参数等基础数据建设，推进温室气体排放核算体系的标准化，增强排放核算的时空分辨能力，以及促进核算成果向系统优化及政策制定的有效转化。本研究可为生活垃圾处理处置领域温室气体排放的精准核算、体系标准化及减排管理决策提供理论方法学支撑与科学决策基础，助力“双碳”目标下垃圾行业的低碳化转型。

Abstract

The domestic waste treatment sector is a significant contributor to global greenhouse gas (GHG) emissions, and mitigating GHG emissions from this sector is urgent for achieving sustainable development. Conventional domestic waste treatment technologies, including landfilling, incineration, aerobic composting, and anaerobic digestion, generate GHGs to varying degrees, exerting a significant impact on climate change. This study reviews the current research status on GHG emissions within the domestic waste treatment sector from two key perspectives: treatment technologies and systems. It summarizes GHG emission accounting research results and identifies major challenges, including insufficient data acquisition, unclear accounting boundaries, lack of methodological consistency, and limited spatiotemporal resolution, which result in low comparability and restricted applicability among different research outcomes. To address these issues, this study proposes future research directions: strengthening the collection of basic data on waste characteristics and process parameters, promoting the standardization of GHG emission accounting frameworks, enhancing the spatiotemporal resolution of GHG emission accounting, and improving the integration of accounting results into system optimization and policy-making. This study provides theoretical and methodological support as well as a scientific decision-making foundation for the precise accounting of GHG emissions, standardization of accounting systems, and GHG reduction management within the domestic waste treatment sector, and contributes to the low-carbon transformation of the waste treatment sector.

Graphical abstract

关键词

生活垃圾 / 温室气体排放 / 全生命周期分析 / 填埋 / 焚烧 / 好氧堆肥 / 厌氧消化

Key words

domestic waste / greenhouse gas emission / lifecycle assessment / landfilling / incineration / aerobic composting / anaerobic digestion

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李晓静,吕凡,章骅,何品晶. 生活垃圾处理处置领域温室气体排放核算研究[J]. 中国工程科学, 2025, 27(5): 117-129 DOI:10.15302/J-SSCAE-2025.06.006

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一、 前言

全球气候变化已成为21世纪最严峻的环境与发展挑战之一，而温室气体（GHGs）排放的控制与减缓则是实现《巴黎协定》温控目标和各国碳中和承诺的核心议题。在“双碳”战略引领下，如何推动重点行业低碳转型，已成为亟需解决的重大科学与实践问题。生活垃圾处理处置作为城市代谢的终端环节，不可避免地成为温室气体的重要排放源，包括填埋处理过程中产生的甲烷、焚烧处理过程中产生的化石碳源二氧化碳等。近年来，随着全球人口数量的持续增长、城市化进程的加快以及消费模式的变化，生活垃圾的产生量显著上升，并与国家或地区的经济社会发展水平密切相关[1]。若不采取有效的干预措施，预计到2050年全球城市生活垃圾产生量将达到约3.8×109 t[2]。生活垃圾处理处置过程所造成的直接与间接温室气体排放，已成为各国在气候治理、减污降碳协同推进以及城市可持续发展战略中不可忽视的组成部分。有效管理和减少生活垃圾处理处置领域的温室气体排放，是当前环境保护和气候变化缓解策略中亟待解决的关键问题之一。

目前，国内外学者针对生活垃圾处理处置领域的温室气体排放特征进行了广泛研究。研究重点是4类主流垃圾处理处置技术：填埋、焚烧、好氧堆肥和厌氧消化。从生命周期视角分析，不同处理技术在运行阶段的温室气体排放强度差异明显，且受技术选择、工况条件及区域特性等多因素影响[3~5]。随着环保标准的提升和温室气体减排压力的增强，部分国家和地区逐步优化垃圾处理结构。我国在过去20年间，城市生活垃圾填埋处理的比例已从约85%下降至13%，而焚烧处理的比例迅速上升至82%左右[6]。在此基础上，部分研究进一步开展了不同处理技术的对比分析，以探究最优垃圾处理技术方案[7,8]。近年来，也有研究从垃圾处理系统角度出发，开展系统方案优化分析，关注生活垃圾处理系统温室气体排放的动态演变过程[9,10]。垃圾处理系统层面的温室气体排放核算涵盖多个处理技术的协同运行，为城市、区域乃至国家层面的生活垃圾处理处置领域的碳中和发展提供了决策依据。尽管已有研究取得了一定进展，但当前生活垃圾处理处置领域温室气体排放核算仍存在基础数据不足、方法体系不统一、时空分辨率有限等突出问题，制约了核算结果在系统优化与政策制定中的深度应用。因此，有必要对该领域的研究进行系统梳理，识别关键问题与挑战，探索未来研究方向。

