碳中和水廠來了！是噱頭還是黑科技？
來源：環(huán)保圈
轟轟烈烈的格拉斯哥氣候變化大會(huì)（COP26），終于結(jié)束了。
經(jīng)過一天的“加時(shí)”，大會(huì)總算就應(yīng)對(duì)未來氣候危機(jī)達(dá)成了協(xié)議，沒白忙活這半個(gè)月。▼當(dāng)?shù)貢r(shí)間2021年10月31日，《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第26次締約方會(huì)議在英國格拉斯哥開幕。新華社記者 韓巖 攝
場(chǎng)上大國博弈，刀光劍影。場(chǎng)下企業(yè)“秀肌肉”，也沒閑著。這不，“北排碳中和規(guī)劃和實(shí)施方案”就在“C40全球城市氣候行動(dòng)展”上亮相，成功吸引了一大波眼球。
除了北排，威立雅也發(fā)布文章，介紹了他們?cè)诜▏蛟斓?span style="margin: 0px; padding: 0px; vertical-align: baseline; max-width: 100%; color: rgb(22, 113, 204); box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">“世界上第一家實(shí)現(xiàn)碳中和的水廠”。“世界上第一家實(shí)現(xiàn)碳中和的水廠”，光是看題目，還是挺驚爆的。文章透露，自2011年以來，威立雅就一直為法國最大的供水機(jī)構(gòu)——SEDIF集團(tuán)管理和運(yùn)營巴黎內(nèi)郊的飲用水服務(wù)。在他們的幫助下，SEDIF已經(jīng)成為“世界上第一家實(shí)現(xiàn)碳中和的水廠”（這是個(gè)供水廠）。看得出來，碳中和已經(jīng)成為時(shí)下最時(shí)髦的環(huán)保話題，吸引很多環(huán)保企業(yè)都想在這方面一展身手。那么，這些已經(jīng)公布出來的“碳中和水廠”，到底是噱頭還是黑科技？要想建成一個(gè)“碳中和水廠”，都需要什么樣的條件？參考北排、威立雅的報(bào)道，以及最近剛剛投運(yùn)的宜興城市污水資源概念廠，《環(huán)保圈》總結(jié)了“碳中和水廠”的4個(gè)共同點(diǎn)：
污水處理廠是能耗大戶，這一點(diǎn)毋庸置疑。在美國，有16000多座污水處理廠，耗電量占全社會(huì)總耗電量的1%。在中國，算上工業(yè)廢水處理和污泥處理，污水處理行業(yè)的電耗占比全國總電耗的比例也要超過2%。因此，在碳中和背景下，減少能源消耗就成了污水廠的第一要?jiǎng)?wù)。以北排為例，他們通過推動(dòng)自主創(chuàng)新的低碳技術(shù)--好氧顆粒污泥技術(shù)，提高了生化反應(yīng)效率，可以節(jié)省能耗15%以上。2022年5月，8萬噸/日的吳家村再生水廠好氧顆粒污泥城市污水處理項(xiàng)目即將建成，相比較傳統(tǒng)的活性污泥技術(shù)，新技術(shù)每年可以節(jié)約電量116萬度，減少二氧化碳排放700噸。▼10月13日，北排副總經(jīng)理鄺諾在全國工商聯(lián)環(huán)境商會(huì)第十九期總裁圓桌會(huì)議上介紹北排碳中和經(jīng)驗(yàn)特別是在今年藥劑價(jià)格暴漲的情況下，控制藥耗成本，更是成為了污水處理廠的核心訴求之一。這方面，剛才提到的好氧顆粒污泥技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)藥劑費(fèi)用降低50%以上。而甭管是能耗藥耗，要想降低，“提高管理精度”都是非常重要的手段。例如，北排把北京地區(qū)劃分成四個(gè)流域分公司，有意識(shí)地進(jìn)行區(qū)域聯(lián)動(dòng)。通過管網(wǎng)改造等途徑，實(shí)現(xiàn)“將高能耗的污水向低能耗污水處理廠輸配”，從而平衡碳源占比，基于成本最優(yōu)化進(jìn)行水量調(diào)度空間分布。還有，通過精準(zhǔn)調(diào)控，能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)水污染物濃度季節(jié)性變化與能源投入相匹配，這里邊挖掘的空間也很大。這些手段，使得污水廠的綜合電單耗、化學(xué)除磷藥劑投配率、碳源藥劑投配率等數(shù)據(jù)都出現(xiàn)了明顯的下降。威立雅這邊，也是通過管網(wǎng)改造，讓管網(wǎng)效率提高到90%以上，從而大大減少從水處理廠到千家萬戶運(yùn)輸過程中的能源消耗。例如，威立雅開發(fā)了一款用于集中管理供水服務(wù)的數(shù)字化工具——ServO。他們?cè)邶嫶蟮墓┧W(wǎng)絡(luò)上安裝了數(shù)千個(gè)傳感器，用以收集實(shí)時(shí)信息，這些信息匯集到一起，再由ServO提供實(shí)時(shí)分析，就能及時(shí)優(yōu)化整個(gè)供水流程中的供能。