当前的世界环境

介绍

加沙地带位于中东地区，被地中海到西部，埃及到南部和以色列到北部和西方，总面积365公里²。它的长度为45公里，宽度为5至7公里，南部宽度为12公里，如图1所示。¹2010年加沙地带人口约165万，人口密度约为每平方公里4520人，是世界上人口密度最高的地区。^2，3三十年(1967年至1994年)的以色列军事占领和二十年的政治不稳定使加沙地带的固体废物(SW)和电力系统基础设施完全恶化。^4.2012年的电力峰值需求约为360兆瓦，部分通过以下三种资源提供:加沙发电厂(GPP)提供约100兆瓦，从以色列购买120兆瓦，从埃及购买22兆瓦。^6,7.电力供需之间的缺口导致每天8至12小时的计划停电。这些破坏给人类生活造成了巨大的困难，包括教育和保健机构的正常运作以及供水和污水系统的运作。停电也阻碍了经济发展，特别是工业和农业部门的商业发展。^7.

加沙地带的SW管理系统很简单，包括垃圾收集和在露天垃圾填埋场或露天倾倒场处理。加沙地带有三个开放的垃圾填埋场和倾倒场。这些设施已经超负荷，超出了它们的存储能力。据估计，农村地区和难民营的人均日产量为0.4至0.6公斤，城市为0.9至1.2公斤。^4、8这种情况引起了严重的公共卫生和环境问题，特别是地下水含水层，这已经处于贫困状态。^4.可用于建造新的垃圾填埋场的土地资源短缺，能源有限，加上人口的高增长，给加沙地带的西南地区管理和电力系统造成了额外的压力。在加沙地带以前没有调查过发展废物处理设施以处理固体废物问题和缓解电力短缺的选择。这项研究旨在评估在加沙地带发展废物转化能源(WTE)设施的潜在环境和经济效益，这是基于两种情景:到2035年大规模燃烧和大规模燃烧与回收。研究回顾了加沙地带的SW管理和电力需求与供应;估计了从废物到能源的设施对加沙地带电力高峰需求的潜在贡献，并计算了两种情况下减少的温室气体排放和节省的填埋面积。

都市固体废物行业

目前有关污水处理的主要问题是在选定的地区确定和选择最合适的污水处理技术和处理方法。^22.在发展中国家，由于SW管理不善和资金和技术资源有限，这些问题更加复杂。由于多年的占领和不良的经济条件，加沙地带的西南管理处于混乱状态。市政当局负责城市和农村地区的西南部，联合国则负责加沙地带8个难民营的西南部收集和处理工作。大部分SW是由使用驴车和推车的临时工收集的。^4.加沙地带的西南成分包括60.8%的有机材料，16.1%的塑料，8.4%的纸，3.8%的纺织品，2.3%的玻璃，2.8%的金属，0.8%的木材，和5%的其他材料。^10.加沙地带各城市利用城市边界内的露天垃圾场作为中转站，对该地区的土壤和地下水质量构成直接风险。例如，加沙市使用大约150辆驴车来收集垃圾。收集的垃圾被运送到城市边界内开放的转运点。从这里开始，大约有20辆汽车将垃圾运往加沙城南部的Jahr El Deek垃圾填埋场。^10.目前加沙地带有三个垃圾填埋场：Jahr El Deek，Deir El Balah和Rafah。三个垃圾填埋场目前超出了最大存储容量。^10.Jahr El Deek垃圾填埋场为加沙市和加沙北部社区服务。它位于加沙城的东南部，迄今为止含有大约300万吨垃圾，而且没有任何环境保护措施，如内衬系统或渗滤液控制。代尔巴拉赫的垃圾填埋场位于代尔巴拉赫市东部，为加沙地带中部社区服务。它是在德国政府的支持下建设的卫生垃圾填埋场，截至2012年，有30万吨左右的垃圾。拉法垃圾填埋场位于拉法市东部，为加沙地带南部社区服务。它的设计没有包含任何环保措施，截至2012年，它含有约160万吨垃圾。^10.市政当局向家庭和公司收取垃圾收费费。自1994年以来，西南地区一直得到外国捐助者的支持。1994年以来向西岸和加沙地带提供的赠款总额约为7200万欧元。大部分赠款用于废物收集、运输、处理和能力发展的基础设施项目。^10.私营部门为塑料和金属等宝贵材料运行SW回收系统。大多数有价值的材料从抵达垃圾填埋场之前的废物流中恢复过来。塑料材料在加沙地带的四种塑料工厂中回收，其中塑料材料用于生产塑料袋和管道。金属从废物流中偏离并出口到以色列。^10.回收系统不受监管，完全由私营部门执行，没有任何政府参与，并由回收材料的高财务价值驱动。在加沙地带有一些废物堆肥倡议，包括由非政府组织巴勒斯坦朋友协会在加沙地带南部拉法市建立的一个试验项目，以及由CRIC资助的在加沙地带北部贝特拉希亚的另一个小型试验项目，这是一个意大利非政府组织，由联合国开发计划署管理。^10.加沙地带的高人口增长率和人口密度给加沙的土地资源增加了巨大的压力，限制了用于新的垃圾填埋场或扩大现有垃圾填埋场的土地供应。