本文聚焦生活垃圾处理处置领域温室气体排放核算的研究进展，提出一种系统化的分类框架，将现有研究划分为垃圾处理技术与垃圾处理系统两大维度，其中前者聚焦单一垃圾处理处置技术（如填埋、焚烧等）本身的温室气体排放特征与影响因素，后者则关注多种技术集成构成的管理系统整体在不同政策或组合情境下的排放效应。本研究从两个维度出发，分别总结现有研究的排放核算成果，进一步梳理影响垃圾处理系统温室气体排放的关键驱动因素，剖析当前该领域存在的突出问题，最终提出未来研究的优化方向，旨在为推动生活垃圾处理处置领域减排目标实现、提升气候治理能力提供理论支撑与实践依据。

二、 生活垃圾处理处置技术的温室气体排放研究现状

垃圾处理处置技术的选择直接影响其温室气体排放与减排潜力。不同技术由于原理、运行条件和资源回收机制的差异，其温室气体排放特征差异显著。科学、准确地开展该类型的温室气体排放核算，不仅有助于识别关键排放单元和潜在减排途径，也为垃圾处理系统的优化配置和政策制定提供定量依据。

当前相关研究主要聚焦于两个层面：一是针对单一处理技术的温室气体排放核算研究，包括填埋、焚烧、好氧堆肥和厌氧消化等常见工艺的温室气体排放特征与影响因素分析；二是不同处理技术之间的对比分析研究，通过生命周期评价等方法，系统评估各类技术的温室气体排放表现，探索减排效果更优的处理策略。本节将从以上两个维度来系统梳理相关研究成果，分别归纳各类处理技术的温室气体排放研究现状。

（一） 单一处理技术的量化研究

深入分析特定垃圾处理处置技术的温室气体排放，量化其影响因素，以及分析该技术改进的减排能力，可为垃圾处理处置技术的选择奠定研究基础，并为后续的技术改进提供数据支持。本研究总结了现有研究中各垃圾处理技术的温室气体排放研究结果，如图1所示。对特定技术的深入剖析能够揭示其在温室气体排放方面的贡献，明确重要排放源及关键影响因素，并提出针对性的优化措施，以增强其减排潜力。

值得注意的是，随着技术进步，生活垃圾制氢、催化裂解等新兴垃圾处理技术逐渐受到关注。然而，目前相关技术多处于研发或示范阶段，尚未形成稳定的工程应用体系，且缺乏系统的全生命周期温室气体排放核算方法。因此，本研究未将其展开讨论，而是重点聚焦于现有研究中具有广泛应用基础和较为成熟核算体系的主流处理技术。

1. 填埋

填埋是全球生活垃圾无害化处理处置中应用最早、最重要的技术[11]。填埋因其技术门槛低、处理能力大、建设周期短以及运行管理成本相对较低，在全球范围内被广泛采用。该技术经济有效，适用于大规模的垃圾处理需求，且建设运营成本较低。在垃圾管理基础设施尚不健全或资源配置有限的地区，填埋场的建设和使用仍是推进垃圾处理系统化、规范化的关键步骤。尽管填埋在解决垃圾无害化、减量化方面发挥了重要作用，但其过程也伴随着显著的环境影响，尤其是在温室气体排放方面。填埋产生的甲烷是人为甲烷排放的重要来源之一，且甲烷的全球变暖潜值远高于二氧化碳，因此，填埋过程中甲烷的产生、逸散与控制成为了现有研究的关键议题之一[12]。

