观察丨全球固废产业发展研究报告,城市固废的产生状况在国家间存在十分明显的差异。

发布日期:2018-03-16 作者: 点击:

  • 在全球范围内,城市固废的产生状况在国家间存在十分明显的差异,影响产生状况的因素则包括收入水平、社会文化模式、气候等因素。

  • 在过去的50年中,全球各国的人均废物产生量一直都与收入水平表现出了密切的相关关系。

  • 废物收运在低收入国家的收运率为36%,在中低收入国家为68%,在中高收入国家为85%,在高收入国家则为100%。

  • 直至上世纪六十年代,非受控的处置方式(即倾倒和露天焚烧)仍然是全球通行的方法,而世界银行则指出,发展中国家仍然主要采用此类处置方式。这样的行为会导致很大的健康风险和环境风险,尤其是在将危险废物与城市固废一同处置时。

    来源:智慧环卫联盟


1. 全球固废产生及组成状况

 

在全球范围内,城市固废的产生状况在国家间存在十分明显的差异,而影响产生状况的因素则包括收入水平、社会文化模式、气候等因素。从图1可以看出,高收入国家废物产生量的中值是低收入国家的六倍。

部分国家人均废物产生量与人均收入的关系

不同收入水平国家废物组成状况的一点十分重要的区别是,在低收入、中低收入和中高收入国家,废物中有机组分含量平均值达到46%~53%,明显高于高收入国家34%的平均值。需要注意的是,上述涵盖了所有相关国家的平均值也许还并不能反映出有机组分含量的巨大差异——一项比较研究指出,许多中等收入和低收入国家废物中有机组分的含量平均值为67%,而在欧洲、北美和澳大利亚的城市,有机组分含量的平均值却只有28%。此外,虽然中低收入国家和高收入国家废物中均含有所谓的有机组分,但实际上此类组分的实际来源却十分不同:在中低收入国家,绝大部分有机废物是不可避免的,即食物中无法食用的有机部分;而在高收入国家,人们扔掉了大量本可以食用的食物,因此大量厨余垃圾的产生都是可以避免的。

在塑料废物组分方面,不同收入水平国家的平均值没有像预期的那样表现出明显的差异,无论收入水平如何,都落在了7%~12%这样一个范围之内。虽然按收入水平计算出的平均值没有表现出差异,但塑料垃圾组分的比例却存在很大的国别差异,比如说在约旦和毛里塔尼亚产生的废物中,塑料废物的比例就分别占到了大约16%和20%。

无论收入水平如何,金属、玻璃、织物等物料在废物总量中所占比例都较低,但如果将它们统一归为不含水的可循环利用物料,就可以看出,按照收入水平的提升,其比例出现了小幅但却稳步的提升,从低收入国家的6%,到中低收入国家的9%,最后到中高收入和高收入国家的12%。

在越来越多的国家,城市固废中都出现了少量的有害物质,通常称为家庭危险废物,通常的产生源包括:矿物油;诸如屋顶建材和电热毯之类的产品中含有的石棉;电池;电子垃圾;涂料和油漆;木材防腐剂;清洁剂;溶剂(比如指甲油中的溶剂);灭害剂(比如老鼠药);化妆品(比如染发剂);显影剂。据估计,目前全球范围内各类家庭危险废物在总量中的比例为不到1%,但如果将电子废物纳入考虑范围,比例就会上升到5%。


2. 不同收入水平国家的废物组成

废物的组成会影响废物的物理性质,包括密度、含水量和热值等,从而会对废物管理的实际操作产生影响,比如影响收运和处理时选用的技术,又比如影响3R原则的实施方式。举例来说,在过去的50年中,高收入国家产生的城市固废所含灰分比例出现了下降,而包括纸类、塑料在内的各类包装材料的比例则出现了上升,在显著提升废物密度的同时,极大地增加了废物的热值。由于密度的降低,高收入国家收运时为了提升成本效益,对压缩更高的需求;与此同时,由于包装材料比例和热值的双双提升,循环利用和焚烧发电作为处理方式,变得越来越具有吸引力。与收入较高的国家不同,低收入国家废物中有机物的含量更高,因此含水量更高、密度更大、热值更低,因此在收运过程中不太需要进行压缩,而如果想要用焚烧手段处理,就必须使用辅助燃料。

