新背景下建筑垃圾处理的碳减排作用分析

随着“双碳”战略的推进，我国城乡建设开启了以绿色转型为引领的新篇章。建筑领域作为碳排放重点行业，其中，建筑垃圾资源化利用的减碳效果最为直接，具有显著的碳减排效益。

本文介绍了我国建筑垃圾处理行业发展现状，分析了推进其减碳作用的实施重点，利用“有无对比”方法对具体项目进行了碳减排定量测算。研究发现，每综合利用1t建筑垃圾可减少二氧化碳排放量约0.698t。该结论对建筑垃圾处理领域进行碳减排、深入研究关键环节的碳排放核算机理提供了一定的参考与借鉴。

建筑领域是碳排放重点行业，建筑全生命周期碳排放占比超过40%。作为全球基础建设规模最大的国家，我国建筑垃圾总产生量同样位居世界前茅，“十三五”末期年产量即已超过20亿吨，这个数字也是国民经济跨越增长的风向标。建筑垃圾的简易、无序堆填，不仅增加了生态环境污染负荷、随之带来一系列社会附加成本和负面影响，而且忽略了其自身潜在资源价值属性，与无废城市和绿色建造的新型管理理念相违背。虽然建筑垃圾自身成分复杂、难于完全实现前端分类，但是通过过去二十余年的稳步发展，我国建筑垃圾处理行业已经从沟壑填埋的“刀耕火种”时代逐步迈向了自动化生产的“新工业”时代。可以预见，“资源利用高效化”将成为建筑垃圾处理领域发展过程的永恒主题。随着“双碳”战略的推进，我国城乡建设开启了以绿色转型为引领的新篇章。与新发展观相适应，绿色建造作为新型建造方式，贯穿了建材生产、建材运输、建筑施工、建筑运行、建筑拆除、废弃物处置等六个阶段。目前国内外碳减排研究主要集中在前面四个阶段，对于生命周期的尾声两个阶段涉猎较少。

然而，正是建筑物拆除后的资源化处理，使得建筑垃圾变为再生绿色建材，不仅成为了绿色建造的物质基础，而且使得建筑全生命周期的绿色低碳循环变为了现实。

01建筑垃圾处理与绿色建造推进

1. 建筑垃圾处理的发展趋势

新固废法将建筑垃圾从生活垃圾范畴单独分离，也将建筑垃圾的环境污染防治管理和安全隐患防治管理提升到新的高度，有助于促进“建筑垃圾分类处理、回收利用和全过程管理”制度和体系的逐步建立，实现建筑垃圾从原来的不可控管理，向“建筑垃圾分类处理、回收利用和全过程可控管理”过渡，最终实现减量化、资源化、无害化的目标，不断推进工程建设可持续发展和城乡人居环境改善。

2. 建筑垃圾资源化利用对绿色建造的推动作用

基于绿色建造的碳减排总体路径，我们可以从城市绿色更新、绿色策划、绿色设计、建造方式转型升级、组织方式变革、绿色拆除、建筑材料价值链减排、建筑与建材产业有效衔接、建筑垃圾资源化利用等重点方面推进绿色建造实施。

其中，建筑垃圾资源化利用的减碳效果最为直接，是串联九大绿色建造实施重点措施的关键技术路线。为细致分析其对绿色建造以及减碳效应的推进作用，有必要从建筑垃圾的减量化、资源化、无害化等方面入手，深入分析各子目标实施过程所面临的具体问题，并针对性提出实施重点。

图1 建筑垃圾资源化利用的减碳作用示意图

02推进建筑垃圾减碳作用的实施重点

1. 减量化实施分析

(1)背景分析

建筑垃圾减量化是绿色建造中节约资源和保护环境的重要内容。基于绿色建造的建筑垃圾减量化，贯穿绿色建造全过程，包括工程立项策划、设计和施工阶段。通过提出建筑垃圾减量化方法与措施，达到从源头和施工现场减少建筑垃圾的目的。

提到减量化概念，必然要联系到“无废城市”的城市管理理念，他的内在要求即包括“持续推进固体废物源头减量和资源化利用，最大限度减少填埋量，将固体废物环境影响降至最低的城市发展模式”。可以讲，建筑垃圾减量化的推进是推动城市经济社会全面绿色转型的重要抓手。以减量化为抓手的“无废城市”建设，可有效减少原材料和产品在提取、制造、运输、分配和处置等过程中的碳排放，具有减少固废污染、提升资源利用效率和减少碳排放的协同效果。