现有研究基于估算模型与现场监测数据，系统分析了填埋全过程的温室气体排放特征，包括直接排放（如甲烷逸散）、间接排放（如材料和能源消耗）以及减排环节（如填埋气回收利用）。总体来说，现有研究分析了气候条件、地理区域、垃圾性质、填埋操作方式以及填埋气收集与处理效率等因素对垃圾填埋过程温室气体排放的影响，探讨了填埋作为温室气体排放源的潜在影响，研究了改进填埋技术和管理措施来减少温室气体排放的可行性[13~16]。

表1汇总了近年来关于垃圾填埋过程中温室气体排放水平的研究数据，涵盖不同地区、填埋类型及填埋气处理方式等典型工况。从数据可以看出，无填埋气收集的露天堆置或非卫生填埋排放最高，能达到1235 kg CO₂-eq/t[3]；配备填埋气火炬燃烧或能源回收系统的卫生填埋场排放明显降低；在具备高效填埋气收集系统与能源替代功能的情境下，填埋过程可被视为“碳汇”，个别研究报道数值可低至-74 kg CO₂-eq/t[15]。此外，多项研究指出，填埋气的无组织排放仍是填埋温室气体排放的主要来源，收集系统的运行效率、填埋气处理方式及能量利用方式是决定温室气体排放水平的关键因素。

2. 焚烧

随着垃圾填埋相关法规的日益严格、土地资源日趋紧张，垃圾焚烧作为一种高效的终端处理方式，在全球生活垃圾处理体系中扮演着日益重要的角色[45]。该技术不仅可实现生活垃圾的快速减量与无害化处理，还能够通过发电或发热等方式实现能源回收及资源化利用，符合当前低碳转型和循环经济发展的战略方向。目前，美国已将垃圾焚烧发电列入可再生能源范畴，提升了其在国家能源结构和温室气体减排战略中的地位[46]；日本的生活垃圾焚烧处理率在80%以上[47]；2021年，欧洲的生活垃圾焚烧占比为26%，其中，瑞典、芬兰等的生活垃圾焚烧比例高达60%以上[48]；我国城市生活垃圾焚烧处理的比例已于2023年达到82%[6]。

在垃圾焚烧过程中，垃圾中的有机物质在高温氧化过程中释放出二氧化碳、氧化亚氮等温室气体；垃圾焚烧可替代传统化石能源进行发电或供热，具备一定的温室气体减排效益。当前研究普遍采用生命周期评价方法系统评估垃圾焚烧处理过程中的温室气体排放。已有研究定量分析了垃圾焚烧过程中产生的温室气体种类和排放量，以评价其对全球气候变化的潜在影响；探讨了垃圾组成、焚烧条件和烟气处理技术等因素对其温室气体排放的影响[23,28,49,50]；此外，还包括开发和分析减排技术的可行性，如改进焚烧炉设计、优化操作参数以及升级烟气净化系统等[51]。

表2总结了国内外研究中不同情景下垃圾焚烧处理过程的温室气体排放情况。从数据可以看出，垃圾焚烧过程在有无能量回收、不同回收方式（电力、热力、热电联产）下，其排放量差异显著。例如，同样基于法国的垃圾焚烧处理过程，在无能量回收的场景中，垃圾温室气体排放量可达333 kg CO₂-eq/t，而当采用热电联产系统进行能量利用时，其温室气体排放量可降至-40 kg CO₂-eq/t[25]。

3. 好氧堆肥

好氧堆肥是指在氧气充足的条件下，利用好氧微生物的代谢活动，使有机物降解稳定，获得腐熟堆肥产物的过程[52]。该技术作为一种可持续的有机废弃物资源化方式，广泛应用于生活垃圾中有机组分（如厨余垃圾、园林垃圾等）的处理。现有研究主要涉及好氧堆肥过程中甲烷和氧化亚氮等温室气体的产生机制、排放量及其影响因素；探讨堆肥原料组成、水分含量、温度控制、通风方式，以及堆肥时间等操作条件对温室气体排放的影响；通过优化堆肥管理策略，如调整碳氮比、堆肥产品作为土壤改良剂，以及采用生物滤池等技术手段，来减少温室气体排放，并提高堆肥效率[35,53~57]。表3汇总了当前文献中有关好氧堆肥过程中温室气体排放的数据。从数据中可以看出，在合理管理下，好氧堆肥可实现温室气体净减排。相比传统处理方式，好氧堆肥在温室气体减排与土壤质量提升之间实现了较好的环境协同效益，在农业废弃物和城市有机固废资源化处理中具有广阔的应用前景。

