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污水廠(chǎng)“碳中和”升級(jí)一定是高成本嗎?

一、污水廠(chǎng)“碳中和”轉(zhuǎn)型升級(jí)的意義

 

上篇文章中討論了污水廠(chǎng)“碳中和”的途徑(點(diǎn)擊查看),可能大家會(huì)覺(jué)得污水處理廠(chǎng)的電耗才占社會(huì)總耗電量的1%,實(shí)施碳中和不具有經(jīng)濟(jì)意義,或者碳中和升級(jí)必然會(huì)高投入和高成本,短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn),即使實(shí)現(xiàn)也不會(huì)有好收益,不能普及。

 

我這個(gè)人有個(gè)毛病,就是一旦鉆研一個(gè)事情,就像撒開(kāi)了腿跑歡了一樣,不搞通透是停不下來(lái)的。所以,最近一直思考污水廠(chǎng)“碳中和”的環(huán)保意義與經(jīng)濟(jì)意義,了解和估算碳中和的投入與產(chǎn)出。

 

翻資料了解到,我國(guó)2014年污水處理廠(chǎng)電耗占全國(guó)總電耗的0.26%,算上工業(yè)廢水處理和污泥處理,所占比例將超過(guò)2%。美國(guó)有16000多座污水處理廠(chǎng),耗電量占全社會(huì)總耗電量的1%。而在丹麥,水和廢水的處理流程消耗了25%~40%的市政電力(怪不得丹麥搞那么好,原來(lái)都是被逼的?。?。

 

針對(duì)1%-2%這個(gè)數(shù)據(jù),之前聽(tīng)北京工業(yè)大學(xué)一個(gè)教授講課,說(shuō)聽(tīng)到這個(gè)數(shù)據(jù)很震驚。說(shuō)實(shí)話(huà),我聽(tīng)到這個(gè)數(shù)據(jù)的想法是:這么少!完全沒(méi)有震驚到啊,看來(lái)理解的深度還不夠。不過(guò)講得是真的好,以至于我在尋思,學(xué)校的畢業(yè)生怕是水平很高,能否招攬些人才來(lái)。

 

當(dāng)然,不管數(shù)據(jù)如何,我認(rèn)為“環(huán)保意義”是非常重大的。因?yàn)榄h(huán)保治理主要就是處理水、氣、固各種廢棄物,而人們?nèi)粘5墓ぷ髋c生活中,廢棄物又是每天必須產(chǎn)生的,而要實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用、能量循環(huán),又必須從環(huán)保入手。所以嘛,環(huán)保的碳中和應(yīng)該是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展所必須,您說(shuō)是不是?

 

不過(guò),環(huán)保意義咱們且待下回分解。今天咱們主要討論經(jīng)濟(jì)意義。

 

二、從兩個(gè)案例說(shuō)起

 

要討論經(jīng)濟(jì)意義,得從兩個(gè)例子說(shuō)起。

 

第一個(gè)例子,湖南先導(dǎo)洋湖再生水廠(chǎng)

 

3月份我們?nèi)ズ舷葘?dǎo)洋湖再生水廠(chǎng)考察,該廠(chǎng)是湖南省內(nèi)首座“零排放”污水處理廠(chǎng)。工程設(shè)計(jì)貫徹了“海綿城市”、“生態(tài)園林”和“綠色市政”的理念,我們一走進(jìn)去,仿佛進(jìn)了一座花園,屋頂上都種滿(mǎn)了花草樹(shù)木,真是漂亮啊。污水廠(chǎng)與0.3km之外的洋湖濕地公園有效結(jié)合,處理的尾水形成濕地公園的補(bǔ)水,又可利用濕地公園的凈化功能,兩相結(jié)合,組成了一道市內(nèi)亮麗的風(fēng)景線(xiàn)。作為長(zhǎng)沙人的我又暗自傲驕了一把:好,咱們長(zhǎng)沙干啥事都不落后。這就是e20傅濤老師說(shuō)的:污水廠(chǎng)要成為人民美好生活的一部分啊。

 

