污水廠“碳中和”升級(jí)一定是高成本嗎？

水處理網(wǎng)訊:一、污水廠“碳中和”轉(zhuǎn)型升級(jí)的意義

上篇文章中討論了污水廠“碳中和”的途徑（點(diǎn)擊查看），可能大家會(huì)覺得污水處理廠的電耗才占社會(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，就像撒開了腿跑歡了一樣，不搞通透是停不下來的。所以，最近一直思考污水廠“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2014年污水處理廠電耗占全國總電耗的0.26%，算上工業(yè)廢水處理和污泥處理，所占比例將超過2%。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%。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，原來都是被逼的?。?。

針對(duì)1%-2%這個(gè)數(shù)據(jù)，之前聽北京工業(yè)大學(xué)一個(gè)教授講課，說聽到這個(gè)數(shù)據(jù)很震驚。說實(shí)話，我聽到這個(gè)數(shù)據(jù)的想法是：這么少！完全沒有震驚到啊，看來理解的深度還不夠。不過講得是真的好，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。

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，您說是不是？

不過，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)案例說起

要討論經(jīng)濟(jì)意義，得從兩個(gè)例子說起。

第一個(gè)例子，湖南先導(dǎo)洋湖再生水廠

3月份我們?nèi)ズ舷葘?dǎo)洋湖再生水廠考察，該廠是湖南省內(nèi)首座“零排放”污水處理廠。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，屋頂上都種滿了花草樹木，真是漂亮啊。污水廠與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。作為長沙人的我又暗自傲驕了一把：好，咱們長沙干啥事都不落后。這就是E20傅濤老師說的：污水廠要成為人民美好生活的一部分啊。

洋湖再生水廠規(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9000萬元，規(guī)劃供能面積約100萬平方米，制冷裝機(jī)量30MW，制熱裝機(jī)量25MW。

另外，規(guī)劃的資源廠將以水廠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。

說到這里，可能要提到我的第二個(gè)毛病了：讀書時(shí)學(xué)的是會(huì)計(jì)，工作時(shí)做的是會(huì)計(jì)，算錢的事做多了，搞得我就像網(wǎng)紅深圳女孩一樣，對(duì)于“賺錢”如癡迷般執(zhí)著。一聽說中水可以賣錢，馬上眼睛里滿是星星：“那要是你們把水都弄成中水賣出去了，不是沒成本，還能賺錢？”然后思緒也開始飄了：長沙市政用水第一級(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，長沙市政供電第一級(jí)電價(jià)0.588元/kWh，相當(dāng)于多少錢我算不清了。以后資源廠還可以生產(chǎn)和銷售其他產(chǎn)品，既能為環(huán)境做貢獻(xiàn)，又具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。越聽越覺得這是一盤好生意，掏出手機(jī)發(fā)了條信息：老板，這個(gè)搞得，賺錢！

據(jù)水廠有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，一、二期總處理規(guī)模12萬噸/日，出水達(dá)到地表水準(zhǔn)IV類標(biāo)準(zhǔn)，總投資約5億元，噸水投大約0.42萬元。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，并通過智慧運(yùn)營管理實(shí)現(xiàn)全廠精細(xì)化管理，總體節(jié)約節(jié)能降耗10%以上，目前直接運(yùn)營成本折合每噸水僅6毛多。好吧，噸水投和運(yùn)營成本都不高。

從洋湖再生水廠的實(shí)例來看，污水廠碳中和升級(jí)，可以朝污水廠、中水廠、能源廠和資源廠“四位一體”的方向發(fā)展，不僅能賺錢，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