4. 厌氧消化

厌氧消化是指垃圾中的可生物降解部分在厌氧条件下通过微生物降解作用，最终产生沼气、沼液和沼渣的过程[58]。与好氧堆肥相比，厌氧消化技术具有运行成本低、二次污染少、温室气体排放量低、适合集中式大规模处理等优点，近年来在生活垃圾有机组分处理领域的应用逐渐广泛[58]。垃圾厌氧消化过程温室气体排放的研究报道如表4所示。现有研究定量分析了垃圾厌氧消化过程的温室气体排放，探讨了不同操作参数的影响，如反应器类型、温度控制、进料组成，以及沼气收集和利用效率等[44]。有研究还优化了厌氧消化技术的操作参数，如温度、pH、进料组成和水力滞留时间等，以提高甲烷产量和减少温室气体排放。此外，有研究还关注通过厌氧消化产物以实现减排效益，如沼气和沼渣的资源化利用[59]。研究显示，不同厌氧消化技术、能量利用方式与产物利用方式导致排放强度差异较大。

但是，现有的厌氧消化过程温室气体排放研究大多未考虑或忽略了温室气体泄漏。已有部分研究探讨了厌氧消化设施即沼气厂的甲烷泄露问题。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布的指南中指出，厌氧消化设施中甲烷的泄漏量通常在生成量的0~10%，若缺少更多的信息，则采用5%作为甲烷排放的缺省值[60]。近年来，欧洲和北美国家的研究发现，甲烷泄漏可能来自于不同的地点，包括原料储罐、消化池、气体收集装置、沼液储罐、管道等[61~67]。这些研究中采用了多种方法，如红外相机结合大容量采样系统或便携式探测器[51]、示踪气体扩散法[65,66]、开放光路激光器结合拉格朗日随机建模技术[63,67]。但是，研究表明，不同类型设施的甲烷泄漏情况存在较大差异，而且，不同国家相似设施的甲烷泄漏情况也存在较大差异，难以得出一般性结论[68~70]。

（二） 不同处理技术之间的对比分析研究

目前，已有研究从多个维度识别并评估了典型生活垃圾处理处置技术的温室气体排放，涵盖填埋、焚烧、好氧堆肥、厌氧消化等主流处理技术以及近年来出现的新型生活垃圾处理技术。这些研究揭示了不同处理方式在温室气体释放机制、直接排放强度以及间接减排效益方面的显著差异，初步构建了生活垃圾处理温室气体排放定量核算的技术基础。在明确各类单一处理技术温室气体排放特征的基础上，当前研究日益关注不同处理技术的比较分析，以识别具有更高减排潜力的处理方案，为优化垃圾资源化利用方式和制定减排策略提供依据。

填埋和焚烧处理过程的温室气体排放情况比较是当前的研究重点之一[7]。多项研究开展了两者排放强度的对比，并指出其结果受能源回收效率影响显著。例如，有研究表明，无能量回收的填埋过程排放可达1099 kg CO₂-eq/t，而具备气体收集与发电系统的情境下，该排放可下降至301 kg CO₂-eq/t，焚烧发电则进一步降至210 kg CO₂-eq/t[21]。目前，焚烧过程通常被认为对环境的影响更小，但是，填埋过程在高气体收集效率（>75%）和高能量回收效率（90%）的情况下可能更具有环境效益[8]。

现有研究也关注生物质废物处理过程的环境影响，表明不同处理技术的温室气体排放结果差异显著。研究普遍认为，厌氧消化技术最具减排潜力，其次为好氧堆肥；填埋过程的温室气体排放最高[71,72]。例如，一项基于美国数据的多种生物质废物处理技术的研究表明，垃圾填埋过程的温室气体排放近400 kg CO2-eq/t；好氧堆肥过程产生的温室气体排放量最低，为-41 kg CO2-eq/t；而干式厌氧消化衔接沼气提纯为天然气技术过程产生的温室气体排放量为每吨-36~-2 kg CO2-eq/t[32]。

