中国农村有机固废处理低碳路径探索：厌氧消化-好氧堆肥联用系统的综合效益评估

针对中国农村有机固废(ROSW)管理面临的环境与经济挑战，研究人员对比了厌氧消化(AD)、好氧堆肥(AC)及二者联用(AD-AC)三种处理方案。通过温室气体(GHGs)排放因子法、成本效益分析和能量平衡评估，发现AD-AC系统净碳排放最低(1462.38 kg CO2 -eq/FU)，月均收益达1765.7元，且实现588.3 kWh/d能量正回收，为农村低碳废物管理提供了优化策略。

　　

随着中国农村工业化进程加速，农村有机固废(ROSW)年产量已达60亿吨，包含畜禽粪便(38亿吨)、农业废弃物(14亿吨)等富含有机质(15–65%)和营养元素(N:0.8–4.2%)的资源。传统生物处理技术如厌氧消化(AD)和好氧堆肥(AC)虽能实现资源转化，但分别存在处理周期长、二次污染等问题。在此背景下，天津大学陈冠益团队在《Biomass and Bioenergy》发表研究，首次系统评估了AD-AC联用系统的综合效益。

研究采用排放因子法(IPCC框架)、成本效益模型及能量流分析三大方法，以功能单位(FU)为基准，量化比较AD、AC及AD-AC三场景的全生命周期表现。样本来源于中国典型农村ROSW组成数据，涵盖预处理、生物转化、残余物处理等全链条环节。

【总GHGs排放】
AD-AC系统以2691.59 kg CO₂
-eq/FU的总排放量显著优于AD(4115.18)和AC(3263.68)，关键减排贡献来自：1) 沼气发电替代化石能源(减排19%)；2) 堆肥产物固碳效应；3) 集成系统对残余物高效处理。

【经济性能】
AD-AC系统月均净收益达1765.7元，主要来自：1) 沼气发电收益(0.75元/kWh)；2) 堆肥产品替代化肥收益(500元/吨)。相较之下，AD系统因沼气产量不稳定面临441.38 kWh/d能量赤字。

【能量平衡】
AD-AC实现588.3 kWh/d能量净输出，而AD和AC系统分别存在441.38和171.12 kWh/d的能耗缺口。能量优势源于：1) 两段式处理提升有机物降解率；2) 热耦合优化降低系统运行能耗。

结论部分强调，AD-AC系统通过"能源-肥料"联产模式，实现1462.38 kg CO₂
-eq/FU的净排放量，较单一技术降低51.4%(vs AD)和38.9%(vs AC)。该研究为《国家重点研发计划》(2022YFD1601100)支持成果，不仅解决了ROSW分散性管理的技术瓶颈，更通过碳足迹-经济性-能源三角评估模型，为发展中国家农村废弃物管理提供了可复制的低碳范式。值得注意的是，研究中发现的AD系统甲烷逃逸问题(占排放总量24.67%)，提示未来需加强沼气收集效率优化，这与Chen等提出的75%回收率阈值理论相呼应。