应对气候变化挑战，聚焦减缓全球变暖

城市固体废物对可持续性发展和气候变化的挑战已经为人所知。预计到2020年底，人类活动将导致全球地表温度比工业化前水平上升1.1°C。尽管专家们长期以来一直呼吁应开展可持续的固体废物管理，国际能源署也于20年前发出了行动呼吁，但实际进展甚微。许多发达国家开始优先采用转化能源的方式代替传统垃圾填埋，但选择这一做法主要是由于空间限制和考虑降低能耗成本而不是为了减排。

厦大马校团队收集来自全球43个产生最高城市固体废物的国家和地区（约占2016年全球城市固体废物产生量的86%）数据进行建模，模拟了2020年至2050年的温室气体排放，并对这些国家和地区实现气候目标的可能性进行了评估，填补了数据空白。研究发现，在常规管理路径下，2020年至2050年，城市固体废物将排放320到350亿吨CO2当量的温室气体，超过了《巴黎协定》规定的1.5°C或2.0°C的升温限制下的110到270亿吨CO2当量的排放预算。根据当前的政策执行情况，到2100年，地表气温将上升约2.6°C。

厦大马校团队对如何管理全球固体废物甲烷排放以缓解全球变暖的问题进行了有力的探讨。研究指出，固体废物行业近90%的甲烷排放可以通过已经存在的技术避免。因此，各国固体废物管理部门可以重点通过升级废物处理流程（如分离、收集和处理）和倡导推动行为模式转变（包括饮食、消费等模式）来减少排放。

研究还指出，为缓解全球变暖，2020年至2050年累积温室气体排放路径与实现以Gt CO2-we表示的1.5°C和2°C目标的IPCC累积排放预算有关。研究提出了在以Mt CO2-eq表示的全球甲烷承诺方面减少甲烷排放量的实施路径。

提出运用政策工具，填补研究领域空白

现有的固体废物处理途径包括填埋、回收、焚烧、堆肥和转化为沼气。基于上述研究发现，厦大马校团队评估了低、中、高收入国家和地区4种减缓变暖途径，并探讨了通过这些途径在2020年至2050年间减少温室气体排放的累积影响。这包括：厌氧消化有机废物并利用其产生的生物甲烷（减排70%）、减半废物产生（减排63%）、堆肥有机废物（减排57%）以及改建填埋场添加沼气捕获系统（减排27%）。研究发现，每种途径对实现该行业升温限制目标都有着积极的贡献，但它们都不能达到《巴黎协定》规定的1.5°C的升温限制。因此，必须系统实施多种解决方案。高收入国家和地区产生大量来自加工和包装商品固体废物，应专注于减半废物产生。而中低收入国家和地区所产生的固体废物中有机物含量较高，应专注于厌氧消化。厦大马校团队提出的废物管理做法具有可扩展性，可广泛实施，通过针对不同收入水平的国家和地区群体量身定制，以确保不同国家和地区能够根据其具体情况采取更为有效的减缓变暖战略举措。

此外，研究还表明，最小化温室气体排放的关键杠杆是减少城市固体废物的体积并开展有机废物的可持续管理。然而，要迅速克服实施这些解决方案所遇到的行为和组织障碍，则需要从伦理、环境和财务的角度对社区、工业和政府进行教育和激励。厦大马校团队提出了三类政策性建议，一是加强直接监管，制定并严格执行相关法律；二是使用经济手段，实施激励或惩罚举措；三是运用社会工具，加强利益相关者之间的沟通。

迄今为止，全球尚未有研究聚焦改善固体废物管理并探讨其在缓解全球变暖程度中的作用，以及对其在实现《巴黎协定》1.5°C和2°C路径目标或全球甲烷承诺条款方面的贡献开展全面分析。厦大马校团队的研究结果阐明了全球固体废物系统作为催化剂在保持地球系统限度中的重要作用，率先在该学术领域进行先行探索。

志不求易事不避难，师生携手实现突破

该论文的第一作者为厦门大学马来西亚分校新能源科学与工程系硕士生许正轩（Hoy Zheng Xuan），通讯作者为其导师温国绅副教授（Ts. Dr. Vincent Woon Kok Sin），合作者有厦门大学马来西亚分校数学系曾文强副教授（Dr. Chin Wen Cheong）、捷克布尔诺理工大学Fan Yee Van博士和韩国淑明女子大学Yoo Seung Jick教授。

许正轩表示，坚持和决心是成功的关键。这次横跨43个国家和地区的研究为团队带来了巨大挑战。在早期阶段，研究团队为弥补数据不足寻找了多种解决方案。与此同时，也对各种假设保持高度谨慎，严格检查以减少建模中的不确定性。许正轩还表示，合作是克服困难的基石。与导师和合作者们集思广益、碰撞交流是科研过程中最宝贵的一环。团队成员多维度专业知识和多元视角对于驾驭复杂性研究和改进方法至关重要。

论文通讯作者温国绅副教授表示，尽管推进研究时遇到诸多挑战，但整项研究令人振奋。作为研究者很享受头脑风暴的过程：新想法不断涌现，再由团队共同验证其可行性，同时在文章修改过程中收到了Science杂志编辑和审稿人给予的积极反馈。

厦门大学马来西亚分校温国绅副教授研究团队（后排左三为温国绅副教授，前排左四为许正轩）

该研究得到马来西亚高等教育部基础研究资助计划（FRGS/1/202/TK0/XMU/02/2）和厦门大学马来西亚分校研究基金（XMUMRF/2019-C4/IENG/0022）的资助。