然而，需指出的是，不同处理技术之间的减排绩效并非仅由工艺本身决定，还受到功能单位定义、系统边界设定、垃圾组成特征、运行参数、当地能源结构等多重因素的综合影响。当前文献中广泛存在系统边界界定模糊、功能单位不一致、参数来源不透明等问题，使得研究结果之间的可比性明显不足。

此外，排放因子的选用及数据来源存在显著异质性。一些研究基于国外默认参数或指南标准进行核算，另一些则采用本地化监测数据构建模型，但常缺乏对假设条件、数据不确定性与适用范围的系统说明，导致核算结果在技术选择与政策适配中存在较大误差空间。更有部分研究未公开关键假设前提与边界设定，影响其可复现性与推广价值。

在方法层面，目前主流核算方法包括生命周期评价法和IPCC排放因子法，虽各具优势，但在系统边界、排放核算模块、减排效益核算方式等方面仍缺乏统一规范。特别是在是否计入间接减排效益（如堆肥产物替代化肥、焚烧发电替代电网电力等）、如何分配多功能产物的替代效益、如何设定电力排放因子等关键环节上，各研究采用方法不一，形成一定程度的方法“孤岛化”，影响了核算结果在不同研究与地区之间的通用性和政策解释力。

因此，不同处理技术之间的减排优劣并不具备普遍适用的“一刀切”结论，而应结合具体情境进行区域化、情景化评估。未来应加强模型透明度建设，明确关键参数来源，推动建立统一的垃圾处理温室气体排放核算框架，为垃圾处理技术的选择提供数据基础与决策支持。

三、 垃圾处理系统的温室气体排放研究现状

随着温室气体减排目标的不断推进，生活垃圾处理处置领域的研究重点已逐步从单一技术的排放核算转向对垃圾处理系统的整体评估与优化，强调不同处理技术间的组合效应及系统整体运行效率的提升，探索其减排潜力与系统优化策略。

（一） 垃圾处理系统的优化策略研究

目前，基于生命周期评价方法的垃圾管理系统减排优化研究成为主流，此类研究通过构建场景设定与排放清单，基于特定的场景或针对特定的时空背景，以量化垃圾处理系统的温室气体排放[9,73]。在此基础上，相关研究主要可分为以下两类。

第一类研究聚焦于评估特定政策干预对垃圾处理系统温室气体排放的影响，通常以“政策实施前 ‒ 政策实施后”两个时间节点为参照，通过生命周期评价方法对比两个时间节点垃圾处理系统的温室气体排放变化，进而验证政策干预的环境效益。研究对象以大中型城市为主，聚焦垃圾分类政策、厨余垃圾专项处理政策、可回收物资源化回收政策等具体措施。例如，在垃圾分类实施前，城市生活垃圾通常被统一焚烧或填埋处理；政策实施后，通过源头分流，可将有机垃圾进行堆肥或厌氧消化处理，减轻焚烧负担并提高能源回收效率，从而显著降低垃圾处理过程中的温室气体排放[74~77]。这类研究不仅有助于佐证政策效果，也为后续政策调整与优化提供量化依据。

第二类研究旨在探索多种可行处理技术组合，识别温室气体减排效果最佳的系统方案。研究通常以现有垃圾处理系统方案为基准，通过设计若干假设性情景，例如“混合填埋”“填埋+焚烧”“焚烧+分类+厨余厌氧消化”等，并开展多维度的环境影响评估。研究普遍表明，不同方案在温室气体排放绩效方面存在显著差异。例如，采用混合垃圾填埋处理的方案会具有最高的温室气体排放（144 kg CO₂-eq/t），混合垃圾焚烧发电方案的温室气体排放次之（-36 kg CO2-eq/t），而以厨余垃圾厌氧消化处理和其他垃圾焚烧处理的分类处理方案的温室气体排放可降至-41~-46 kg CO₂-eq/t[17]。此外，一些研究将边界进一步拓展至运输模式优化、区域协同处理网络设计与电动垃圾运输车辆替代等环节，指出系统内运输距离、运输方式、电力排放因子等关键参数对排放估算结果有显著影响[78]。这类研究的主要价值在于不仅丰富了垃圾处理系统方案的技术组合设计，也为政策制定者提供了多种潜在方案的温室气体排放评估与最优方案建议，有利于制定垃圾处理系统的优化策略。

