摘要：2024年12月12日，澳大利亚莫纳什大学Victor W.-C. Chang副教授、中国科学院城市环境研究所汪鹏研究员、山东大学李佳硕教授在国际顶级期刊Nature Energy发表题为《Refocusing on effectiveness over ex

垃圾焚烧发电（WtE）比垃圾填埋场具有明显的优势，中国正在全国范围内迅速扩大垃圾焚烧发电厂数量，以解决日益严重的城市垃圾危机。

2024年12月12日，澳大利亚莫纳什大学Victor W.-C. Chang副教授、中国科学院城市环境研究所汪鹏研究员、山东大学李佳硕教授在国际顶级期刊Nature Energy发表题为《Refocusing on effectiveness over expansion in urban waste–energy–carbon development in China》的研究论文，Ben Liu为论文第一作者，Victor W.-C. Chang副教授、汪鹏研究员、李佳硕教授为论文共同通讯作者。

Victor W.-C. Chang，澳大利亚莫纳什大学土木工程系副教授。1995年本科毕业于淡江大学（中国台湾），2000年、2005年在斯坦福大学获得硕士和博士学位，曾任职于新加坡南洋理工大学，现为莫纳什大学副教授。

Victor W.-C. Chang副教授的总体研究目标是通过工程、分析和管理方法，提高对快速城市化进程中人类与环境相互依存的认识。

汪鹏，中国科学院城市环境研究所研究员。本硕毕业于北京科技大学，在澳大利亚新南威尔士大学获博士学位和从事博士后研究。现任职于中国科学院城市环境研究所。

汪鹏研究员主要从事物质循环数智工程，人工智能及资源环境交叉、城市矿产成矿规律与勘探、自然矿产供应风险预警、生命周期工程及技术领域的研究。在Nature Communications、Fundamental Research、One Earth、Global Environment Change及《中国科学院院刊》等国内外专业期刊发表论文七十多篇。

李佳硕，山东大学前沿交叉科学研究院教授，国家优青。2010年本科毕业于华中科技大学，2015年获北京大学博士学位；2015-2019年在华中科技大学任职，期间借调到中国科学技术部科学技术交流中心工作一年；2019年加入山东大学担任教授。

李佳硕教授的研究领域为能源转型管理；污染物与温室气体系统核算；能源与环境系统模拟；节能减排系统评估。

这项研究编制了2000年至2020年间的综合垃圾发电设施级数据库，以检查废物-能源-碳动态和改进潜力。

与垃圾填埋场相比，垃圾焚烧发电厂的扩建显著减少了温室气体排放，并回收了能源，但这些设施仍然是碳密集型的，且越来越落后于中国电网内的燃煤发电厂。

垃圾发电面临的主要挑战是废物流中塑料含量不断增加以及能源效率提升有限。鉴于垃圾发电在废物管理和国家电网组合中的双重作用，平衡产能扩张与碳强度降低至关重要。

高分辨率数据库根据当地废物特征和设施性能提供地理定制策略，表明有效的废物分类和设备升级可以在2060年将WtE的脱碳量减少一半，达到天然气水平。

图1：WtE方法相对于垃圾填埋的益处以及中国WtE设施的温室气体排放

图2：中国废物碳因子的空间和时间分布

图3：中国废物能源因子、碳-能源系数和能量转换效率的空间和时间分布

图4：2021至2060年中国WtE设施废物摄入、温室气体排放和电力输出的情景预测

图5：从废物分类和设备升级到有效过程整合的路线图

综上，在这项研究中，作者通过构建2000至2020年间中国废物转化为能源（WtE）设施的详细数据库，分析了废物、能源和碳排放的动态关系及改进潜力，发现尽管WtE在减少温室气体排放和能源回收方面相较于垃圾填埋有显著优势，但这些设施仍然是碳密集型的，且效率提升有限。

研究结果表明，通过有效的废物分类和设备升级，到2060年WtE发电的碳排放可能减少一半，达到天然气水平，为中国乃至全球的城市废物管理提供了减排和能源回收的新策略。

这项研究可以指导中国及其他国家在废物管理策略上从传统的垃圾填埋转向更环保的WtE解决方案，有助于中国实现2060年碳中和目标，同时提高能源回收效率，减少对化石燃料的依赖；并且可以通过预测不同情景下的未来废物、碳和能源轨迹，为长期的环境和能源规划提供科学依据。

Liu, B., Wang, P., Zhou, J. et al. Refocusing on effectiveness over expansion in urban waste-energy-carbon development in China. Nat. Energy, (2024). https://doi.org/10.1038/s41560-024-01683-8.

来源：华算科技