Marselisborg污水廠在碳中和升級(jí)中，采取了一系列優(yōu)化措施，污水廠的年電耗共節(jié)省約100萬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，污水廠通過能量回收的年產(chǎn)電量達(dá)4.8GWh，這就意味著除了足夠自用，還多出53%賣給國家電網(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300萬歐元，90%的經(jīng)費(fèi)自籌，市政府資助10%。但Aarhus水務(wù)說，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u32.6萬歐元，節(jié)能降耗每年能省下20.6萬歐元，排污稅又能省下8萬歐元，一年確實(shí)能省60多萬歐，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)厥忻瘢驗(yàn)樗畡?wù)公司運(yùn)營成本降了，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“污水廠碳中和的途徑”也討論過，污水廠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)污水廠運(yùn)營成本數(shù)據(jù)，污水廠的能耗成本一般占總運(yùn)營成本的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從污水中回收鳥糞石（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Zutphen污水廠從污水中回收藻酸鹽，目前仍是世界最大的藻酸鹽加工廠，規(guī)模為400噸/年。2020年鳥糞石炒到數(shù)萬元一噸，藻酸鹽可以用于多種工業(yè)用途，每噸售價(jià)也在萬元以上。資源回收為這些污水廠帶來了良好的收益。

因此，污水廠節(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，做好賺錢省錢的事，是污水廠本身的需要。

不過，我們?cè)谕蠛偕畯S的交流中了解到，公司中水廠的供水入戶還是有難度的，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、不止是賺錢省錢

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

最近，我們經(jīng)常聽到“內(nèi)卷化”這個(gè)詞。內(nèi)卷，本意是指人類社會(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，沒有發(fā)展。

有的國家陷入高位內(nèi)卷，比如日本，有的國家處于中低位內(nèi)卷，比如巴西、印度，及一些國家。而中國自改革開放以來，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，黨和國家領(lǐng)導(dǎo)一直在提出并帶領(lǐng)全國人民實(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)國家水平。

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

目前來看，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。

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)越來越強(qiáng)大的中國。如今，國家領(lǐng)導(dǎo)又提出來“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，未來40年，中國的能源系統(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)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)生全方位改變。中國能源研究會(huì)常務(wù)理事、國家應(yīng)對(duì)氣候變化戰(zhàn)略研究和國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)、重組和新的國際標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>

我們常覺得，國家通過一個(gè)目標(biāo)，一個(gè)政策，帶來一場(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%來自于挑戰(zhàn)性的目標(biāo)，只有不斷樹立更高目標(biāo)，才能不斷激發(fā)組織和個(gè)人潛能，避免內(nèi)卷。

過去，我國污水處理廠伴隨著城市化的發(fā)展，以及排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升而飛速發(fā)展。而當(dāng)一家污水處理廠進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)營期，就變得像德魯克所說的“管理良好的工廠是乏味的，沒有任何激動(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)”。

污水廠打破這種“每日重復(fù)”的狀態(tài)，不斷樹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，無不是通過一系列長期的升級(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，很難說是哪個(gè)單項(xiàng)的技術(shù)突破或變革所帶來的成果。

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

說到這里，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：我們的長期目標(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，減少廢水處理的能源難度。

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)通在線管理相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、無人化管理等等。

還是說回我們的主題。由此可見，作為污水處理廠，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Blackburn Meadows一樣）。

可以說，從污水處理廠的誕生起，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越大的貢獻(xiàn)。前面我們不是說了洋湖再生水廠和Marselisborg污水廠的故事，正因?yàn)樗鼈兊呐Γ攀刮覀儹h(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，您說是不是？

好了，作為個(gè)人，我們也要不斷追求轉(zhuǎn)型升級(jí)。筆者我今年的轉(zhuǎn)型升級(jí)目標(biāo)就是每周一題，一定要把碳中和研究通透。我們下周不見不散。

最后，特別感謝湖南先導(dǎo)洋湖再生水廠，該廠是首批入選全國環(huán)保設(shè)施開放名單的水處理廠，在我們?nèi)タ疾鞂W(xué)習(xí)時(shí)為我們做了非常細(xì)致詳盡的講解，后期又針對(duì)數(shù)據(jù)核實(shí)給我們提供了很多幫助。水廠的運(yùn)營不但產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，還持續(xù)在環(huán)保知識(shí)科普交流方面發(fā)揮著自己的力量。