针对我国高浓度有机废水、餐厨垃圾、垃圾填埋气等典型有机废弃物污染突出、资源化利用率低、碳减排核算不规范、供应链布局无序等行业难题，环境学院贾小平碳中和环境系统工程团队依托过程系统工程理论、生命周期评价与多目标优化方法，围绕三类废弃物制备生物天然气开展了资源评估、工艺优化、供应链配置、碳效核算、全成本核算、经济与安全协同调控的全链条系统化研究，构建了适配不同场景的生物天然气绿色开发体系，为有机废弃物资源化利用与双碳目标落地提供了重要理论支撑。
针对造纸、化工、制药、食品等工业高浓度有机废水资源化问题，团队创新构建全过程模拟、温室气体精准核算与技术经济分析耦合的集成研究框架，精准核算全国分行业、分区域的废水制生物天然气资源潜力与碳减排空间，明确了工业端生物天然气规模化生产的可行路径与最优参数(Energy,2024,313, 133708; RSE&R,2025, 223, 116017)。
图1 高浓度有机废水生产生物天然气潜力分析
针对城市典型固体有机废弃物,团队分别对餐厨垃圾与垃圾填埋气开展研究。团队应用P-graph系统优化模型，对餐厨垃圾全供应链进行多目标优化，平衡处理成本、运行效率、安全风险与碳减排效益(ECM,2025,342,120093)，有效解决了餐厨垃圾资源化经济效益与环境效益失衡的行业痛点。同时，结合碳核算与CCER方法学(JEMA, 2025, 375, 124242)，精准量化填埋气资源化利用的减排成效(Energy,2026,350,140760)，填补了填埋场景非二氧化碳温室气体精细化管控与市场化核算空白。
图2 垃圾填埋气资源化潜力分析
为解决传统经济效益评估片面、无法适配低碳市场化发展的痛点，团队立足供应链全局与系统思维，打破了“重工艺、轻系统、重产出、轻核算”的研究局限，创新性引入全成本核算（FCA）理论方法（JCLP,2026,565,148584），全面纳入环境治理成本、碳排放成本、安全风险成本、废弃物处置外部成本等隐性成本，构建适配生物天然气供应链的全成本核算模型。
图3 全成本核算模型概念
上述论文bv伟德客户端为第一署名单位。研究工作得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金等项目的资助。
论文信息：
[1] Li Shuyun,Chenxuan Wang, Siqi Wang, Zhiwei Li, Raymond R. Tan, Fang Wang, Xiaoping Jia.Full cost accounting for biomethane from high-concentration organic wastewater.Journal of Cleaner Production, 2026, 565, 148584.
[2] Wang Fang, Li Peipei, Siqi Wang, Huizhong Zhang, Li Zhiwei, RaymondR.Tan, Jia Xiaoping.Bio-naturalgaspotential oflandfillgas in China undersharedsocioeconomicpathwaysscenario.Energy, 2026. 350, 140760.
[3] Wang Chenxuan, Siqi Wang, Zhiwei Li, Raymond R. Tan, Bohong Wang, Fang Wang, Peidong Zhang, Xiaoping Jia. Productionpotentialestimation ofbio-naturalgas fromhigh-concentrationorganicwastewater in China.Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2025,223,116017.
[4] Zhang Guopeng, Siqi Wang, Zhiwei Li, Raymond R. Tan, Fang Wang, Xiaoping Jia. Optimal planning of biomethane production from food waste using process graph model.Energy Conversion and Management,2025, 342, 120093.
[5] Wang Chenxuan, Li Zhiwei, Kathleen B. Aviso, Raymond R. Tan, Wang Fang, Xiaoping Jia.Feasibility analysis for bio-natural gas generated from high-concentration organic wastewater.Energy,2024, 313, 133708.
[6] Li Ze, Yu Zhengyan, Zhang Peidong, Wang Siqi, Raymond R. Tan, Jia Xiaoping, Pang Xufei. Comparative analysis of certified emission reduction methodologies for methane emission reduction in China.Journal of Environmental Management,2025, 375, 124242.
