我們再來看,在供水全流程中可選的一些具體降碳措施,不同顏色對應(yīng)前面講的路徑選擇,混色代表采用復(fù)合路徑,不難發(fā)現(xiàn),大部分都跟節(jié)能降耗密切相關(guān)。
在水源環(huán)節(jié),注重環(huán)境修復(fù)、源頭治理,加強(qiáng)水源地保護(hù),可以在很大程度上降低飲用水處理的難度并減少藥耗能耗;同時(shí),引入再生水、雨水、海水等非常規(guī)水源,從系統(tǒng)的角度滿足用水需求。對于引調(diào)水工程,通過合理的規(guī)劃盡可能減少不必要的建設(shè)和投入,以降低碳足跡。在水廠環(huán)節(jié),可以有針對性的選擇高效低碳節(jié)能的工藝進(jìn)行改造,杜絕以能耗藥耗換水質(zhì)的粗放模式。
管網(wǎng)輸配水和二次加壓環(huán)節(jié),能耗在全流程中占比更大,是供水系統(tǒng)降碳的重中之重。漏損、爆管等事故頻發(fā),對資源和能源產(chǎn)生巨大的浪費(fèi)。因此,業(yè)內(nèi)也在積極探索加強(qiáng)城市管網(wǎng)的貯水和調(diào)蓄功能,使其既滿足高峰時(shí)期的用水量,也能起到穩(wěn)定水壓、緩沖水質(zhì)變化的作用,并同步實(shí)現(xiàn)減少電耗的要求。同時(shí),控漏節(jié)水技術(shù)的研究以及智慧化管理的加強(qiáng)、管網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,都對尋找能耗最優(yōu)的解決方案提供了諸多思路,其中也不乏優(yōu)秀的管道企業(yè)和水表企業(yè)。在用戶端,特別是一些分散式和小型化供水的場景,綠色高性能無機(jī)膜的使用可以在最大程度上降低藥耗,安全、高效、經(jīng)濟(jì)地達(dá)成水質(zhì)保障的目標(biāo)。(相關(guān)閱讀:陶瓷膜技術(shù)是如何在多領(lǐng)域、多場所實(shí)現(xiàn)“做好水”目標(biāo)的?)
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從優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的路徑來講,太陽能光伏發(fā)電因?yàn)槠浒踩⑶鍧崱⒌吞肌⒖稍偕膬?yōu)勢,近年來受到越來越多水廠的青睞。分布式光伏發(fā)電裝置可以安裝在水廠閑置空間、建筑物屋頂,大大提高了水廠的空間利用率;還可以安裝在水池上方,相當(dāng)于給水池“加蓋”,阻擋陽光,防止藻類生成。同時(shí),光伏發(fā)電能直接降低水廠用電成本,甚至在未來有可能開發(fā)成CCER項(xiàng)目,通過賣碳指標(biāo)獲取一定的收益。
盡管光伏發(fā)電的優(yōu)勢顯著,但在自來水廠的實(shí)際應(yīng)用中還存在一些值得注意的問題。一是水廠的濕度大,產(chǎn)品容易氧化,需要做好防銹防腐措施;二是水廠的水泵和電機(jī)多,電網(wǎng)環(huán)境較差,瞬時(shí)電流是額定電流的3-5倍,需選擇功率更大的逆變器以提升防電流沖擊能力。
其實(shí),近10年來,光伏發(fā)電項(xiàng)目單位千瓦平均造價(jià)已經(jīng)下降了75%左右,現(xiàn)階段,光伏發(fā)電的價(jià)格已經(jīng)可以與煤電等化石燃料發(fā)電方式競爭,甚至低于煤電價(jià)格,為什么光伏發(fā)電仍未得到大規(guī)模應(yīng)用?主要有并網(wǎng)成本、發(fā)電規(guī)模、自然條件、儲(chǔ)能成本等原因,還需交給時(shí)間來解決。
04地方水務(wù)集團(tuán)減碳策略思考
對于地方水務(wù)集團(tuán)而言,供水只是其業(yè)務(wù)范疇的一部分,不少企業(yè)也通過產(chǎn)業(yè)鏈的延伸將業(yè)務(wù)拓寬至污水處理、垃圾焚燒、環(huán)衛(wèi)等領(lǐng)域。接下來我們就看看在這些領(lǐng)域的降碳措施,以及E20研究院對碳減排推進(jìn)優(yōu)先級的一些辯證思考,希望給到大家視野的延展和啟發(fā)。
首先是污水處理領(lǐng)域,廠內(nèi)的碳減排主要包括運(yùn)行過程的節(jié)能降耗、建設(shè)過程中的碳減排、溫室氣體(GHG)的逸散控制以及針對減少逸散控制的新工藝的開發(fā)和應(yīng)用;而廠外的碳減排重點(diǎn)在管網(wǎng)的提質(zhì)增效、出水管控、污泥處理以及能源外供等方面。由于篇幅所限,在此不過多展開,只簡單分享下水源熱泵。
污水源熱泵作為低溫余熱利用的技術(shù)之一,十多年前在我國北方地區(qū)的污水廠中就得到了推廣和應(yīng)用。水源熱泵的熱交換溫度全年較為穩(wěn)定,設(shè)備傳熱性好,而且具有不俗的能耗表現(xiàn)。數(shù)據(jù)表明,水源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省2/3以上的電能,比燃料鍋爐節(jié)省1/2以上的電能,符合低碳的發(fā)展方向。那么,水源熱泵在供水領(lǐng)域可行嗎?按道理來說,供水的水質(zhì)優(yōu)于污水,熱泵運(yùn)行會(huì)更加穩(wěn)定,為什么目前在自來水廠沒太見過水源熱泵呢?原因還是歸結(jié)為前面提到的安全問題。供水對安全非常敏感、要求極高,溫度波動(dòng)對于水質(zhì)帶來的影響,比如溶解氧、pH、有機(jī)質(zhì)的變化,管壁生物膜的變化,沉積物的溶解和析出等等,都有不確定性,因此,業(yè)內(nèi)對于水源熱泵在供水領(lǐng)域的應(yīng)用顯得十分謹(jǐn)慎。
企業(yè)通常有很多業(yè)務(wù)方向,為了預(yù)判哪些細(xì)分領(lǐng)域會(huì)優(yōu)先推進(jìn)碳減排,哪些領(lǐng)域會(huì)滯后,E20研究院制作了如上圖所示的二維矩陣進(jìn)行分析。橫軸表示政策確定性的強(qiáng)弱,縱軸表示碳排放量的大小。我們認(rèn)為,右上方的填埋場發(fā)電是會(huì)被優(yōu)先推進(jìn)的;而像左上方的污水處理和供水領(lǐng)域,雖然目前的政策強(qiáng)度不足,但隨著優(yōu)先級更高的問題被逐步解決,它們也會(huì)得到更多的驅(qū)動(dòng)和推進(jìn)。
中長期來看,我國能源結(jié)構(gòu)將發(fā)生巨大的變化,可再生能源將從低碳轉(zhuǎn)型的生力軍成長為碳達(dá)峰碳中和的主力軍。據(jù)E20供水研究中心測算,到2035年,可再生能源占比將達(dá)到30%以上,到2060年,該比例將超過73%。有研究表明,在四種實(shí)現(xiàn)碳中和的路徑中,對核能、風(fēng)能和生物能的需求,都已接近全國總資源的上限,只有太陽能資源充裕。這充分說明,太陽能將在實(shí)現(xiàn)碳中和的過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,這也是為什么我們在前面重點(diǎn)提及光伏發(fā)電的原因。
編輯:趙凡
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