洋湖再生水廠(chǎng)規(guī)劃了中水回用項(xiàng)目、能源項(xiàng)目和資源回收項(xiàng)目。中水回用項(xiàng)目總投資約0.8億元,設(shè)計(jì)規(guī)模2.5萬(wàn)噸/日,已投入使用,為洋湖生態(tài)新城范圍內(nèi)街道清掃、綠化澆灌、建筑施工、公共建筑沖廁等提供回用水,價(jià)格為1元/噸。

 

規(guī)劃的能源項(xiàng)目總投資約9000萬(wàn)元,規(guī)劃供能面積約100萬(wàn)平方米,制冷裝機(jī)量30mw,制熱裝機(jī)量25mw。

 

另外,規(guī)劃的資源廠(chǎng)將以水廠(chǎng)脫水污泥和人工濕地植物秸桿廢棄物等為原料,采用合適工藝處置實(shí)現(xiàn)資源化綜合利用。

 

說(shuō)到這里,可能要提到我的第二個(gè)毛病了:讀書(shū)時(shí)學(xué)的是會(huì)計(jì),工作時(shí)做的是會(huì)計(jì),算錢(qián)的事做多了,搞得我就像網(wǎng)紅深圳女孩一樣,對(duì)于“賺錢(qián)”如癡迷般執(zhí)著。一聽(tīng)說(shuō)中水可以賣(mài)錢(qián),馬上眼睛里滿(mǎn)是星星:“那要是你們把水都弄成中水賣(mài)出去了,不是沒(méi)成本,還能賺錢(qián)?”然后思緒也開(kāi)始飄了:長(zhǎng)沙市政用水第一級(jí)水價(jià)2.88元/噸,中水比市政供水價(jià)格低好多。這個(gè)事情太好了,既讓市民能使用到更便宜的中水,又實(shí)現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用。

 

我暗暗計(jì)算了一下,假設(shè)中水廠(chǎng)設(shè)施可用20年,0.8億元投資額攤到每噸水也就0.44元。

 

能源廠(chǎng)的制冷裝機(jī)量30mw,制熱裝機(jī)量25mw,預(yù)計(jì)一年可供能70gwh,長(zhǎng)沙市政供電第一級(jí)電價(jià)0.588元/kwh,相當(dāng)于多少錢(qián)我算不清了。以后資源廠(chǎng)還可以生產(chǎn)和銷(xiāo)售其他產(chǎn)品,既能為環(huán)境做貢獻(xiàn),又具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。越聽(tīng)越覺(jué)得這是一盤(pán)好生意,掏出手機(jī)發(fā)了條信息:老板,這個(gè)搞得,賺錢(qián)!

 

據(jù)水廠(chǎng)有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,一、二期總處理規(guī)模12萬(wàn)噸/日,出水達(dá)到地表水準(zhǔn)iv類(lèi)標(biāo)準(zhǔn),總投資約5億元,噸水投大約0.42萬(wàn)元。其中一期還配套了尾水人工濕地深度處理工藝,人工濕地零能耗,并通過(guò)智慧運(yùn)營(yíng)管理實(shí)現(xiàn)全廠(chǎng)精細(xì)化管理,總體節(jié)約節(jié)能降耗10%以上,目前直接運(yùn)營(yíng)成本折合每噸水僅6毛多。好吧,噸水投和運(yùn)營(yíng)成本都不高。

 

從洋湖再生水廠(chǎng)的實(shí)例來(lái)看,污水廠(chǎng)碳中和升級(jí),可以朝污水廠(chǎng)、中水廠(chǎng)、能源廠(chǎng)和資源廠(chǎng)“四位一體”的方向發(fā)展,不僅能賺錢(qián),還能為社會(huì)提供中水、能源和產(chǎn)品,成為人民美好生活的一部分,形成一種可持續(xù)發(fā)展的市政模式,經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益俱佳。

 

第二個(gè)例子,我們想再介紹一下aarhus水務(wù)管理的marselisborg污水廠(chǎng)

 

marselisborg污水廠(chǎng)在碳中和升級(jí)中,采取了一系列優(yōu)化措施,污水廠(chǎng)的年電耗共節(jié)省約100萬(wàn)kwh (折合1gwh),從4.2gwh降至3.15gwh,減幅達(dá)四分之一,噸水電耗降至0.25kwh/m3。

 