 

1。 废物产生的时间变化趋势

 

在过去的50年中,全球各国的人均废物产生量一直都与收入水平表现出了密切的相关关系。表3展示了部分高收入国家在1995年到2010年期间的废物产生量,可以看出高收入国家的废物产生量已经开始趋于平稳,有些国家甚至出现了轻微的下降。由于此类现象在20082009年经济危机期间已经表现的比较明显,经常有人认为,这是废物产生量与经济增长脱钩的表现。然而,如果高收入国家的经济增速重新返回快车道,废物产生量的增速则有可能再次提升。此外,制造业从发达经济体向新兴经济体转移也可能是引发上述现的因素之一,虽然可能在城市固废方面算不上十分重大的影响因素,但却会对工业垃圾的产生量产生很大的影响。

虽然有些国家对废物的产生量进行了系统的计量与记录,拥有相对完备的数据,但有些国家的数据却并不完善,必须通过计算人均废物产生量与人口数量的乘积来得到废物的总产生量。所以说,想要得到城市固废在未来的增长趋势,就必须对人口和人均废物产生量这两项数据进行预测。

联合国的《世界人口展望》对全球未来的人口直到2100年的趋势做出了预测,虽然报告中对未来30年以后的趋势做出了差别较大的多种预测,但仍然能够看出未来全球人口发展的总体趋势将会是,首先上升,之后趋于平稳,最后既有可能达到平衡状态,也有可能开始下降。根据预测,亚洲的人口将会在2050年左右达到峰值,而非洲人口则会一直到2100年维持增长的趋势。图4展示了全球各地区自1950年起,到2100年的变化趋势。

由于城市居民的废物产生量要高于农村地区居民,以此在预测废物产生量时,还要考虑到人口城市化的趋势。图5展示及预测了四个时间节点上,全球各国城市人口的比例,同时还标注了人口数量达到100万以上的城市。可以看出,1970年时,全球只有三座人口超过1000万的巨型城市,全部都位日本和美国;2014年时,全球有28座巨型城市,其中有20座位于南方世界国家;根据预测,到了2030年,全球还将新增12座巨型城市,全部都将出现在南方世界国家。在北美、欧洲、日本和澳大利亚的大部分地区,城市人口比例已经达到或接近80%;亚洲其他地区还要进行漫长的城市化进程;非洲撒哈拉以南的国家,则将会在未来出现最为迅速的城市化过程,而这一地区也将会在未来人口增长最快的区域。

3. 部分高收入国家1995年~2010年期间的废物产生量

如果用上述人口数据来预测在人口增长最快地区的城市,城市固废的产生量将会发生什么样的变化,就会得到令人瞠目结舌的结果。举例来说,1990年时,刚果民主共和国的首都金沙萨的人口不到400万,于2014年增长到了1100万,预计将会在2030年达到2000万。由于人均废物产生量出现了增长,该市2014年时的废物产生量是1990年时的三倍多,而根据预测,将很有可能在2030年再次翻倍。对于向金沙萨这样废物管理服务本已很难满足需求的城市来说,要让管理服务跟上城市快速扩张的步伐,实在是一件困难重重的工作。

由于人均废物产生量与收入水平间存在十分紧密的联系,因此除非出现了具有针对性的措施,能够预防废物的产生,否则低收入和中等收入国家的人均产生量就将随着经济的发展和国民收入的提高而不断增长。

4. 全球人口至2100年的预计变化趋势

5. 1970年~2030年间全球各国人口城市化比例及大城市分布的状况及预测

 

1. 全球收运服务形势

 

