美国环保署的废物减排模型是偏向垃圾填埋还是焚烧?

美国环保署的废物减少模型(Waste Reduction Model)是一种长期用于指导政策制定者了解材料管理实践对排放影响的工具,如今正受到新的审视,恰逢州和地方政府利用该模型争夺美国环保署一轮重大拨款资助。该机构在将提交截止日期从2月9日延长至3月15日后,于周五结束了WARM更新的公众评议期。
该模型于1998年首次发布,已逐渐成为政府官员衡量填埋、焚烧、回收、源头减量及其他废物管理实践对排放相对影响的一种简便方法。但在一次罕见的同行评审以及美国环保署将该模型推广为政府评估需求的工具之际,行业利益相关者正在质疑WARM的假设前提。 46亿美元的气候污染减排拨款计划.
“目前有数十亿美元正通过《通胀削减法案》和基础设施法案投入到气候行动解决方案和项目中,”地方自力更生研究所的研究与政策助理朱莉娅·斯佩克特表示。“(废物减少模型)在这些申请中占据了很大比重。它显然非常重要,人们确实希望能够很好地利用它,但不幸的是,该工具无法提供这样的支持。”
WARM经历了 多次修订 直至16版本。这次最新更新改变了模型对多种材料的潜在假设,包括食物垃圾、混合电子产品和木质产品建筑与拆除材料,并更新了与废物管理过程相关的经济影响因子。
这个免费提供的模型存放在Excel电子表格中,用户可以自定义材料输入,以准确反映当地条件与实践。除了提供排放影响评估外,它还提供了材料管理决策的经济影响评估。
“就其为公众提供的内容而言,这非常独特,”该模型的同行评审人之一、佛罗里达理工大学生命周期评估与可持续材料管理助理教授Malak Anshassi表示。
虽然该模型不如当今专家进行的一些更先进的生命周期评估那么强大,但“你可以把它当作一个基线来核查一些事项,为你的决策提供信息——而不是那种需要几位专家和顾问为你运行和利用的庞大、沉重、科学且笨重的机器,你才能做出决策,”Anshassi说。
但该模型的局限性正日益引起零废弃和反焚烧组织的愤怒。他们表示,美国环保署关于易腐材料排放的假设是不正确的,而关于替代能源的基础数据已经过时。更重要的是,像ILSR这样的组织表示,在国家正在制定政策之际,该模型正在将过时的假设注入政策制定中。 历史水平的投资 投入到未来材料管理基础设施中。
美国环保署目前正在评估对WARM第16版的评论和同行评审,以“确定改进模型可用性、完整性和功能的潜在下一步措施”,安吉拉 哈克尔,美国环保署媒体关系办公室代理主任,在一封电子邮件中表示。该机构没有直接回应对该模型的批评。
WARM的假设
斯佩克特与ILSR的堆肥社区倡议合作,过去几个月她一直在协助各政府为气候污染减排补助计划第一阶段准备气候行动计划。她指出WARM是 美国环保署推荐的主要模型之一 供寻求量化其排放量的政府使用。
“有很多人寻求关于如何计算这些数据的指导,而实际上并没有太多其他选项或其他模型被推广来计算这些估算,”斯佩克特说。
该模型也被第三方顾问用来对潜在政策目标进行初步评估。例如,密歇根州肯特县 拥有一个大规模焚烧设施,但同时也一直 对建设厌氧消化设施感兴趣 并采用其他方式将物料从快速填满的填埋场转移出来。Gershman、Brickner & Bratton公司的高级项目工程师布拉德利·凯利表示,他使用WARM为该县提供减排估算,作为整体报告的一部分。

“它当然有其局限性,但对于那些关注‘嘿,如果我们做出这样的改变,我们能从环境中减少多少温室气体排放?’的群体来说,作为一个概览工具,它在这方面相当不错,”凯利说。
WARM是一个动态模型,类似于生命周期 评估,旨在判断某种处置方式何时比另一种更有利于气候。但美国环保署 提醒 ,该模型是一种比较工具,“不应用于最终的特定场地材料管理决策”,而且——与过去二十年发表的许多生命周期评估不同——WARM直到最近才接受同行评审。
2022年,美国环保署委托承包商ERG对该模型进行 外部同行评审 。学者们审查了关于该模型61种材料输入所依据假设的文档,并回答了美国环保署就WARM提出的一系列问题。