(2)减量化工作实施重点

开展建筑垃圾减量化工作，首先需要分析不同类建筑垃圾的产生源、种类和性质——分类是减量化的前提，是促进建筑垃圾处理行业协同降碳的先置条件。

建筑垃圾从源头分类后，归集为拆除垃圾、装修垃圾、工程垃圾、工程渣土和工程泥浆，应结合物料组分及当地实际情况，形成“收、运、处”一体化体系。工程渣土、工程泥浆、工程垃圾和拆除垃圾应优先就地利用，装修垃圾应采用集中处置模式进行资源化利用。各类建筑垃圾处理及利用优先次序宜按下表确定。

表1 建筑垃圾处理及利用优先次序

注：进行堆填、填埋处置的垃圾，应满足相应处置方式的物料理化指标要求。

建筑垃圾分门别类后，采用就地利用方式可以有效降低运输过程产生的碳排放，同时最大程度降低进入终端填埋的物质总量，减少碳排放的协同倍增作用。目前，施工现场产生的垃圾(包括建造作业、拆除作业等环节)占国内建筑垃圾总产量比例约70%，这是推行减量化工作的核心对象。而源头减量，是对建筑垃圾实施碳减排的追本溯源手段，其具体措施包括重视规划衔接、推行全过程减量模式以及完善立法保障措施。

2. 资源化实施分析

(1)背景分析建筑垃圾的成分在一定程度上决定了工艺，得到资源化利用的目的，需在工艺环节上充分去除建筑垃圾中的杂物，分离不同组分的物质。不同的来源所产生的建筑垃圾成分是不一样的，而且存在着明显的区别，需要根据建筑垃圾的来源及成分针对性考虑主导的综合利用工艺及产品方案。

(2)资源化利用实施重点高效资源化利用的关键在于“分类”，这建立在对建筑垃圾组分的深刻认识，以及对我国现有建筑垃圾前端预处理技术发展程度的理解。根据建筑垃圾分类，不同的建筑垃圾收集运输及分类资源化利用方案各具差异，具体如下：

拆除及装修垃圾

图2 拆除及装修垃圾再生资源化利用产品方案示意图

工程渣土

工程渣土主要是以种植、回填、造景为主，应当在源头就进行分流。

图3 工程渣土再生资源化利用示意图

其他建筑垃圾

工程垃圾应优先考虑就地资源化处理模式，在进行初步杂物分拣后，预处理方式宜参照拆除垃圾处理方式。现场不具备条件时，应采用集中收运、处理模式。再生处理工艺选择，应根据物料成分具体情况等因素确定，可参照拆除垃圾、装修垃圾再生处理工艺。工程垃圾经过初步分类后，宜与拆除垃圾、装修垃圾协同处理。

工程泥浆应优先考虑就地处理模式。现场不具备条件时，应采用集中收运、处理模式。考虑到各建筑工地施工管理方式存在较大差异，在进行工程泥浆处理前，必须做到溯源可查，掌握泥浆调研检测数据;根据后端资源化利用方式要求，选择是否进行砂石组分回收处理。工程泥浆经预处理后，应着重控制含水率低于40%，物料黏度、流变性、持水性、渗透系数等核心指标得到改善后方可进行后续环节处置。

3. 无害化实施分析

(1)背景分析“无害化”是建筑垃圾管理的根本目的，也是总体要求。建筑垃圾从产生、收集、运输到减量、再利用、再生利用、回收利用都必须遵循这一要求。

“减量化”和“资源化”是建筑垃圾“无害化”管理的重要手段，“减量化”、“资源化”必须服从并服务于“无害化”这个根木目标。只有满足“无害化”标准的“减量化”和“资源化”才是真正意义上的“减量化”和“资源化”，否则不过是偷换概念，实质上对生态环境造成次生危害。

(2)无害化处理实施重点实现建筑垃圾的无害化处理，首先应对建造过程和拆除过程产生的建筑垃圾产生源、构成及性质进行分析。结合分类组分特点，采取不同处理工艺后，无法进行资源化再生利用的组分可以考虑无害化填埋处理方式。

建造、拆除过程产生的建筑垃圾

建造、拆除过程产生的建筑垃圾处理设施建设应遵循城市整体规划、城市环境卫生专项规划等相关内容的规定，并结合建筑垃圾产生类别、产生量选择适宜收集、运输及处理的方式。在当地条件允许情况下，应优先选择资源化处理方式。