（二） 垃圾处理系统的动态演变研究

近年来，随着垃圾管理系统逐步向精细化与低碳化转型，学界对生活垃圾处理系统温室气体排放演变过程的关注日益增强。其中，以《IPCC国家温室气体清单指南》中的方法为基础的时间序列排放估算研究成为主流。这类研究以一定区域为对象，通过构建年度温室气体排放清单，刻画其在一定时期内的排放增长趋势或峰值特征，有助于评估历史政策措施的减排效益，并为未来垃圾处理系统的优化提供数据支撑。

最初，此类以《IPCC国家温室气体清单指南》中的方法为基础的时间序列排放估算研究展现出了温室气体排放量的变化与垃圾处理量的时间和空间变化关联，但其温室气体排放曲线研究均主要集中在直接的温室气体排放，如垃圾填埋气的产生和垃圾焚烧产生的化石源二氧化碳，而没有考虑到间接温室气体排放[10,79,80]。随着城市生活垃圾管理系统的快速发展，垃圾处理过程中的能量回收和材料替代等减排作用逐渐增强。有部分研究在计算来自垃圾填埋场、焚烧、堆肥和厌氧消化的直接温室气体排放的基础上，还将发电和材料回收带来的温室气体减排途径纳入研究范围[81]。但是，这些研究仍然缺乏对垃圾处理过程全生命周期的整体考虑，并且，忽视了生活垃圾末端处理系统中可能存在的排放峰值及其背后的驱动因素，如垃圾成分的逐年变化、处理技术的进步、更长的时间跨度、能源结构变化，以及区域性政策和管理实践的差异等。

尽管已有研究初步展现了垃圾处理系统排放总量的历史变化趋势，但在时序精度与区域分辨层面仍显不足。一方面，多数文献采用年度尺度静态模型，难以识别季节性波动、设施调度变化等因素对排放的动态影响；另一方面，不同城市之间生活垃圾处理方式、处理设施建设水平及监管强度差异显著，而区域性核算模型的开发仍处于起步阶段。这种时空分辨能力的缺失限制了排放核算成果在实际系统调控与分区管理中的有效性。因此，为了解垃圾管理部门的温室气体排放情况，并在未来减少温室气体排放，应从全生命周期角度进行研究，阐述其温室气体排放的时空演变规律和影响机制，对垃圾处理过程中的各个环节进行全面的排放源识别、排放量估算以及影响因素分析，为分区域、分阶段制定具有针对性的温室气体减排措施提供科学支撑，助力垃圾管理系统实现低碳转型与可持续发展。

四、 生活垃圾处理处置领域温室气体排放核算面临的关键挑战

当前，生活垃圾处理处置领域的温室气体排放核算虽已形成初步的方法框架和研究基础，但整体仍处于发展阶段，相关研究在数据获取、核算方法、建模能力和政策适用性等方面面临多重挑战，难以全面支撑“双碳”目标下的低碳治理实践。为实现核算体系从理论探索向规范实用的跨越，亟需针对以下关键挑战开展深入研究。

（一） 基础数据体系薄弱，限制核算结果的科学性与代表性

温室气体排放核算的结果可靠性高度依赖输入数据的准确性。然而，我国生活垃圾处理处置领域的数据体系尚不健全，缺乏覆盖全国、分区域、分技术类型的系统数据支撑。

现有研究使用的生活垃圾理化特性参数（如含水率、有机质含量、热值等）来源不一，缺乏系统的本地测定或长期跟踪数据。垃圾的物理化学组成、热值、有机质含量、含水率、生物降解性等关键参数在不同地区、季节和生活方式背景下波动显著，而相关研究多采用静态平均值，忽视了其时空动态变化对排放强度的影响。同时，处理设施运行参数（如填埋气收集率、焚烧热效率、厌氧消化产气率等）缺乏统一监测机制，直接影响核算结果的可信度与可重复性。现有研究多依赖国外数据库、个案项目监测值或专家估计值，难以反映我国的地域差异和技术实践的实际特征。间接减排部分的参数设定亦缺乏实证支持与地区化校准，造成排放因子适用性差、误差大。

