污水厂污泥处理项目温室气体减排量计算

河北工程大学毕业论文页表3-18华北电网BM计算表格（MW）2007年装机MW2008年装机MW2009年装机MW2007-2009新增装机2MW2008-2009新增装机1MW占新增装机比重MWBCAEDF火电164,800=SUM(LEFT)179,040=SUM(left)196,60039,27021,42281.46%水电4,510=SUM(LEFT)5,260=SUM(left)6,3501,8491,0903.84%核电0=SUM(LEFT)0=SUM(left)0000.00%风电及其他1,719.2=SUM(LEFT)3,370=SUM(left)8,8107,0915,44014.71%合计171,029.2=SUM(LEFT)187,660=SUM(left)211,76048,21027,952100%占2008年装机百分比22.77%13.20%注1和注2：是考虑装机容量、关停机组容量、抽水蓄能装机容量后计算的新增装机容量。EFBM,y=0.7889×81.46%=0.6426tCO2/MWh（六）计算组合排放因子CM根据“电网系统排放因子计算工具”，组合排放因子CM为电量边际排放因子OM与容量边际排放因子BM的加权平均：EFgrid,cm,y=ωOM×EFgrid,OM,y+ωBM×EFgrid,BM,y式中，权重ωOM和ωBM的默认值为0.5，则排放因子为：EFgrid,cm,y=0.5×0.9803＋0.5×0.6426=0.8115tCO2e/MWh3.4减排量计算3.4.1.计算所应用的基准线和方法学计算采用情节发展机制CDM下的整合基准线和检测方法学AM0025：“通过可选择的垃圾处理方法避免有机垃圾温室气体排放”。此外计算中也应用了“电网排放因子计算工具”和“避免固体废弃物处理厂垃圾处理甲烷排放计算工具”。3.4.2确定项目边界和温室气体种类描述项目边界是项目活动地点即垃圾处理场所，其空间范围包括垃圾处理设备、用电设备、消耗燃料设备、污水处理厂及填埋场，但不包括垃圾收集、分类及运输至项目地。项目边界也应该包括那些与华北电网相连的电厂。项目边界包含的温室气体如表3-19所示：表3-19项目边界内包含的温室气体及其来源来源气体包括/否证明合理性或解释基准线填埋场中废料分解CH4是基准线中的主要排放源N2O否N2O排放量与CH4排放量相比很小，这样做是保守的。CO2否不考虑有机物分解产生的CO2。电力消费CO2否项目不包含电力。CH4否项目不包含电力。N2O否项目不包含电力。产热CO2否工程产生的热能仅在项目现场，因此，此处没有热能产生。CH4否工程产生的热能仅在项目现场，因此，此处没有热能产生。N2O否工程产生的热能仅在项目现场，因此，此处没有热能产生。项目活动除发电外，项目活动现场其它化石燃料消耗CO2是可能是一个主要的排放源。来源于现场的车辆使用，机械/热处理工艺所需的热能。CH4否为了简化计算而排除，假设这个排放源非常小。N2O否为了简化计算而排除，假设这个排放源非常小。热能CO2是如果工程包含热能。CH4否为了简化计算而排除，假设这个排放源非常小。N2O否为了简化计算而排除，假设这个排放源非常小。现场用电CO2是包含工程所有用电。CH4否为了简化计算而排除，假设这个排放源非常小。N2O否为了简化计算而排除，假设这个排放源非常小。污泥处理过程N2O否为了简化计算而排除，假设这个排放源非常小。CO2是好氧堆肥过程排放的CO2。CH4否为了简化计算而排除，假设这个排放源非常小。污水处理CO2否不计入有机垃圾分解产生的CO2。CH4是污水处理过程不应该产生CH4排放，如好氧处理；否则，这些排放应该计算入内。N2O否为了简化计算而排除，假设这个排放源非常小。3.4.3基准线排放量（1）确定基准线在没有项目活动的情景下，污水厂产生的污泥送至垃圾填埋场厌氧填埋。填埋产生的沼气排空。（2）基准线的计算BEy=(MBy-MDreg,y)*GWPCH4+EGy*CEFbaseline,elec,y+EGd,y*CEFd+HGy*CEFbaseline,therm,yBEy第y年的基准线排放；MBy第y年没有项目活动时垃圾填埋时甲烷产生量；MDreg,y第y年没有项目活动时甲烷的损失量；GWPCH4甲烷的全球增温潜势，21；EGy没有项目活动时，项目地点的第y年消耗的总电量且没有消耗项目活动的任何设施；CEFbaseline,elec,y没有项目活动时，项目地点的电力消耗的碳减排因子；EGd,yy年项目活动利用沼气发电的电量；CEFdy年项目活动代替的电力资源的碳减排因素；HGyy年没有项目活动时热力能源的消耗；CEFbaseline,therm,yy年热力能源产生时排放的CO2强度。