另一方面,污水廠(chǎng)通過(guò)能量回收的年產(chǎn)電量達(dá)4.8gwh,這就意味著除了足夠自用,還多出53%賣(mài)給國(guó)家電網(wǎng),此外還有2.5gw的多余熱能直接用于地區(qū)供熱。

 

整個(gè)項(xiàng)目花了他們約300萬(wàn)歐元,90%的經(jīng)費(fèi)自籌,市政府資助10%。但aarhus水務(wù)說(shuō),這個(gè)投資不用5年就能回本了。因?yàn)橛酂岷陀嚯娨荒昴苜u(mài)32.6萬(wàn)歐元,節(jié)能降耗每年能省下20.6萬(wàn)歐元,排污稅又能省下8萬(wàn)歐元,一年確實(shí)能省60多萬(wàn)歐,確實(shí)只用5年回本,5年后都屬純賺!但其實(shí)這還不是aarhus水務(wù)公司的自豪之處,真正讓他們驕傲的是,這個(gè)升級(jí)項(xiàng)目最終的受惠者是當(dāng)?shù)厥忻?,因?yàn)樗畡?wù)公司運(yùn)營(yíng)成本降了,意味著水價(jià)也可以下調(diào)了!果然,污水界的學(xué)霸,思想境界也是不錯(cuò)的。

 

從上面兩個(gè)案例我們可以看到,上篇文章“污水廠(chǎng)碳中和的途徑”也討論過(guò),污水廠(chǎng)的主要碳排放就是能耗,即用電,其次是藥劑投放。所以污水廠(chǎng)降低碳排放首先就是降低能耗,其次是減少藥劑使用。而根據(jù)污水廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)成本數(shù)據(jù),污水廠(chǎng)的能耗成本一般占總運(yùn)營(yíng)成本的25%-50%(vfl工藝能耗較低,可低至15%左右),藥劑成本也比較高,兩項(xiàng)合計(jì)一般超過(guò)50%。

 

另外,資源回收還可能產(chǎn)生其他收益。荷蘭的阿姆斯特丹西污水廠(chǎng)從污水中回收鳥(niǎo)糞石(一種含水的磷酸鹽礦物,是優(yōu)良的氮磷肥料),每年產(chǎn)量約500噸,預(yù)計(jì)最終穩(wěn)定產(chǎn)量為900噸。荷蘭另一座污水廠(chǎng)zutphen污水廠(chǎng)從污水中回收藻酸鹽,目前仍是世界最大的藻酸鹽加工廠(chǎng),規(guī)模為400噸/年。2020年鳥(niǎo)糞石炒到數(shù)萬(wàn)元一噸,藻酸鹽可以用于多種工業(yè)用途,每噸售價(jià)也在萬(wàn)元以上。資源回收為這些污水廠(chǎng)帶來(lái)了良好的收益。

 

因此,污水廠(chǎng)節(jié)能減排實(shí)際上就是降本增效。降低的是能耗,節(jié)省的是運(yùn)營(yíng)成本;提升的是能量與資源回收,流入的是收益。碳中和轉(zhuǎn)型升級(jí)就相當(dāng)于挖掘潛能,做好賺錢(qián)省錢(qián)的事,是污水廠(chǎng)本身的需要。

 

不過(guò),我們?cè)谕蠛偕畯S(chǎng)的交流中了解到,公司中水廠(chǎng)的供水入戶(hù)還是有難度的,我們預(yù)計(jì),自產(chǎn)發(fā)電上網(wǎng)也不是那么容易,其他資源回收利用也涉及商業(yè)模式的打通。因此,惟創(chuàng)的“區(qū)域環(huán)境綜合治理”,“致力于打通環(huán)境治理最后一公里”愿景,還任重而道遠(yuǎn)啊。但相信只要能堅(jiān)持努力,就一定會(huì)有所成果。

 

三、不止是賺錢(qián)省錢(qián)

 

其實(shí),污水廠(chǎng)的轉(zhuǎn)型升級(jí)還遠(yuǎn)不止賺錢(qián)省錢(qián)這么簡(jiǎn)單。

 