（二） 核算方法体系尚不统一，影响研究成果的可比性

目前生活垃圾处理处置领域的温室气体核算方法主要包括生命周期评价和《IPCC国家温室气体清单指南》中的方法，但两者在系统边界界定、功能单位设定、排放因子选择等方面存在显著差异，尚未形成行业公认的标准化核算流程。不同研究采用的系统边界包括“门到门”或“摇篮到坟墓”，以及“是否包含减排效益”等多种设定，直接影响不同研究核算结果之间的可比性。功能单位地设定也存在按吨湿重、吨干重、单位服务功能等多种形式。同时，是否计入替代效益、如何分配多功能产物的替代效益等也缺乏统一指南。这种方法学异质性导致研究结果在不同技术、区域或政策背景下的可比性较差，难以为政策制定者提供稳健、可靠的决策依据。

此外，仍有部分研究未明确核算系统边界与关键参数的具体来源，亦未充分说明其建模假设、边界设定依据及数据选择逻辑。在缺乏透明假设条件和核算流程详解的前提下，研究结果难以实现可重复验证与交叉比较，限制了其科学性与政策适用性。同时，不确定性分析在部分研究中缺位，未能对关键参数的敏感性、不同情境下的结果波动范围进行评估，进一步削弱了研究结论的稳健性与推广价值。

（三） 缺乏时空动态建模能力，影响排放演变趋势与关键阶段的识别能力

生活垃圾处理处置过程的温室气体排放具有显著的时间演化特征与区域空间差异性，但当前研究在时空维度的建模能力仍显不足，难以为排放趋势识别、减排路径优化和区域化政策制定提供有力支撑。

在时间维度上，现有研究普遍基于静态年度场景开展排放核算，缺乏对随时间动态演化的深入分析。当前大多数研究尚未充分考虑垃圾产量波动、成分结构演变、技术路径升级、政策干预等因素的驱动作用，在识别温室气体排放关键阶段与预测碳达峰路径方面的理论体系和建模方法仍不健全。例如，填埋过程中的甲烷释放具有滞后性与长期持续性，而焚烧过程的排放强度也会随着进料结构、含水率和热回收效率的提升而不断变化，然而这类动态过程往往被简化为静态参数处理，导致结果难以反映系统运行的真实演变规律。

在空间维度上，现有研究对区域异质性的响应能力仍显不足。当前大多数研究集中于一线城市或技术较为先进的样本区域，未能充分反映我国在经济发展水平、垃圾成分构成、基础设施完备度、资源约束条件及公众参与度等方面的显著地区差异。忽视这些差异会导致排放核算结果缺乏代表性，提出的减排策略也难以在资源不均衡地区实际落地，从而形成“方案适配障碍”，削弱政策的可操作性和推广效应。

（四） 系统视角与政策协同不足，制约研究成果的实际转化

当前，生活垃圾温室气体排放核算研究多聚焦于单一处理技术或设施层面的评估，尚未构建涵盖全生命周期分析、系统耦合关系与政策反馈机制的综合分析框架，难以反映生活垃圾处理系统在能源系统、资源循环系统与财政补贴政策中的多维交互与协同效应，影响核算成果在实践中的可应用性与策略指导价值。例如，焚烧产生电力的温室气体减排潜力高度依赖于当地的电力排放因子，而随着我国电力系统加速向可再生能源转型，边际电力碳强度将持续下降，进而削弱焚烧发电的减排效益。同样，堆肥产物的环境贡献也受到农用替代率、土壤碳汇潜力、土地类型及施用方式等多种因素的影响，不具备普遍适用的减排因子。在未充分整合相关系统背景变化的情况下，核算结果易高估或低估实际减排效益，影响政策制定的科学性。

此外，核算结果在政策工具中的应用机制尚不健全，制约其从“研究结论”向“治理工具”的有效转化。目前尚缺乏将核算成果与碳市场机制、财政补贴政策、绿色金融产品等协同对接的制度路径，使得研究成果难以直接用于碳配额核定、项目评估、财政激励分配或绿色信贷支持。政策接口缺失与制度嵌入不足，削弱了核算体系对实际管理与战略调控的支撑力。

