[发明专利]基于IPCC-SD模型的城市生活垃圾填埋甲烷减排路径优化方法

说明书

本发明涉及一种基于IPCC‑SD模型的城市生活垃圾填埋甲烷减排路径优化方法，属于垃圾处理领域。该方法采用GIS空间分析技术，分析20年间全国生活垃圾填埋处理产生的甲烷在区域间的动态变化，再结合IPCC方法与SD模型，构建城市生活垃圾甲烷排放模型，运用不同的减排技术情景研究甲烷排放峰值点，并根据省域排放差异系数得到2050年全国甲烷排放分布，同时综合分析减排潜力和减排成本优选出最佳减排技术，从而为合理制定减排措施提供了科学参考。

技术领域

本发明属于垃圾处理领域，涉及基于IPCC-SD模型的城市生活垃圾填埋甲烷减排路径优化方法。

背景技术

气候变化是目前人类社会共同面临的严峻挑战，以变暖为显著特征的全球气候变化已成为不争事实，并引起社会广泛关注。《联合国气候变化框架公约》及其《京都议定书》中列出了六种温室气体，包括二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)、氧化亚氮(N₂O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)和六氟化硫(SF₆)。

其中甲烷是一种对温室效应贡献仅次于二氧化碳(CO2)的重要温室气体，其100年的全球增温潜势值(GlobalWarmingPotential,GWP)是CO₂的25倍。科学家估计，到2030年甲烷的贡献将达到50％，成为头号温室气体。可见,控制甲烷的排放量对抑制温室效应的作用是十分重要的。在全球温室气体的排放源中废弃物部门占3.6％，虽然废弃物处理在总体排放中比例不大，但是由于单位废弃物处理排放的温室气体量大，且废弃物处理较集中，减排潜力大，因此一直是温室气体减排的重点实施领域。废弃物处理还具有重要的环境效益，减少废弃物领域的温室气体排放，无论对于生态环境保护，还是对于废弃物处理技术本身的发展，均具有十分重要的意义。

目前，国内城市固体废弃物主要是生活垃圾，生活垃圾无害化处理方式主要有卫生填埋、堆肥和焚烧三种，并在相当长的一段时间内，我国对城市生活垃圾的处理主要以卫生填埋为主。废弃物在处理过程中产生的碳排放是温室气体的重要来源，主要会产生CH₄和CO₂等温室气体。国内外学者对垃圾填埋、焚烧等不同处理方式，采用IPCC推荐方法、基于清洁发展机制(CDM)的核算方法和生命周期评价法(LCA)探索其碳排放规律，并制定针对固体废物的碳减排策略。

填埋场甲烷释放量预测是科学制定减排措施，对未来甲烷排放进行控制最基本的依据。然而，由于填埋场复杂的环境条件，目前填埋场甲烷释放量预测模型比较单一，且准确性与可靠性较差，难以对填埋场甲烷释放造成的温室效应做出准确的评估。2004年赵玉洁等运用Manicorena模型对CH4的产气量进行预测；2009年魏宁等采用一阶动力模型对国内城市垃圾填埋气中的甲烷排放量进行了计算和预测，并结合清洁发展机制(CDM)项目和国情分析了垃圾填埋气的利用前景。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于IPCC-SD模型的城市生活垃圾填埋甲烷减排路径优化方法，采用IPCC推荐的一阶衰减法(FOD)计算2001-2015年全国区域尺度的垃圾填埋处理甲烷排放量，通过GIS对各区域和各省的空间分布进行动态变化研究，并结合IPCC方法和系统动力学(System Dynamics,SD)，构建甲烷排放模型，通过综合分析各技术的减排潜力和减排成本，认为两端加强减排技术为最优减排路径。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于IPCC-SD模型的城市生活垃圾填埋甲烷减排路径优化方法，该方法包括以下步骤：

S1：采用IPCC模型计算甲烷排放方法：一阶衰减法(First Order Dynamic,FOD)，构建甲烷排放模型；

S2：运用SD模型模拟城市生活垃圾填埋处理的甲烷排放趋势，通过SD软件构建模型框架，建立的SD模型共有人口子系统、GDP子系统、清扫面积子系统和甲烷排放子系统；对SD模型进行适应性检验、历史检验和灵敏度分析；