8月25日，我國迎來第9個(gè)全國低碳日，主題為“低碳生活，綠建未來”。水務(wù)行業(yè)作為供排水民生保障類行業(yè)，更需要以實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)為契機(jī)，開發(fā)綠色低碳和可持續(xù)新型工藝，挖掘碳減排潛力，達(dá)到減污與降碳協(xié)同增效的目的。
我國現(xiàn)狀：水務(wù)行業(yè)邁向碳中和的挑戰(zhàn)
污水處理是水務(wù)行業(yè)的主要板塊，我國城市污水處理廠數(shù)量及處理率逐年增加。雖然與能源、工業(yè)、建筑、交通等部門相比，污水處理行業(yè)產(chǎn)生的溫室氣體排放比重較小，但其單位產(chǎn)值能耗高，屬于能源密集型行業(yè)，且排放的主要為甲烷、氧化亞氮等非二氧化碳溫室氣體，其增溫效應(yīng)分別是二氧化碳的21倍和298倍。
因此，水務(wù)行業(yè)如何規(guī)劃實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，是一項(xiàng)非常緊迫和充滿挑戰(zhàn)的任務(wù)，當(dāng)前主要面臨四大挑戰(zhàn)：
一是從業(yè)人員對水務(wù)行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的認(rèn)識不足。傳統(tǒng)污水處理關(guān)注廢物處理，其本質(zhì)是以能耗換水質(zhì)。但要認(rèn)識到，未來污水處理則是將能源與資源回收視為實(shí)現(xiàn)水務(wù)部門碳中和的重要手段，不僅將實(shí)現(xiàn)污水處理廠的能量平衡或能量自給，還要統(tǒng)籌考慮材料設(shè)備加工、污水處理能耗與物耗、污泥處理的運(yùn)輸與利用等全生命周期的排放。
二是水務(wù)行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的技術(shù)儲(chǔ)備有待完善。我國污水處理與發(fā)達(dá)國家存在一定差距，尤其是農(nóng)村污水處理仍存在諸多制約因素。例如，農(nóng)村污水具有水量水質(zhì)變化大、缺乏專業(yè)運(yùn)營人員、單位能耗較高等特點(diǎn)，處理技術(shù)較為低端、粗放，且農(nóng)村實(shí)際情況與發(fā)達(dá)國家迥異，無法移植發(fā)達(dá)國家已有技術(shù)。
三是污水處理行業(yè)面臨污水處理級別和碳排放控制的矛盾。同等條件下，污水處理級別越高，能耗就越高，相應(yīng)的溫室氣體排放越高。隨著未來污水處理標(biāo)準(zhǔn)的逐漸提升，水務(wù)行業(yè)將面臨更大的節(jié)能降碳壓力。
四是水務(wù)行業(yè)的公益屬性，導(dǎo)致企業(yè)盈利有一定的天花板，難以覆蓋資金投入。近年來，隨著污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的開展，水務(wù)設(shè)施的投資力度加大，水務(wù)行業(yè)需要投入的資金量也在增加。然而，水務(wù)行業(yè)具有公益屬性，資金投入能力有限，較高的運(yùn)營和管理成本，也將增加資金成本。
外部案例：國際水務(wù)行業(yè)碳減排政策與行動(dòng)
從全球來看，污水處理行業(yè)的能耗占比約為1%-3%，且呈逐年上升趨勢，屬于能源密集型的高耗能行業(yè)。以美國為例，截至2019年底，全美16583座污水處理廠年電耗占社會(huì)總能耗的3%以上。
如今，許多國家制定了污水處理行業(yè)碳中和技術(shù)路線圖，將污水處理作為碳減排的重點(diǎn)領(lǐng)域，深入挖掘污水處理行業(yè)的碳減排潛力。如美國水環(huán)境研究基金明確提出2030年所有污水處理廠實(shí)現(xiàn)碳中和運(yùn)行的目標(biāo)，日本指出到本世紀(jì)末完全實(shí)現(xiàn)污水處理能源自給自足，新加坡提出從“棕色水廠”到“綠色水廠”的時(shí)間表與路線圖。可見，污水處理行業(yè)已成為發(fā)達(dá)國家減少碳排放、實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要抓手。
事實(shí)上，發(fā)達(dá)國家的污水治理排放標(biāo)準(zhǔn)多數(shù)建立在法律和制度基礎(chǔ)之上。美國農(nóng)村污水治理依據(jù)《清潔水法》，通過生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)對農(nóng)村污水處理設(shè)施進(jìn)行監(jiān)控。日本城市污水處理主要依據(jù)《下水道法》，農(nóng)業(yè)村落排水集中處理設(shè)施和凈化槽分散處理則依據(jù)《凈化槽法》。