在其他问题中,美国环保署询问评审人员该模型关于生物碳的假设是否正确。 生物碳是指储存在来自植物或动物的天然材料中的碳。WARM 假设 生物材料分解产生的排放为零,部分原因是联合国政府间气候变化专门委员会未将这些排放计入废物部门的总体排放中。
反对焚烧的人士表示,统计生物源排放非常重要,因为如果将其排除在WARM之外,焚烧所对应的排放量将大幅减少,而生物质材料中的碳排放会立即释放到大气中。相比之下,填埋仍被计入由生物碳在填埋场厌氧环境中分解产生的甲烷排放影响。
美国环保署的理由是,只应计算人为排放——即由人类活动而非废物自然分解引起的排放,因为自然分解的有机废物不会产生甲烷。该机构在回应摘要中表示,三位评审者认为WARM“在该问题上与常见的建模最佳实践基本一致”,但也指出了一些 反对意见 ,针对环保署以100年时间尺度计算排放的做法。
但反焚烧组织“能源正义网络”的创始人兼主任迈克·尤尔表示,这一决定忽视了焚烧炉中人为创造的条件——焚烧产生的灰烬通常被填埋,碳并不会像自然分解那样立即回归土壤。
“我们说的不是森林里树叶飘落并自然分解,那才是生物源的。如果你把东西扔进垃圾桶,用垃圾车压碎,再送到人造的废物处理设施,那就是人为的,”尤尔说。
根据气候与生物能源组织政策诚信伙伴关系的主任玛丽·布斯的说法,该模型处理生物碳的方式也与政府间气候变化专门委员会的指导相悖。她指出,尽管环保署声称 其百年时间尺度的排放估算使得生物碳排放“无关紧要”, 但政府间气候变化专门委员会实际上在其模型中仍然考虑了那些分解物质在其他地方产生的排放,而WARM却没有这样做。
“对于国家层面的核算,当所有部门都被报告时,生物碳排放在废弃物部门可以计为零,因为碳损失已经在土地部门被计算过了,” 布斯写道。“然而,对于像WARM这样旨在对不同废弃物处理方案的气候影响提出建议的单部门模型,确定并报告二氧化碳影响显然是重要的。”
布斯还反对WARM对材料排放释放到环境中的时间漠不关心。该模型认为,垃圾填埋场数十年间释放的排放与焚烧立即释放的排放具有同等影响。但她说,这种判断未能考虑到各级政府设定的更为紧迫的气候目标。
“我认为他们的理由是,反正它都会分解并排放二氧化碳,所以我们干脆不计算燃烧时排放的二氧化碳。这简直荒谬,”布斯在接受采访时说。
在 书面评论中 对于ILSR,Spector还敦促EPA重新考虑其将生物源碳排放排除在统计之外的做法。该组织强调堆肥和其他小规模、闭环物料管理系统的重要性,并且它 长期以来一直主张 WARM可以更好地反映这些做法。但该组织表示,该模型在对待焚烧方面存在“偏见”,并认为WARM未能让用户真正了解其决策所带来的影响。
“排放影响的时间框架极其关键,短期(到2030年)温室气体减排的规模正日益成为气候减缓战略的焦点,”ILSR在引用全球焚化炉替代品联盟的评论时写道。“即使短期延迟[生物源碳排放]的释放,也有助于避免短期大气负荷过载,这可能触发地球系统中级联的临界点。”
Anshassi表示,开发生命周期评估工具的科学家的应根据自己对工具的目标,纳入生物源碳排放或测量碳的时间尺度等因素。她说,只要WARM选择在所有处置方法中统一计入生物源碳,或像现在这样在所有方法中都不计入,就可以被认为是公平的。
但广泛的批评者认为,对于像WARM这样的工具而言,需要更短的时间尺度。
填埋与焚烧
在全国运营着35座垃圾发电设施的Covanta公司提交了评论,对WARM的方法论提出了批评,涉及 垃圾填埋场排放。该模型对垃圾填埋气体收集效率的假设依赖于十多年前的研究,Covanta环境与可持续发展副总裁Michael Van Brunt指出。自那以后,研究人员发现了越来越多的甲烷羽流或其他收集问题的证据,这可能意味着气体收集效率远低于预期,这 环保倡导者也一直敦促 美国环保署严厉打击.
Covanta传播总监Nicolle Robles在电子邮件评论中表示,在生物源碳方面,Covanta支持“对所有来源采用一致的方法并使用最佳数据”。但该公司认为,美国环保署应允许WARM用户在20年和100年时间尺度之间切换排放的全球变暖潜势,以更好地指导气候决策并捕捉垃圾填埋甲烷的影响, Van Brunt在评论中写道.