最近,我們經(jīng)常聽(tīng)到“內(nèi)卷化”這個(gè)詞。內(nèi)卷,本意是指人類(lèi)社會(huì)在一個(gè)發(fā)展階段達(dá)到某種確定的形式后,會(huì)出現(xiàn)停滯不前或無(wú)法轉(zhuǎn)化為另一種高級(jí)模式的現(xiàn)象?,F(xiàn)在內(nèi)卷更多地表達(dá)一種消耗精力的死循環(huán),組織或個(gè)人長(zhǎng)期停留在一種簡(jiǎn)單層面的自我消耗和自我重復(fù)現(xiàn)象,沒(méi)有發(fā)展。

 

有的國(guó)家陷入高位內(nèi)卷,比如日本,有的國(guó)家處于中低位內(nèi)卷,比如巴西、印度,及一些國(guó)家。而中國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái),一直屬于社會(huì)變革非??欤掷m(xù)具有欣欣向榮的活力的狀態(tài),現(xiàn)在也基本規(guī)避了中等收入陷阱。一個(gè)原因可以歸結(jié)為,黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)一直在提出并帶領(lǐng)全國(guó)人民實(shí)現(xiàn)更高的發(fā)展目標(biāo)。

 

我們記得,黨的十三大提出”三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略:第一步,到1990年實(shí)現(xiàn)溫飽;第二步,到20世紀(jì)末達(dá)到小康;第三步,到21世紀(jì)中葉達(dá)到中等發(fā)達(dá)國(guó)家水平。

 

黨的十八大又提出“在中國(guó)共產(chǎn)黨成立一百年時(shí)全面建成小康社會(huì),在新中國(guó)成立一百年時(shí)建成富強(qiáng)民主文明和諧的社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家”兩個(gè)百年目標(biāo)。

 

目前來(lái)看,前兩步已經(jīng)順利實(shí)現(xiàn),第三步,也就是第二個(gè)百年目標(biāo),也作出了分兩個(gè)階段推進(jìn)的戰(zhàn)略安排,即到2035年基本實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義現(xiàn)代化,到本世紀(jì)中葉把我國(guó)建成富強(qiáng)民主文明和諧美麗的社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)。

 

一個(gè)接一個(gè)的偉大目標(biāo),促進(jìn)了社會(huì)的巨大變革和進(jìn)步,催生了一個(gè)越來(lái)越強(qiáng)大的中國(guó)。如今,國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)又提出來(lái)“碳達(dá)峰”、“碳中和”的遠(yuǎn)景目標(biāo)。隨著碳中和戰(zhàn)略全面展開(kāi),未來(lái)40年,中國(guó)的能源系統(tǒng)將發(fā)生顛覆性改變。與此同時(shí),由于產(chǎn)業(yè)鏈效應(yīng),能源系統(tǒng)的變革,必將推動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)生全方位改變。中國(guó)能源研究會(huì)常務(wù)理事、國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化戰(zhàn)略研究和國(guó)際合作中心研究員李俊峰指出:“碳中和不僅僅只是能源的事,它與產(chǎn)業(yè)鏈等方方面面都有關(guān)系。碳中和目標(biāo)將深刻影響下一步產(chǎn)業(yè)鏈的重構(gòu)、重組和新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)?!?/p>

 

我們常覺(jué)得,國(guó)家通過(guò)一個(gè)目標(biāo),一個(gè)政策,帶來(lái)一場(chǎng)技術(shù)變革,促進(jìn)一個(gè)社會(huì)進(jìn)步,實(shí)在是一種高水平的“以點(diǎn)帶面”。其實(shí)企業(yè)管理也是如此。研究表明,推動(dòng)人和組織發(fā)生變化最關(guān)鍵的因素,70%來(lái)自于挑戰(zhàn)性的目標(biāo),只有不斷樹(shù)立更高目標(biāo),才能不斷激發(fā)組織和個(gè)人潛能,避免內(nèi)卷。

 

過(guò)去,我國(guó)污水處理廠(chǎng)伴隨著城市化的發(fā)展,以及排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升而飛速發(fā)展。而當(dāng)一家污水處理廠(chǎng)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)期,就變得像德魯克所說(shuō)的“管理良好的工廠(chǎng)是乏味的,沒(méi)有任何激動(dòng)人心的事情發(fā)生”一樣,每天重復(fù)著達(dá)標(biāo)與排放。正如內(nèi)卷概念所描述的:“停留在一種簡(jiǎn)單層面的自我重復(fù)”。