图1:加沙地带地图12. 点击此处查看数字

电力行业

自1967年以来，加沙地带的电力供应完全依赖以色列。1994年巴勒斯坦民族权力机构(巴勒斯坦民族权力机构)成立之后;第一次尝试实现电力独立和自给自足是通过建立巴勒斯坦电力公司和建造加沙发电厂，该发电厂已于2002年竣工。^9.GPP的生产能力为140兆瓦，使用的是工业柴油。工业用柴油是从以色列进口的，而从以色列或外国公司供应的发电厂运行所需的备件的转让完全依赖以色列。^7.该地区的政治不稳定和以色列对柴油和备件供应的控制限制了GPP的生产效率和供应能力。最近在加沙海岸发现了一个海上天然气田，该气田有可能满足加沙地带的所有能源需求。^5、6由于该地区的政治不稳定，该领域从未发展过。PNA计划通过利用可再生能源，如太阳能，风，生物量和浪费，以实现其未来的能源需求来增加其电力资源的多样性。目前可再生资源在巴勒斯坦总能量消耗中提供约18％，主要是太阳能。^9.

对加沙地带电力系统和西南服务的审查表明，现有的垃圾填埋场已超出其能力，电力短缺是一个长期问题。在过去的20年里，加沙地带的人口增长率平均为3.25%，随着时间的推移，这些问题预计会变得更糟，这将导致电力需求和西南发电的大幅增长。由于目前的政治局势和有限的燃料来源，发电以减少电力需求和供应之间的差距的现有选择非常有限。卫生填埋是一项昂贵的选择，因为加沙地带人口增长率和密度高，土地资源有限。根据材料成分和回收程度的不同，废物转化为能源系统可将填埋场沉积的SW减少多达90%，^11.从而可减少约90%的堆填面积。

研究方法

为了评估到2035年为止，WTE设施对满足加沙地带总电力需求的潜在贡献，制定了两种情景:大规模燃烧和大规模燃烧与回收。大规模燃烧方案意味着充分利用SW来生产WTE。采用回收方式进行大规模燃烧的前提是将可回收物料从废物流中移除，并将剩余的废物用于WTE的生产。2012年被选为预测的起始年份。在预测期内，都市固体废物的生产速率假定为每人每天0.9公斤。SW含量按照第1节中提到的UNDP-PAPP 2012进行考虑。各类型废物的热量含量见表1。^12、13这些值被用来计算两种情况下加沙地带西南部每公斤的总能量含量。有许多发达和新兴的技术能够从废物中产生能源，但是最广泛证实和使用的废物转化能源技术是以燃烧废物的热能和/或电能的形式产生能源的过程。^{14日,15日,16岁}研究文献表明，全球各地现有的WTE设备的燃烧效率为25%至30%。^18，19在计算加沙地带的WTE时，假定燃烧效率为25%。

表1:不同类型废物的能量含量。12、13 点击这里查看表格

这两种情景下的温室气体减排是按照美国环保局2006年报告的方法计算的。表2列出了每吨材料(公吨碳当量/吨)与为回收和燃烧而填埋相比的温室气体排放量。这些值用于计算到2035年两种情景下加沙西南地区每吨温室气体排放量的减少量。