發(fā)達(dá)國家還探索形成了污水處理行業(yè)的低碳技術(shù)解決方案。歐洲國家重視低碳處理新工藝研發(fā)，英國倫敦市貝辛斯托克污水處理廠引入先進(jìn)的熱水解和厭氧消化技術(shù)，對污泥處理設(shè)施進(jìn)行了升級改造，改造后不僅能為整座污水處理廠供電，還可將50%的額外剩余電力輸出到社區(qū)。美國和日本通過高效機(jī)電裝備和高級控制對策節(jié)能降耗，同時(shí)加大污水污泥蘊(yùn)含能源的開發(fā)回收力度，美國希博伊根污水處理廠制定能源零消耗計(jì)劃和相應(yīng)的行動(dòng)措施，在2013年基本實(shí)現(xiàn)了碳中和目標(biāo)。
此外，發(fā)達(dá)國家還通過征收污水處理費(fèi)，引導(dǎo)用戶調(diào)整用水行為。針對生活污水，多數(shù)發(fā)達(dá)國家的居民污水費(fèi)主要依據(jù)供水量來確定;針對工業(yè)污水，考慮到不同企業(yè)的工業(yè)污水量和特點(diǎn)差別較大，工業(yè)污水費(fèi)則根據(jù)污染量和污染濃度來確定。
北控水務(wù)：積極踐行的低碳處理模式
為社會(huì)提供一個(gè)長期穩(wěn)定運(yùn)行，且可廣泛應(yīng)用的低碳處理模式是北控水務(wù)矢志不渝的追求。譬如，北控水務(wù)洛陽市瀍東污水處理廠成功入選2021首批城鎮(zhèn)污水處理低碳運(yùn)行案例。北控水務(wù)的低碳處理模式，凝聚了集團(tuán)技術(shù)、交付和運(yùn)營團(tuán)隊(duì)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將概念變?yōu)閷?shí)踐，并以此為核心競爭優(yōu)勢，從設(shè)計(jì)端到管理端，實(shí)現(xiàn)了低碳貫穿生產(chǎn)全流程。
“水質(zhì)永續(xù)、資源循環(huán)、環(huán)境友好、能源利用、低碳運(yùn)行”是行業(yè)低碳概念廠的機(jī)理。北控水務(wù)以低碳機(jī)理為先導(dǎo)，以技術(shù)和技術(shù)路線的優(yōu)化為手段，以設(shè)備能效提升為助力，以好氧堆肥污泥全部實(shí)現(xiàn)資源化利用為支撐，疊加光伏能源的利用、智慧運(yùn)營平臺(tái)的賦能，以一個(gè)個(gè)備受客戶、社會(huì)好評的項(xiàng)目，踐行城鎮(zhèn)生活污水處理廠低碳理念。
拋磚引玉：水務(wù)行業(yè)邁向碳中和的建議
他山之石，可以攻玉。結(jié)合我國現(xiàn)狀，我國水務(wù)行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和，可著重從政策支持、愿景認(rèn)知、全工藝減排、新技術(shù)研發(fā)、再生能源運(yùn)營和多產(chǎn)業(yè)協(xié)同等方面入手。
一是加大水務(wù)行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的政策支持力度。加強(qiáng)政府資金引導(dǎo)作用，積極鼓勵(lì)社會(huì)資本參與，擴(kuò)大有效投資，多渠道籌措水務(wù)部門轉(zhuǎn)型升級資金。探索將水務(wù)行業(yè)納入碳排放權(quán)交易市場的路徑，分析碳市場試點(diǎn)交易機(jī)制與履約政策對行業(yè)的影響。出臺(tái)農(nóng)村生活污水治理的政策措施，因地制宜，改善和提升農(nóng)村生活污水的治理水平。
二是提高從業(yè)人員對水務(wù)行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)愿景的認(rèn)識。加大培訓(xùn)力度，統(tǒng)一思想，要讓從業(yè)人員意識到碳中和對經(jīng)濟(jì)社會(huì)變革的深刻性，對水務(wù)行業(yè)影響的緊迫性。此外，也要認(rèn)識到在碳中和目標(biāo)下，水務(wù)行業(yè)作為環(huán)保產(chǎn)業(yè)迎來的發(fā)展新機(jī)遇，積極探索碳中和目標(biāo)愿景下水務(wù)行業(yè)高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展的新動(dòng)能。