因为基准线情景没有电力和热力的消耗，所以第y年的基准线排放可以如下公式计算：BEy=(MBy-MDreg,y)*GWPCH4然而，方法学AM0025声明，如果项目允许的话，可以按固体废弃物的基准线计算工具来来计算污泥的基准线排放，由此公式可变为：(3.8)式中：BEy第y年基准线情景下，固体废弃物在填埋场填埋处理所导致的甲烷排放量(tCO2e)；Φ模型不确定性的校正因子(0.9)；GWPCH4甲烷的全球增温潜势，21；OX氧化因子（固体废弃物填埋场产生的一部分甲烷会在覆盖垃圾的土壤或其它材料中被氧化）；F垃圾填埋气中的甲烷体积含量(0.5)；DOCf可降解的有机碳含量；MCF甲烷校正因子；DOCj污泥成分中可降解的有机碳的质量含量；kj垃圾成分j的降解速率；x计入期内的年份；y要计算的产生甲烷排放的年份；Wj,x第x年避免填埋的垃圾成分j的量，t。式中参数为：表3-20计算参数表φfFDOCfMCFOXKjDOCf0.900.50.5100.1850.55因此第一年基准线排放量为：BEy=0.9*1*21*0.9*16/12*0.5*0.5*90000*0.55*0.2*e-0.185*(7-1)*(1-e-0.185)=3144(tCO2e)以此类推得：表3-21基准线排放量年份第一年第二年第三年第四年第五年第六年第七年平均基准线排放量BEy(tCO2e)3144378445535478695179309543=average(LEFT)59123.4.4项目排放量(3.9)式中：PEyy年项目排放量(tCO2e)；PEelec,yy年项目活动现场电力消耗相当的排放量(tCO2e)；PEfuel,on-site,yy年项目活动现场化石燃料消耗产生的排放量(tCO2e)；PEc,yy年项目堆肥过程产生的排放量(tCO2e)；PEa,yy年污泥厌氧过程处理产生的排放量(tCO2e)；这个项目不包括厌氧处理过程，所以PEa,y=0；PEg,yy年污泥汽化过程产生的排放量(tCO2e)；本项目不包括汽化过程，所以PEg,y=0。所以PEy的计算变为PEy=PEelec,y+PEc,y(3.10)。（1）电力消耗所产生的排放量(PEelec,y)项目活动消耗的电来自华北电网，考虑到电生产时所产生的温室气体。由此有，PEelec,y=MWhe,y*CEFelec(3.11)MWhe,y是来自电网的总消耗电量，电表计量（MWh）。CEFelec指项目活动中电力消耗产生的碳排放(tCO2/MWh)。该项目主要是曝气耗电，有罗茨鼓风机12台，配套电机功率为45kw，假设一年工作300天，一天工作24小时，算得一年的耗电量为MWhe,y=45*24*12*300=3888MWh。由华北电网的组合排放因子CM=0.8115(tCO2e)得：PEelec,y=3888*0.8115=3155(tCO2e)（2）污泥堆肥过程产生的排放量(tCO2e)(PEc,y)PEc,y=PEc,N2O,y+PEc,CH4,y（3.12）PEc,N2O,yy年当中项目的堆肥过程产生的N2O排放当量(tCO2e)；PEc,CH4,yy年当中项目的堆肥过程中厌氧条件下产生的甲烷排放当量(tCO2e)。N2O的排放量（PEc,N2O,y）PEc,N2O,y是y年当中项目的堆肥过程产生的N2O排放当量(tCO2e)。PEc,N2O,y=Mcompost,y*EFc,N2O*GWPN2O(3.13)Mcompost,yy年当中堆肥的总量(tonnes/a)；EFc,N2Oy年当中项目的堆肥工艺的N2O排放当量因子(tCO2e)；GWPN2ON2O的全球增温潜势，310。由项目知每天处理污泥300t/d，所以一年处理量为300*300=90000t。所以PEc,N2O,y=90000*0.000043*310=1199(tCO2e)。②CH4的排放量（PEc,CH4,y）PEc,CH4,y=MBcompost,y*GWPCH4*Sa,y(3.14)MBcompost,yy年中无项目堆肥活动情况下垃圾填埋场产生的甲烷量。根据公式MDreg,y=MBy*AF垃圾填埋厂所有和堆肥活动有关的项目活动（堆肥、气化、厌氧消化、RDF/稳定生物质、焚烧）的垃圾转换率乘以MBy估算而来。其中BEy=MBcompost,y*GWPCH4；GWPCH4CH4的全球增温潜势，21；Sa,y厌氧过程中污泥降解的量，2%。