“通过源头减量、回收、堆肥和能源回收实现垃圾填埋转移的效益一直被低估,”Van Brunt写道。“这种低估可能导致决策者低估对转移基础设施和项目投资的重要性。”
Ewall也同意美国环保署需要采用更短的时间尺度,以便WARM用户能更好地理解其决策对气候的即时影响。但他也认为,在比较填埋和焚烧时,这些变化在WARM中应产生的影响微乎其微。
他引用了Sound Resources Management Group使用其自己的生命周期评估工具进行的一项研究, 宾夕法尼亚州特拉华县。该县目前将大部分废物送往Covanta特拉华谷垃圾发电设施,并将较小比例送往WM的费尔利斯垃圾填埋场和特拉华县固体废物管理局所有的罗灵丘陵垃圾填埋场。

Sound Resources使用了其 MEBCalc工具,该工具的工作原理与WARM类似,但考虑了更广泛的环境和经济因素,以得出最终成本分析。该咨询小组发现,送往焚烧炉的城市固体废物每吨的环境和经济成本比送往罗灵丘陵垃圾填埋场的城市固体废物每吨的环境成本 高出78% 。值得注意的是,评估发现,即使罗灵丘陵垃圾填埋场仅捕获其30%的气体,该填埋场的每吨处置成本仍然更低。
Ewall表示,这些发现证明,即使调整WARM以更好地捕捉填埋场的泄漏排放,它仍应对焚烧的真实成本持更批判的态度。
“没有哪个填埋场会告诉你他们的捕获率只有30%,而且我怀疑除了极少数例外,没有哪个填埋场会差到那种程度,”Ewall说。“需要糟糕到30%这种程度,才能与焚烧炉的糟糕程度持平。”
罗伯斯在一封电子邮件声明中表示,Sound Resources的发现“站不住脚”。她还表示,他们的MEBCalc工具不应被“与EPA或学术机构开发的工具放在同一层面上”进行评估。Covanta拒绝让Van Brunt就WARM接受采访。
Ewall和其他倡导者还表示,该模型的焚烧炉排放量被人为压低,因为WARM将焚烧排放与他们认为脱离现实世界条件的替代方案进行比较。
倡导者指出,该模型在很大程度上假设焚烧炉产生的能源正在取代煤炭或天然气发电厂等化石燃料来源产生的能源。他们表示,随着电网脱碳努力的加强,这种假设越来越不成立。多个州将垃圾发电纳入其可再生能源组合标准,这实质上意味着垃圾发电厂可能与风能或太阳能项目(排放更少的能源来源)竞争补贴。
气候政策组织Applied Economics Clinic表示,排除可再生能源组合标准是一个“严重错误”,可能导致避免排放量的计算出现误差, 书面评论中。他们称WARM对当前电网运作方式的假设过于简单化,并指出它没有考虑到目前正在进行的可再生能源领域的巨变。
WARM持久的“实用性”
美国环保署表示,将继续根据收到的反馈更新该模型。该机构预计,模型的第17版可能会在“2025年底”发布,但这取决于审查和整合反馈所需的时间,据 哈克尔该机构发言人表示。
与此同时,废物处理行业的从业者将继续使用该工具。北美固体废物协会公共政策总监克里斯汀·奥尔登多夫表示,一个“活跃的专业人士社区”在使用该工具,并称“它确实有助于决策和建模。”
2021年,安沙西发表了一篇生命周期评估综述,比较了垃圾填埋和焚烧两种处理方式,以探究为何某个模型可能从气候角度认为其中一种处理方式优于另一种。她的综述发现,在 所审查的14项研究中,大多数倾向于焚烧。
通过梳理每项研究采用的不同假设,她发现,在倾向于垃圾填埋的研究中,高垃圾填埋气收集与回收效率是造成最大差异的因素。而在倾向于焚烧的研究中,造成最大差异的因素是垃圾发电设施因其能源回收获得碳抵消,或其能源被送入以化石能源为主的电网。
在审视WARM时,安沙西表示,很难判断模型是否存在某种偏向,因为用户可以输入一些自己的变量,比如需要处理的垃圾成分。这些变量会影响用户的结果——例如,垃圾流中塑料含量较高,这在一定程度上促使她审阅的一些评估倾向于将填埋视为更有利于气候的处置方式。部分由于这种可变性,她仍然认为该模型实现了其作为政策制定者易于使用的工具的目的。
“当然,你可以把WARM中的一切都拆开,重新评估其中的一些内容,然后你可能需要顾问或像我这样的人来为你做这件事,”安沙西说。“但我只是觉得它非常强大,因为它为决策者提供了其他工具真正需要你付出大量努力才能获得的实用性。”
编者按: 本报道已根据美国环保署的评论进行更新。