建造、拆除产生的建筑垃圾处理过程分选出的危险废弃物应于厂(场)内指定区域集中暂存，定期交由有资质企业统一运输、处置。产生的无利用价值的惰性物、含粉尘废气、生产废水等，应根据当地环保排放要求，选择适宜的处理技术，推荐采用卫生填埋处理方式。

工程渣土、工程泥浆

工程渣土、工程泥浆，应达到可溯源要求，并对来源地区地质构造、地理环境等条件进行资料收集及初步分析，掌握土样调研检测数据，重点了解含砂率及含水率等相关指标。

含砂率超过35%的原料，进厂后必须进行预处理以回收砂石组分，剩余组分经预处理后，应改善高含水率、高黏度、易流变、高持水性和低渗透系数等特性，方可进行后续环节处置。结合当地规划、环保等相关部门要求，改性后物料应优先考虑资源化利用方式，鼓励进行再生建材产品制备生产。确受当地产业政策限制或项目所在地无条件进行资源化利用时，应确保改性物料各力学指标符合相关要求，方可进行堆填、作为覆盖用土以及填埋处置等处理方式。

03典型建筑垃圾资源化处理项目的减碳效果分析

1. 评价对象

本研究的评价对象为襄阳市某年处理50万t的典型建筑垃圾资源化处理项目，总投资约3.2亿元，年产再生压制砖100万m2，再生无机混合料20万t，再生混凝土50万m3，剩余再生骨料2.24万t，回收金属0.57万t。

建筑垃圾厂内资源化处理环节，年外购水泥及添加剂14.51万t，外购天然砂石料48.33万t，消耗电力615.23万kWh、柴油180t、自来水19.19万m3。

2. 碳排放量计算

建筑垃圾处理项目每年产生的碳排放包括化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放(柴油消耗量180t)、净购入电力消耗隐含的二氧化碳排放(电力消耗615.23万kWh)和原材料使用隐含的二氧化碳排放(外购水泥及添加剂14.51万t、外购天然砂石料48.33万t、自来水19.19万m3)。通过计算，本项目运营期年二氧化碳排放量为11.31万t，详细计算过程见表2。

表2 项目碳排放量计算表

注：表中上标表示数据来源，其中a为《工业其他行业企业温室气体排放核算方法与报告指南》;b为《中国电力统计年鉴2020》各类电厂电耗数据加权平均得到;c为《建筑碳排放计算标准》GB/T51366-2019。

3. 碳减排量计算

本文采用“有无对比”分析法，计算该建筑垃圾资源化处理项目的二氧化碳减排量。在“无项目”情境下，采用传统工艺生产前节所述的压制砖、无机混合料、商品混凝土、骨料、金属等产品，需要年排放二氧化碳46.19万t，详细计算过程见表3。

表3 基准情景碳排放量计算表

注：表中数据来源为《建筑碳排放计算标准》GB/T51366-2019。

根据前述计算分析，“无项目”情景下年二氧化碳总排放量为46.19万t，“有项目”情景下年二氧化碳总排放量为11.31万t，不考虑泄露排放等极端情况，该建筑垃圾资源化利用项目实施后，年二氧化碳减排量可达到34.88万t。该项目年均处理建筑垃圾50万t，则每综合利用1t建筑垃圾可减少二氧化碳排放量约0.698t。

04结论

1. 基于绿色建造的碳减排总体路径，建筑垃圾资源化利用的减碳效果最为直接，是串联九大绿色建造实施重点措施的关键技术路线。

2. 为细致分析其对绿色建造以及减碳效应的推进作用，有必要从建筑垃圾的减量化、资源化、无害化等方面入手，深入分析各子目标实施过程所面临的具体问题，并针对性提出实施重点。

3. 建筑垃圾资源化处理技术具有显著的碳减排效益，本文通过“有无对比”方法对具体项目进行了碳减排定量测算，发现每综合利用1t建筑垃圾可减少二氧化碳排放量约0.698t。

4. 本文研究结论对于建筑垃圾处理领域进行碳减排、深入研究关键环节的碳排放核算机理具有重要参考作用，有助于提高行业资源利用效率、完善绿色低碳循环发展体系。

作者简介

中城环境第三事业部建筑垃圾资源化处理团队：由郝粼波、杨柳、何江海、王志杨、王晨瑾等一批环保固废领域优秀人才组成。团队曾先后参与北京丰台建筑垃圾资源化、深圳大空港建筑垃圾资源化、湖北荆门静脉产业园等数十个项目咨询与设计。

编辑：李丹