2020年9月，中國國家領導人習近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會上宣布，我國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。此后，歐盟、日本、韓國、加拿大等國家相繼公布碳中和目標實現(xiàn)時間表，美國也提出重回《巴黎協(xié)定》。

 

目前，全球重要經濟體，占全球gdp75%、占全球碳排放量65%的國家開始碳中和。一場波瀾壯闊的全球綠色低碳轉型大潮正在形成。作為經濟發(fā)展與民生保障的最基礎產業(yè)，水務行業(yè)碳減排發(fā)展形勢迫在眉睫，在“碳中和”席卷之下，水務行業(yè)要如何實現(xiàn)綠色低碳？智慧水務如何為碳中和的實現(xiàn)助力？

 

1、什么是“碳中和”？

 

所謂碳中和（carbon neutrality）是指實現(xiàn)二氧化碳凈零排放，即通過植樹造林、節(jié)能減排等形式將人類活動產生的二氧化碳全部抵銷，實現(xiàn)“零排放”。

 

2、全球及我國水資源狀況

 

（1）全球水資源狀況

 

全球水資源總量約為13.86億立方千米，其中咸水占比為97.47%，淡水占比為2.53%。在當前的技術條件下，地下水資源及咸水還不能大規(guī)模開發(fā)利用，容易利用的淡水僅占淡水總量的1%左右，約占全球水資源總量的0.026%左右。

 

在全球人口增長和經濟發(fā)展的背景下，自然水資源的需求日益增加。自然水資源的供應則由于污染、地下水的下沉以及氣候變化等因素使人類可利用的自然水資源量正在萎縮。盡管全球海水資源極其豐富，但目前海水淡化成本較高且技術也不夠成熟，尚未形成規(guī)?；a，若能充分利用海水資源將有效緩解日益萎縮的水資源狀況。

 

盡管水資源是可再生資源，但受世界人口增長、人類對自然資源的過度開發(fā)、基礎設施建設投入不足等因素影響，水資源供應可能會成為制約經濟和社會發(fā)展的重要因素。

 

（2）我國水資源狀況

 

我國的淡水資源總量為2.8萬億立方米，其中地表水2.7萬億立方米，地下水0.83萬億立方米，水資源總量占全球的6%，居世界第六位。但我國水資源的人均占有量較低，僅為2，240立方米，約為世界人均的1/4，在世界銀行連續(xù)統(tǒng)計的153個國家中居第88位。再加上水資源地區(qū)分布和年內年際分配的不均衡，我國的水資源缺乏情況較為普遍。

 

與此相反，中國是世界上用水量最多的國家，用水量的不斷增長導致供求危機，日趨嚴重的水污染不僅降低了水體的使用功能，也進一步加劇了水資源短缺的矛盾，形成了很多水質性缺水城市。

 

我國水務行業(yè)特征：

 

1) 區(qū)域經營壟斷性強

 

2) 地域局限性

 

3) 長期發(fā)展相對穩(wěn)定

 

4) 市場化水平低、行業(yè)盈利低微

 

5) 國內水務企業(yè)技術水平差距不大，但與國際水平相比仍有差距

 

污水處理作為水務行業(yè)的重要一環(huán)。水務行業(yè)其完整的產業(yè)鏈條包括水源、供水、節(jié)水、排水、污水處理及其回收利用。

 

3、我國水務走碳中和發(fā)展之路的挑戰(zhàn)

 

盡管水務行業(yè)的溫室氣體排放量有限，但大部分屬于非二氧化碳溫室氣體的甲烷和氧化亞氮，污水處理行業(yè)也被列為甲烷的第六大排放源和氧化亞氮的第三大排放源，并且甲烷和氧化亞氮的增溫效應分別是二氧化碳的21倍和298倍。

 

水務行業(yè)如何規(guī)劃實現(xiàn)碳中和目標，是一項非常緊迫和充滿挑戰(zhàn)的任務。

 

一是從業(yè)人員對水務行業(yè)實現(xiàn)碳中和的認識不足。傳統(tǒng)污水處理關注廢物處理，其本質是以能耗換水質。未來污水處理則是將能源與資源回收視為實現(xiàn)水務部門碳中和的重要手段，不僅是實現(xiàn)污水處理廠的能量平衡或能量自給，還要統(tǒng)籌考慮材料設備加工、污水處理能耗與物耗、污泥處理的運輸與利用等全生命周期的排放。

 