五、 生活垃圾处理处置领域温室气体排放核算发展展望

在全球气候治理和“双碳”战略持续推进的背景下，生活垃圾处理处置领域的温室气体排放问题日益受到关注，温室气体排放核算工作亟需走向系统化与科学化。当前的核算研究虽然在多个层面取得了一定进展，但整体仍面临数据支撑不足、方法规范不统一、时间与空间维度分辨率有限等现实问题。因此，未来研究可以从以下方面展开。

（一） 强化数据基础建设，提升核算结果的精准性

数据质量直接决定核算体系的科学性与适用性。然而，目前我国在生活垃圾特性、处理设施运行参数、技术工艺能效等关键基础数据方面仍存在采集范围窄、更新频率低、区域代表性不足等问题，导致核算结果存在较大的不确定性。未来应系统开展生活垃圾理化性质与成分结构的实地采样和统计分析，识别其时间演化规律和空间分布特征，并基于统计学与机器学习方法构建动态预测模型，以动态评估其温室气体排放情况。同时，应推动建立覆盖全国、更新及时、分辨率高的数据库或垃圾管理数据平台，涵盖垃圾来源、运输、处理和处置等全生命周期各环节的关键数据指标，为全过程、精细化核算提供可靠基础。

（二） 推进核算体系标准化，提升核算结果的可比性

当前，生活垃圾处理处置领域温室气体排放核算仍缺乏统一的方法规范，导致不同区域、不同处理设施之间的核算结果缺乏可比性，难以用于横向评估与政策绩效比较。因此，未来应加快制定生活垃圾处理处置领域温室气体排放的标准化核算框架，明确统一的系统边界划定方式，覆盖生活垃圾处理系统全过程，细化不同处理技术的核算方法，统一技术参数使用规则与核算流程，避免因参数选择和建模方式不同而导致的结果偏差。同时，构建基于不确定性分析的结果呈现方式，并完善数据质量评价机制，保障核算结果的透明性与可比性。

（三） 增强排放核算的时空分辨能力，提升动态演化分析能力

生活垃圾处理处置领域的温室气体排放具有明显的时间动态性和空间异质性，受垃圾产量、垃圾特性、技术更替和政策实施等因素的共同影响。现有核算研究多采用静态年均数据分析，难以识别排放峰值、平台期、转折点等。未来应发展具备时间序列功能的动态排放核算模型，量化历史排放趋势与阶段性变化特征，识别关键拐点及其驱动机制。同时，应融合多情景模拟（如技术突破、政策优化等），预测未来不同发展路径下的温室气体排放演变，为垃圾管理政策的阶段性优化与动态调整提供科学依据。在空间方面，可结合城市群／省域尺度分析，利用地理信息系统与遥感技术，识别重点排放区域与治理薄弱区域，实现核算结果向分区分类治理策略的转化。

（四） 实现核算体系向决策支撑的转化，提升实际价值

生活垃圾处理处置领域的温室气体排放核算，不应止步于科学研究层面的数据产出，更应成为推动政策优化与治理转型的量化依据。然而，现有研究成果多集中于学术分析，实际转化率仍偏低，尚未形成核算结果与管理决策之间的有效反馈机制。为提升核算工作的实际影响力，应推动核算结果在政策体系中的应用，包括技术发展方向的把控、碳排放核查机制的完善、财政补贴政策的制定等。此外，有必要开发简洁实用的模型工具，将复杂的生命周期排放数据转化为可视化、可比较的决策支持指标，使城市管理者和设施运营者能够据此优化处理方案。与此同时，建议推动跨学科协作，将环境领域的核算研究、经济评估与政策分析等方法有机结合，以增强核算结果在实际管理工作中的解释力与应用能力，有助于构建以温室气体减排为核心的垃圾管理优化策略，真正发挥温室气体排放核算在低碳转型中的技术支撑作用。

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基金资助

中国工程院咨询项目“城市生活垃圾填埋场修复治理策略研究”(2023-HZ-22)

“面向2035生活垃圾填埋场综合治理战略研究”(2025-HZ-07)

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