 

污水廠(chǎng)打破這種“每日重復(fù)”的狀態(tài),不斷樹(shù)立和追求更高的目標(biāo),激發(fā)組織與個(gè)人的創(chuàng)新潛能,是其存在的使命。

 

荷蘭、丹麥、新加坡等水處理的先鋒國(guó)家,已經(jīng)意識(shí)到污水背后所蘊(yùn)含的價(jià)值,污水重新被視作許多原材料的資源中心,這一理念已經(jīng)成為新的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力。中國(guó)完全有機(jī)會(huì)從歐美的追隨者轉(zhuǎn)變?yōu)槿蛩夹g(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。

 

另外,我們?cè)谏弦黄恼轮姓劦?,?shí)現(xiàn)能量自給或盈余的污水廠(chǎng),無(wú)不是通過(guò)一系列長(zhǎng)期的升級(jí)改造,從工藝和設(shè)備選擇等各方面挖掘潛能,從點(diǎn)滴的措施中提高能量回收效率,降低能耗,很難說(shuō)是哪個(gè)單項(xiàng)的技術(shù)突破或變革所帶來(lái)的成果。

 

因此,可以說(shuō),持續(xù)的挖潛降耗,從現(xiàn)在的點(diǎn)滴中向碳中和靠近,是污水廠(chǎng)本身發(fā)展的基因,碳中和只是這個(gè)過(guò)程中的by-product。

 

說(shuō)到這里,得提到我的第三個(gè)毛病了,就是自家的東西一旦認(rèn)可,便越看越喜歡,越思考越覺(jué)得好。vfl(vertical flow labyrinth)垂直流迷宮技術(shù)的發(fā)明人–優(yōu)雷先生說(shuō):我們的長(zhǎng)期目標(biāo)是最大程度地提高效率,同時(shí)最大程度地降低運(yùn)營(yíng)成本和能耗,并最大限度的回收和再利用純凈水。每年我們都提高水產(chǎn)量的結(jié)果,減少?gòu)U水處理的能源難度。

 

這種理念的促進(jìn)下,vfl工藝的出發(fā)點(diǎn)是,盡一切可能遵循自然之道,創(chuàng)造一個(gè)極適合生物菌群生長(zhǎng)和最大化生物處理效率的環(huán)境。能借助自然之力,就不使用機(jī)械之力,所以系統(tǒng)較其他傳統(tǒng)工藝減少了很多電動(dòng)機(jī)械設(shè)備,如攪拌設(shè)備、回流泵、刮泥機(jī)等。

 

當(dāng)理解得更多,也對(duì)其創(chuàng)造者更由衷的佩服,從理念出發(fā),把功能優(yōu)化到極致。

 

目前,我們也在進(jìn)一步優(yōu)化,例如,將vfl與水務(wù)通在線(xiàn)管理相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、無(wú)人化管理等等。

 

還是說(shuō)回我們的主題。由此可見(jiàn),作為污水處理廠(chǎng),挖掘潛能,降低能耗,這不是因?yàn)樘贾泻筒乓龅氖虑?,而是從污水處理誕生起,即是它內(nèi)在的基因和使命,是污水處理廠(chǎng)不斷向前發(fā)展、永葆活力的前提(就像已有135年歷史的不老污水廠(chǎng)blackburn meadows一樣)。

 

可以說(shuō),從污水處理廠(chǎng)的誕生起,它就一直在向碳中和一點(diǎn)點(diǎn)靠近。而隨著它越來(lái)越接近甚至超越,它也必然為我們的生活環(huán)境乃至民生福祉做出越來(lái)越大的貢獻(xiàn)。前面我們不是說(shuō)了洋湖再生水廠(chǎng)和marselisborg污水廠(chǎng)的故事,正因?yàn)樗鼈兊呐?,才使我們環(huán)境更好了,碳排放也更少了,還有更多更便宜的生活必須品–水和能源可使用,您說(shuō)是不是?

 

文章來(lái)源:惟創(chuàng)環(huán)境

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