二是水務行業(yè)實現(xiàn)碳中和的技術儲備有待完善。我國污水處理與發(fā)達國家存在較大差距，尤其是農村污水處理仍存在諸多制約因素。如農村污水具有水量水質變化大、缺乏專業(yè)運營人員、單位能耗較高等特點，處理技術較為低端、粗放，且農村實際情況與發(fā)達國家迥異，無法移植發(fā)達國家已有技術。

 

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，相應的溫室氣體排放就越高。隨著未來污水處理標準的逐漸提升，水務行業(yè)將面臨更大的節(jié)能降碳壓力。

 

四是水務行業(yè)的公益屬性，導致企業(yè)盈利有一定的天花板，難以覆蓋資金投入。近年來，隨著污染防治攻堅戰(zhàn)的開展，水務設施的投資力度加大，水務行業(yè)需要投入的資金量也在加大。然而，水務行業(yè)屬于公益屬性的民生行業(yè)，資金投入能力有限，其較高的運營和管理成本，本身也會推漲資金成本。

 

4、智慧水務踐行低碳創(chuàng)新發(fā)展之路

 

水務行業(yè)當前一項迫切的任務是追趕數(shù)字水務、智慧水務、工業(yè)4.0等重大的技術進步，許多企業(yè)也在這些方面下足了功夫，在裝備、工藝、設施等方面不斷的進行優(yōu)化。當新一代信息技術在水務行業(yè)落地實踐，與碳達峰、碳中和的歷史進程同步，有大量的耦合內容，二者將產生巨大的互相提升作用。

 

北京排水集團：率先發(fā)布減碳方案 智慧運營降碳

 

2021年6月24日，北京排水集團在全國污水處理行業(yè)首家發(fā)布了《北京排水集團碳中和規(guī)劃》（2021年-2050年）和《北京排水集團碳中和實施方案》，制定北京排水集團碳中和時間表和路線圖。北京排水集團做好低碳運營的“減法”和開發(fā)利用再生能源的“加法”，采取三個創(chuàng)新十大措施，促進企業(yè)實現(xiàn)碳中和。其中一條就是利用智慧運營管理創(chuàng)新降碳。通過實施優(yōu)化“廠網一體化”運營調度、精細化運營管理、設備效能提升、智慧化管理模式，提升管理水平和效能，減少碳排放。

 

北控水務：踐行低碳處理模式 智慧低碳運行水廠

 

北控水務以低碳處理模式踐行碳中和。譬如，北控水務洛陽市瀍東污水處理廠成功入選2021首批城鎮(zhèn)污水處理低碳運行案例。通過工藝優(yōu)化、節(jié)能技改、光伏利用、精益管理、智慧運行，實現(xiàn)污水廠的低碳運行；通過水、肥資源的持續(xù)輸出，實現(xiàn)資源循環(huán)利用，成為內外兼修的“低碳標桿水廠”。

 

深圳水務集團：智慧管控一體化平臺陸續(xù)上線運行

 

深圳水務集團光明水廠通過智慧化手段代替人工運行，提高了生產效率，通過集中少人值守，運營人員減少超過50%以上，通過智能加藥，智能配泵、優(yōu)化排泥等工藝智能算法控制，化學藥劑和能源消耗分別下降超過15%和10%，減少超過30%的廢水排放，從而實現(xiàn)碳減排。

 

深圳水務集團洪湖水質凈化廠通過智慧平臺實現(xiàn)精準曝氣、最優(yōu)投藥、實時達標排放、降低運行成本，出廠水100%穩(wěn)定達標，能耗降低10%以上，減少碳排放。

 

隨著物聯(lián)網、人工智能、云計算和大數(shù)據(jù)等新科技技術的發(fā)展，并在全球范圍內席卷不斷沖擊著水務行業(yè)的現(xiàn)有格局，也一舉打破了許多技術壁壘。目前，中國大力支持新基礎設施建設，推進節(jié)能減排項目，推進數(shù)字化轉型，“十四五”期間是智慧水務發(fā)展的關鍵階段，也是發(fā)展的大好時機。無論是提出新基礎設施的概念，還是明確“碳達峰”、“碳中和”的目標，都表明中國加大對數(shù)字經濟和人工智能的積極投入，更加促進智慧水務的發(fā)展，推動我國水務行業(yè)實現(xiàn)碳中和。

 

文章來源：中國環(huán)境報、智慧水務研究院、央視頻、中國水星網整理