垃圾填埋场的尺寸需要估计废物丢弃的速率以及垃圾填埋场内这些废物的密度。Landfall的SW密度范围为500 kg / m^3.到700公斤/米^3.，合理的平均估计约为600公斤/米^3.。^13.废物处理可使堆填区存放的废物按体积减少90%及按质量减少80%。^11、13、17焚烧还能最大限度地减少渗滤液、甲烷的形成和异味的排放。^11.垃圾填埋场的厚度一般在3米左右，^13.利用这些值，计算了两种WTE情景下的堆填区面积需求。

表2：净温室减排 每吨材料的MTCE20. 点击这里查看表格

结果和讨论

2010年，加沙地带人口约为165万，过去20年的平均历史增长率从3.0%到3.5%不等，^2，3人口密度约为4,520人均每平方公里。鉴于巴勒斯坦生殖行为的文化规范和该地区的社会和宗教文化，预计人口将继续增长。加沙地带的预测人口基于2035年的增长率为3.25％，如图2所示。在2035年，加沙地带的人口预计将达到340万，这是2010年大约1.65人口的两倍百万。

图2:加沙地带人口预测结果 点击此处查看数字

2012年，加沙地带165万人口的用电高峰需求高达360兆瓦。根据预测的人口增长和人均用电量，预测到2035年的用电高峰。到2020年和2035年，加沙地带用电高峰需求预计分别达到550兆瓦和750兆瓦;，如图3所示。需要指出的是，人口和电力峰值预测结果与联合国《2020年加沙:宜居之地?^6.

图3：加沙地带峰值电力 需求预测结果。 点击此处查看数字

西南发电预测结果

据预测，加沙地带的人口将大幅增加，同时产生的SW数量也将大幅增加。西南到2035年的年发电量预测如图4所示。2010年SW数量约为50.5万吨，预计到2035年将达到约112.4万吨。这是大量的软件，应该进行明智的管理。考虑到加沙地带现有的垃圾填埋场已经超出其能力，而且该地区的土地资源有限，按照目前的做法管理垃圾将造成巨大的环境和财政后果。

图4:加沙地带城市生活垃圾 代预测结果。 点击此处查看数字

加沙地带中产生的MSW包含许多有价值的材料，如纸张，塑料，金属，玻璃和纺织产品，可以以极具吸引力的市场价格出售。回收已经在广大尺度上在加沙地带中实施，大多数塑料和金属被回收，如第1.1节所述。对于2035的潜在数量的可回收材料的预测是如图5所示。下图的值显示了在加沙地带中回收的巨大潜力。目前的回收措施不受监管，主要由私营部门进行。再循环材料通常从源处的废物流中除去。可回收材料的高潜力需要进一步调查，以评估在加沙地带中制定材料恢复设施的价值。回收这些材料或大规模燃烧的决定将需要进一步调查，以确定两种方法的财务和环境优点和缺点。

图5:都市固体废物再生物料预测结果。 点击此处查看数字

WTE能源产量预测结果

基于SW材料的热量含量（表1）和如第2节中所呈现的SW组合物计算Gaza条带Msw的能量含量。表3显示了每公斤（千克）的MSW中不同材料的能量含量。为大规模燃烧场景和质量燃烧，用回收场景计算了每千克SW的两组值，并发现分别为2.41千瓦时和0.43千瓦时/千克。两种情况的能量含量之间的差异是从大规​​模燃烧场景中取出具有高能量内容（塑料，纸张，木材和纺织品）的材料的结果，并考虑到它们进行回收目的。

表3:加沙地带城市生活垃圾能源含量。 点击这里查看表格

图6显示了这两种情况下的发电潜力。大规模燃烧和回收方案的结果表明，到2035年，从西南方向产生约4.7兆瓦(MW)电力的潜力。这一数值约占2035年预计751兆瓦峰值电力需求的0.63%。大规模燃烧方案显示，到2035年，西南地区有潜力产生约77.1兆瓦的电力，约为2035年峰值751兆瓦电力需求的10.3%。