至少自十九世纪中期起,为全体城市人口按时提供定期废物收运服务就成了一项公共卫生难题。根据世界银行提供的数据,废物收运在低收入国家的收运率为36%,在中低收入国家为68%,在中高收入国家为85%,在高收入国家则为100%。就全球各地区来说,非洲国家的收运率为25%~70%,亚洲为50100%,拉丁美洲和加勒比海国家为80%~100%,欧洲国家为80%~100%,北美国家为100%。

在许多国家,不同地区的收运覆盖率有着很大的差异。举例来说,2011年时,巴西全国的收运率为90。2%,但各州中收运率最低的只有60%,最高的则达到了99.2%。印度也存在同样的状况,在该国105座主要城市中,收运率最低的只有40%,而最高的已经达到了100%。由于农村地区的收运率通常都要低于城市区域,因此全国的收运率一般都要低于各国城市区域的收运率。

6. 不同人均年收入水平城市的收运率

6展示了39作城市的收运率。可以看出,图中存在一个分水岭,在其一侧,收入较低城市收运率会随收入水平的提升而上升,但当收入水平达到了一定的阈值后,收运率便开始接近100%,不会再受到收入水平的影响。如果将例外情况秘鲁的卡涅特市去除,那么阈值所在的人均年收入水平就会落在20003000美元上。需要注意的是,图中的数据展示的是一座城市的整体情况,但城市中一般却都有着贫富差异的鸿沟,即便是在收运率低下的城市,位于市中心的富足城区也会拥有将近100%的收运率,而低收入和非法修建的城区,则有可能完全不能得到收运服务。

    2000年左右,在发展中国家,只有30%~60%的城市固废得到了收运,能够获得收运服务的居民只有不到50%。但在此之后,收运状况出现了明显的改善,其中尤以人均年收入大于2500美元(为20003000美元阈值的中值)的城市进步最为明显。尽管如此,在许多低收入的城市,收运率仍然只有30%~60%,在很多国家甚至会更低,而许多国家的农村区域,收运状况则更为严峻。如果将图6中收运率的数据与联合国人口司按收入水平分类的全球人口数据结合起来,就可以估算出,目前全球至少有20亿人对废物收运服务的需求无法得到满足。

 

4. 全球处置状况

 

直至上世纪六十年代,非受控的处置方式(即倾倒和露天焚烧)仍然是全球通行的方法,而世界银行则指出,发展中国家仍然主要采用此类处置方式。这样的行为会导致很大的健康风险和环境风险,尤其是在将危险废物与城市固废一同处置时。

高收入国家已经意识到,先污染后治理的成本要远高于一开始就以对环境负责的态度处置废物,于上世纪七十年代起开始颁布停止非受控处置的法律,而这些国家对处置设施的要求也在不断地提升中。

7. 不同收入水平国家的受控处置率。

7展示了不同收入水平国家废物受控处置的比例。受控处置指废物在安全的设施中得到足够的处理,处理的结果能够满足法规的要求。需要指出的是,受控的处置设施不一定必须要满足欧盟或美国的要求,即接受了升级改造的倾倒场所也可以被认为是受控设施。

逐渐停止不受控的废物处置方式是发展中国家改善城市固废管理的首要目标。目前,高收入国家已经实现了100%的受控处理率,而中高收入国家和中低收入国家的受控处置率也分别达到了95%左右和70%左右,即便是在低收入国家,比例也达到了35%,远优于历史上完全没有受控处置的状况。巴西官方数据库将废物的处置方式分为三类,即卫生填埋(占57%)、其他填埋(占24%)和倾倒(占18%),意味着该国有大约80%的废物是以受控的方式处置的。即便巴西已经实现了较高的受控处置率,但仍然有3500万人产生的废物被以倾倒的方式进行非受控处置,相当于每年1500万吨。此外,巴西各州的受控处置率也存在一定的差异,除去一个州比例极低,只有20%,剩余各州均落在40%~90%这一范围之内。一份以北非及近东地区9个国家为对象的研究报告指出,废物受控处置率为10%~70%,平均值则为24%。2010年时,俄罗斯有7518个废物处置场所,其中有23%为城市固废填埋场,7%为工业废物处置场所,剩余的70%则为未授权的倾倒场。