MBcompost,y=BEy/GWPCH4表3-22堆肥时每年甲烷排放量年份第一年第二年第三年第四年第五年第六年第七年平均PEc,CH4,y(tCO2e)637691110139159191=average(LEFT)118表3-23堆肥时每年项目排放量年份第一年第二年第三年第四年第五年第六年第七年PEc,y1263127512911309133913581391项目排放量，PEy(tCO2e)44184430444644644494451345463.4.5泄露项目活动用堆肥过程来处理污泥，所以每年的泄露量可以按如下公式计算：Ly=Lt,y+Lr,y式中：Ly每年的泄露量(tCO2e)；Lt,y每年运输过程产生的泄漏量(tCO2e)；Lr,y每年剩余污泥厌氧所产生的泄露量，该项目不包括厌氧消化过程所以Lt,y=0。所以得出：(3.15)式中：NOvehicles,y每年车辆运输产生的NO排放量；KMi,yy年车辆i远程运输的平均排放量；VFfuel车辆i每年行走一千米消耗的车用燃油；CVfuel燃料的热值；Dfuel油的密度，如果需要的话；EFfuel油的排放因子。堆肥过程的发生在项目地点产生，处理设施没有附加的收集场所的运输过程，项目离最近的堆肥场所的距离不超过0.1KM，没有任何的运输工具，所以项目的泄漏量为：Ly=Lt,y=0。3.4.6项目减排量计算项目减排量可以用以下公式计算：ERy=BEy-PEy-LyERyy年的减排量(tCO2e)；BEyy年基准线排放量(tCO2e)；PEyy年的项目排放量(tCO2e);Lyy年泄漏量。表3-24减排量统计年份基准线排放量估算（tCO2e）项目活动排放量估算（tCO2e）泄露估算（tCO2e）减排量估算（tCO2e）第一年314444180-1274第二年378444300-646第三年455344460107第四年5478446401014第五年6951449402457第六年7930451303417第七年9543454604997总减排量（tCO2e）10072年平均减排量（tCO2e）1439注：因为厌氧堆肥的特殊条件，前两年基准线排放量较小，而项目活动排放的量是一定的，所以前两年减排量为负值。4结论邯郸市西污水处理厂污泥处理项目，采用好氧堆肥工艺处理污水厂产生的污泥。污泥的好氧堆肥的工艺与在填埋厂直接处理污泥的方法相比，更能减少甲烷气体的排放，从而达到碳减排的目标，遏制全球气候变暖的趋势。项目设计处理规模为每年90,000吨，预计每年产生堆肥21,000吨。进泥含水率为80%，出泥含水率为45%。该项目的建设运行，避免了污水厂产生的污泥在垃圾填埋场厌氧填埋产生的甲烷排放。应用清洁发展机制（CDM）方法学AM0025“通过可选择的垃圾处理方法避免有机垃圾温室气体排放”对该项目产生的温室气体减排量进行了计算。结论如下：华北区域电网组合排放因子为0.8115tCO2e/MWh；基准线排放量逐年递增，平均年排放量为5912tCO2e；项目排放量年平均为118tCO2e；项目年平均产生的温室气体减排量为1439tCO2e下面简单介绍一下计算过程：项目活动所在地点为中国邯郸，属于电网区域的华北区域，所以应用华北区域的数据计算电量边际排放因子OM、容量边际排放因子BM，所以加权平均算出组合排放因子CM为0.8115tCO2e/MWh。项目减排量的计算可以按公式：项目减排量=基准线排放量-项目排放量-泄露算出。因此，项目的基准线情景为在没有项目活动的情景下，污水厂产生的污泥送至垃圾填埋场厌氧填埋，填埋产生的沼气排空，由此可得到甲烷的基准线排放量，由计算可得基准线排放量是逐年递增的。项目排放量是每年的电力消耗和堆肥时产生的CH4和N2O的排放量，由此得出项目排放量也是逐年递增的，泄漏量为0。从而可以得出项目的减排量。因为厌氧堆肥的特殊条件，前两年基准线排放量较小，而项目活动排放的量是一定的，所以前两年减排量为负值，项目从第三年开始减排。通过计算结果预估，在该项目建成后，能够有效的达到改造后节能减排的要求，合理的处理了污泥，既减少了温室气体的排放，又能利用堆肥后的堆肥产品，是清洁发展机制的良好范例。致谢首先，非常感谢杨卫华老师在我大学的最后学习阶段——毕业论文完成阶段给我的指导。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。在此谨向杨老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。我还要感谢毕业论文小组的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。还要感谢初金凤学姐，正在攻读硕士研究生的她，在百忙之中抽出时间帮助我搜集文献资料，帮助通过这一阶段的努力，我的毕业论文《污水厂污泥处理项目温室气体减排量计算》终于完成了，这意味着大学生活即将结束。在大学阶段，我在学习上和思想上都受益非浅，这除了自身的努力外，与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的。在本论文的写作过程中，我的导师杨卫华写