▼每天，來自水處理廠、供水網(wǎng)絡(luò)和各類儀表的數(shù)百萬數(shù)據(jù)都會(huì)匯集到一起，由ServO提供實(shí)時(shí)分析由ServO提供的數(shù)字化管理，讓威立雅能夠更快速，更高效地調(diào)動(dòng)專業(yè)知識(shí)，實(shí)時(shí)提供供水服務(wù)方面的日常建議，為用戶提供高質(zhì)量用水。通過這些數(shù)字化管理，就能精確定位管網(wǎng)泄漏，確定需要更換的設(shè)備等，從而更快速、更高效地提供供水服務(wù)。比方說，北排通過沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)、光伏發(fā)電、集團(tuán)內(nèi)外水源熱泵，“十三五”時(shí)期累計(jì)減少電力消耗2.1億度，共計(jì)減少二氧化碳排放46萬噸。他們的再生水廠里有一些閑置空間，于是利用起來，建設(shè)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，為水廠提供電源。還有污泥高級(jí)厭氧消化耦合沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)，也可以實(shí)現(xiàn)“熱”和“電”兩種能源的回收利用，提高能源利用效率。威立雅這邊也與此類似，他們?cè)诤？诤蜑豸斈君R的污水處理廠，可以從污泥當(dāng)中回收能源發(fā)電。還有前不久剛剛建成投運(yùn)的宜興城市污水資源概念廠，也是可以利用沼氣進(jìn)行發(fā)電。宜興概念廠里有一個(gè)有機(jī)質(zhì)協(xié)同處理中心，可以把污水處理產(chǎn)生的污泥，以及外來的藍(lán)藻、餐廚垃圾、秸稈等發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，再用這些沼氣來進(jìn)行發(fā)電，每天大約能產(chǎn)生18000度電。通過這種方法，宜興概念廠就能基本實(shí)現(xiàn)能源自給，從而大大降低能耗電耗。▼把沼氣變成電能，靠的就是這臺(tái)發(fā)電裝置
總之，利用熱電聯(lián)產(chǎn)、光伏發(fā)電、水源熱泵、沼氣發(fā)電等，讓污水廠實(shí)現(xiàn)能源回收、能源自給，是碳中和的路徑之一。
比如，有今年比較熱的污水資源化利用。北排通過大力發(fā)展再生水，每年可以生產(chǎn)高品質(zhì)再生水10億立方米，廣泛用于工業(yè)用水、景觀綠化、市政雜用、河道補(bǔ)水等，改善了城市水環(huán)境。還有污泥資源化利用。宜興概念廠的有機(jī)質(zhì)協(xié)同處理中心，每天可以產(chǎn)生23噸的有機(jī)肥，從而用于綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。總之，污水廠的資源循環(huán)利用無非是兩大方面，要么是把水循環(huán)利用起來，要么是把泥循環(huán)利用起來。
此外，建成碳中和水廠，可能還有一些其他的補(bǔ)充手段，比如植樹造林。以威立雅為例，他們通過對(duì)墨西哥、哥倫比亞、塞內(nèi)加爾等國的造林項(xiàng)目進(jìn)行財(cái)務(wù)支持，用來抵消供水系統(tǒng)在最初建造時(shí)產(chǎn)生的4.5萬噸二氧化碳。在這之外，他們每年還要持續(xù)植樹造林，用于抵消3萬噸左右的二氧化碳。總之，植樹造林雖然不是直接地減排減碳，但也算是水廠實(shí)現(xiàn)碳中和的一個(gè)補(bǔ)充手段吧。
總的來說，從北排、威立雅和宜興概念廠的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)碳中和不外乎以上4個(gè)方面。降低能耗、能源替代、資源循環(huán)利用是主要的3個(gè)手段，植樹造林則是補(bǔ)充。當(dāng)然，這些只是原則，在具體的方式方法上，可以“八仙過海，各顯神通”。例如能源替代，有熱電聯(lián)產(chǎn)的，也有光伏發(fā)電的。有水源熱泵的，還有沼氣發(fā)電的。可以根據(jù)不同情況，選擇最合適自己的。不管哪種方法，只要節(jié)省了能源，就是好辦法。這么看起來，實(shí)現(xiàn)“碳中和水廠”，似乎也沒那么困難，相信不少企業(yè)也都能做到。而且，這對(duì)污水廠自己，也有很大的好處。例如，降低能耗藥耗，就能為污水廠節(jié)約不少的成本。總而言之，無論是為自己降低成本，還是為地球?qū)崿F(xiàn)氣候風(fēng)險(xiǎn)控制，碳中和都應(yīng)該是污水廠追求的目標(biāo)。希望在未來，中國能有越來越多的“碳中和水廠”出現(xiàn)。
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