 

5. 回收利用

 

首先需要指出的是,本节中的回收利用率包括干回收利用,即对纸类、塑料、金属、玻璃和织物的回收利用,也包括对有机物料的回收利用。对城市固废循环利用率的官方统计通常来自各个市政府,在许多发展中国家通常都只包括通过正式渠道收集的城市固废的循环利用率,而没有将通过非正式渠道收集,进行回收利用的废物计算在内。所以说,发展中国家的循环利用率,无论是各个市政府的数据,还是中央政府公布的,与真实的回收利用率相比,都有可能存在偏低的情况。为了避免上述情况,必须在讨论回收利用率时将非正式渠道考虑在内。

8展示了39座不同收入水平城市的循环利用率,将正式和非正式渠道都纳入了考虑范围。从图表中可以看出,回收利用率与收入水平间并不存在十分明确的相关关系;虽然高收入水平国际的回收利用率是最高的,但一些低收入、中低收入国家的回收利用率也相当的优秀,达到了20%~40%。需要引起注意的是,一些发展程度更高的中高收入国家的回收利用率反倒更低,原因则可能是,随着生活水平的提高,城市固废的收运作为一项市政服务得到了发展,取代了非正式的回收利用体系,而高收入国家正式的回收利用体系则还没有在此类国家完全成型。

8. 39个不同收入水平的城市的回收利用率*

*计算回收利用率时既考虑到了正规收集的回收利用,也考虑到了非正规的回收利用;在可能的情况下,排除了以回收利用为目的进行收运,但却之后进行填埋的部分。

 

    欧盟成员国会定期收集回收利用率的数据,因此拥有系统的数据记录,但即便如此,成员国对回收利用的定义却也仍然存在差异——一些国家将以回收利用为目的进行收集的比例当作回收利用率,一些国家则利用资源回收利用设施和堆肥设施的输出作为计算的依据;一些国家将焚烧发电厂最后排出的金属和集料算入了回收利用率,另一些则将这一部分排除在外。图9展示了欧盟各成员国在2001年和2011年时的回收利用率,可以看出,随着回收利用率较低的成员国向着欧盟目标的不断努力,欧盟的总体回收利用率出现了十分明显的提升。

9.欧洲各国的回收利用率

 

 

6。 全球废物处理技术概况

 

在选择适合本体情况的废物处理技术时,不仅要考虑到技术本身的可行性,还要将实际的管理状况纳入考虑范围。所以说,要将废物的组成状况作为最初的出发点,因为此因素会影响到废物的理化性质,之后便要综合考量当地的市政管理状况和废物管理的策略目标。

12展示了全球部分国家(主要为欧洲国家)通过填埋、循环利用与堆肥、焚烧发电等技术来处置废物的比例。可以看出,图中的国家大体可以分为两类,其中一类的填埋处理率为50%~100%,循环利用率则在040%之间,位于图表的左下角;另一类的填埋处置率不到10%,而循环利用率和焚烧发电率则均在30%~70%之间,远离图表的左下角。

在新加入欧盟的12个国家中,绝大多数还都只修建了少量的焚烧设施,所以填埋仍旧是主要的处置手段。总体来说,欧盟12国的焚烧处置率为不到3%,而填埋处置率则高达81%。此外,一些在2004年以前加入欧盟的国家(即欧盟15国)也没有足够的焚烧处理能力,导致填埋成为了主要的处置手段,比如希腊的填埋处置率就高达82%。

12. 全球部分国家的废物处置技术情况

 

在远离图12左下角的国家中,一些国家主要使用焚烧发电技术,比如瑞士、瑞典、丹麦、挪威;另一些国家则主要依靠循环利用,比如荷兰、比利时、德国、奥地利。在诸如瑞士、丹麦、荷兰、奥地利、瑞典、比利时、丹麦、挪威这些国家,虽然填埋处置率已经低于5%,但却仍然距实现100%的循环利用有着很大的距离。


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