图6：电力生产 这两个场景的潜力。 点击此处查看数字

环境价值

堆填区是温室气体的主要来源，占全球温室气体排放量的3.4%至3.9%。^21.在西南分解过程中，会产生大量的甲烷和二氧化碳，并释放到大气中。甲烷作为温室气体的危害性是二氧化碳的21倍。^19日21计算使用与填埋场相比，计算使用批量燃烧和质量燃烧场景进行储物的温室气体的潜在降低。根据表2中提出的SW的各种组分的净温室气体降低潜力，计算完成了计算，如表2中所示和加沙的SW组成。表4显示了每吨加沙的SW减少温室气体。计算每吨SW的温室气体的两个值对于批量燃烧，具有回收场景和大规模燃烧场景。结果表明，基于大规模燃烧的大规模燃烧，减少温室气体排放的潜力，每吨SW材料约0.34 mTCe，基于大规模燃烧场景，每吨SW材料约0.08mTce。

表4:温室气体净减少量 两种情况下每吨SW材料的MTCE。 点击这里查看表格

图7显示了两种情况下与堆填相比的温室气体减少潜力。图7显示，将综合回收计划作为大规模燃烧与回收方案的一部分，最终将在2035年减少约9.3万个MTCE的温室气体排放。该数字还显示，与2035年预计的垃圾填埋排放相比，大规模焚烧方案最终将减少约3.2万个MTCE的温室气体。大规模焚烧方案中温室气体排放量的减少主要是由于垃圾填埋场甲烷气体通过咒语热转化为二氧化碳。从全球变暖的角度来看，甲烷的危害是二氧化碳的21倍^19.

图7:温室气体减排 两种情况的可能性 点击此处查看数字

图8显示了截至2035年，与垃圾填埋、回收和大规模焚烧方案相比，节约土地的潜力。有关数字显示，在2035年完成西南地区的堆填工程，每年需要约22.5公顷的堆填区面积。这将给加沙有限的土地资源增加巨大的压力。在2035年，实施大规模焚烧计划可将堆填区所需面积减少至约2.2公顷，而大规模焚烧及循环再造计划则可将堆填区所需面积减少至约1.4公顷。在加沙地带这样的地区，土地资源非常有限，减少填埋所需的土地面积是极其重要的。

图8:填海面积要求完成堆填和两种情况。 点击此处查看数字

结论和建议

由于三十年的军事占领，20年的政治不稳定，加沙地带面临严重的电力短缺和SW管理问题，耦合高人口增长率和不健康的经济状况。目前，加沙的28％的电力需求由GPP工厂提供，电力供应与来自邻国进口电力部分桥接的电力供需间隙。MSW系统的条件差，导致50年的忽视和贫困管理。开发WTE设施来管理固体废物问题和缓解电力短缺的选项尚未针对加沙地带调查。考虑到两种情况对2035年进行两种情景的潜在服务技术的定量预测分析：大规模燃烧和批量燃烧回收。随着回收方案分析的质量燃烧显示了2035年MSW电力大约4.7兆瓦（MW）的潜在电力产量。大规模燃烧场景结果显示潜在的77.1兆瓦，这导致预计电力峰值需求的约10.3％在2035年。由于大规模燃烧场景的两种情况的潜在电力产品之间存在显着差异，因为大众燃烧场景可以产生比具有回收方案的大规模燃烧更多的动力。结果还表明，从WTE设施的加沙地带存在显着的潜在环境效益。对温室气体排放潜在减少的分析显示，每年32,000万吨的潜在排放减少，每年有大规模燃烧情景和批量生产的每年92毫米; respectively, in comparison to the landfilling option to 2035. Furthermore, the landfill area saving for Mass Burn and Mass Burn with Recycling scenario is about 90 % and 94 % respectively in comparison to landfilling. Further investigations are recommended to compare the two scenarios with respect to financial, social, and technical criteria. Further site specific environmental studies should also be conducted including the potential impacts on groundwater and soil from the current practice of landfilling. The socio-economic studies should consider WTE production costs, recycling values, job creation, and human capacity-building opportunities. The technical studies should be focused on determining optimum WTE technologies to be implemented in the Gaza Strip.

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