三是開展水務(wù)行業(yè)全生命周期評價(jià)，推動(dòng)全流程全產(chǎn)業(yè)鏈碳減排。優(yōu)化水務(wù)產(chǎn)業(yè)布局和流程結(jié)構(gòu)變革，實(shí)現(xiàn)工藝及裝備智能化升級，達(dá)到全流程工藝的碳減排。健全產(chǎn)品全生命周期技術(shù)研發(fā)、評價(jià)和服務(wù)體系，建設(shè)以產(chǎn)品為核心的上下游生態(tài)圈，助力水務(wù)產(chǎn)品、水利工程性能和壽命提升。通過推廣具有高性能、輕量化、長壽命、近終型、可循環(huán)等綠色低碳水務(wù)產(chǎn)品，開展產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)和低碳生產(chǎn)，為下游用戶提供綠色低碳水務(wù)服務(wù)，以產(chǎn)業(yè)鏈共贏降低碳排放。
四是注重水務(wù)行業(yè)低碳技術(shù)的研發(fā)和儲(chǔ)備。以節(jié)約能源為導(dǎo)向，以城市節(jié)水為抓手，大力推廣新型節(jié)水裝備和器具，加強(qiáng)水平衡監(jiān)測與診斷，提高管網(wǎng)滲漏智能檢測能力，優(yōu)化供水系統(tǒng)等。重視最優(yōu)化監(jiān)測和控制系統(tǒng)以及污水處理廠高效運(yùn)行的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的節(jié)能環(huán)保。進(jìn)一步節(jié)約污水處理能耗、藥耗，加大污水污泥蘊(yùn)含能源的開發(fā)回收力度，讓污水處理廠變身“能源工廠”。此外，要重視新型溫室氣體減排技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，尤其是非二氧化碳溫室氣體減排的技術(shù)。
五是加大水務(wù)行業(yè)參與可再生能源建設(shè)運(yùn)營的力度。優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)，積極參與可再生能源開發(fā)和應(yīng)用，構(gòu)建多元化能源利用結(jié)構(gòu)體系，加速推動(dòng)污水處理行業(yè)實(shí)現(xiàn)零排放。加快可再生能源在水務(wù)部門應(yīng)用的技術(shù)創(chuàng)新，結(jié)合智慧水務(wù)和智慧能源管理，利用好自身的商業(yè)載體功能，加快水務(wù)行業(yè)的綠色低碳轉(zhuǎn)型，從污染防治轉(zhuǎn)變?yōu)轶w現(xiàn)生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值以及對環(huán)境資源的貢獻(xiàn)。
六是實(shí)現(xiàn)水務(wù)行業(yè)的多方協(xié)同發(fā)展。依托原有污水處理設(shè)施，加快從單體治理向水資源循環(huán)利用的復(fù)合性業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，通過生態(tài)補(bǔ)水助力水環(huán)境綜合治理，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)同和生態(tài)協(xié)同。將生態(tài)補(bǔ)水納入水資源管理，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)協(xié)同和資源協(xié)同。加快形成智慧水務(wù)的新業(yè)態(tài)與新模式，以技術(shù)為水務(wù)行業(yè)賦能，實(shí)現(xiàn)水務(wù)行業(yè)數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型與碳減排的協(xié)同發(fā)展。
碳達(dá)峰、碳中和宏偉目標(biāo)任務(wù)的提出，是實(shí)現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的必然要求，是實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的題中之義，是構(gòu)建人與自然生命共同體的必由之路，任重道遠(yuǎn)，大有可為。
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作者及單位
許俊儀 北控水務(wù)集團(tuán)西部大區(qū)總工程師
顧佰和 中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院
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