污水厂能源消耗有多大？“光伏 污水厂”正在成为能源经济新模式-pg电子竞技平台

2022-11-07 14:33:07  信息编号：k226017  浏览次数：35

你知道吗？

水资源的短缺和急速消耗，一直是亟待解决的全球性挑战之一；

全世界约九分之一的人口缺乏安全干净的水源；

废污水处理，是世界范围内最重要的环境保护技能之一。

住建部数据显示，2016年以来，我国污水处理厂建设不断加快，同时其污水处理能力日渐增强，污水年处理量、污水处理率也都在稳步增长。

国家层面高度重视，让污水处理行业进入爆发期，但新的问题随之而来——能源消耗。

2018年全国用电调查显示，污水处理厂电力资源消耗总量中占据全国总电量的3%。而后有相关调查机构判断，在未来发展的15年内，我国污水处理消耗的电力资源将会达到20%。

电力资源大量消耗，意味着污水处理厂需要承担高昂的运行费用。而伴随着全球范围内能源短缺和环境污染问题日趋严重，推动污水处理行业尽早实现低碳运行、节能降耗，已然变得迫在眉睫。

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政策支持

9月27日，国家发改委、住房城乡建设部、生态环境部联合印发《污泥无害化处理和资源化利用实施方案》的通知。

通知要求，推广污水源热泵技术、污泥沼气热电联产技术，实现厂区或周边区域供热供冷。推广“光伏 ”模式，在厂区屋顶布置太阳能发电设施。积极推广建设能源资源高效循环利用的污水处理绿色低碳标杆厂，实现减污降碳协同增效。探索建立行业采信机制，畅通污泥资源化产品市场出路。

“光伏 污水处理厂”，一跃成为当下最流行的方向。

某光伏企业相关负责人介绍，近10年来，我国光伏发电成本持续降低，再加上污水处理厂的主要处理单元，如初沉池、曝气池、二沉池都拥有较大的表面空间，厂区内的绿化地带和办公建筑屋顶也能安装光伏电池组件，两者在硬件方面相当契合。

不仅如此，由于污水处理厂的运作模式是24小时连续运转，用电需求非常平稳。如果安装了光伏电站，白天光伏发电量大，可以做到即发即用，避开用电高峰；夜间低谷电价相对较低，也能有效降低污水处理厂的用电成本。

事实上，自2020年以来，国家已经出台了多项政策，鼓励污水处理企业建设分布式光伏。

2020年4月，国家5部委出台文件，鼓励污水处理企业综合利用场地空间，采用“自发自用、余量上网”模式建设光伏发电项目。

2021年11月，浙江省能源局正式印发全国首个针对整县推进分布式光伏开发试点工作的省级实施工作导则，文件明确对现有污水厂和自来水厂的光伏安装比例要求达到90%以上。

2022年6月，生态环境部等七部门联合印发了《减污降碳协同增效实施方案》，《方案》指出，在污水处理厂推广建设太阳能发电设施，同时，开展城镇污水处理和资源化利用碳排放测算，优化污水处理设施能耗和碳排放管理。

国家和地方政府的大力支持，进一步打开了“光伏 污水处理厂”的想象空间。

根据住建部数据，目前全国累计建成城市污水处理厂5000多座(不含乡镇污水处理厂和工业)，污水处理能力达2.1亿立方米/日。专业人士测算，按每个污水厂平均可建设5mw光伏容量预估，目前我国污水厂可建设光伏电站的规模将超25gw，潜在市场广阔。

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污水处理电能消耗大，光伏成为首选

2022年11月1号18点，国内最大的污水处理厂分布式光伏发电项目北湖污水处理厂光伏电站终于实现了全容量正式并网运行，开启了武汉控股绿色产业新篇章。

电站采用“自发自用，余电上网”模式。据测算，在25年运营期内，该光伏项目每年可提供约2200万度的绿色清洁电能，节约发电燃煤约0.8万吨，相当于减少二氧化碳（co2)排放量约2万吨，环保效益突出，节能减排效果显著，为积极稳妥推进武汉控股碳达峰碳中和事业，践行“二十大‘双碳’”战略目标贡献力量。

北湖污水处理厂光伏项目是武汉市主城区首个开展的污水处理厂分布式光伏项目。该项目创造了多个国内“第一”：装机规模全国污水厂第一 ；分布式大跨度柔性支架数量全国第一；柔性支架单跨距离全国第一，是武汉市城投集团、市水务集团和武汉控股的年度重点项目。

北湖污水处理厂位于武汉市洪山区腾飞大道与八吉府大街交会处东侧，是国内一次性建成规模最大的污水处理厂。如今，半个武昌城的污水每天都通过埋深超过40米的大东湖深隧奔向北湖污水处理厂进行深度处理。然而，污水处理的繁忙同样意味着巨大的电力消耗。

同时，北湖污水处理厂抽水深度深、处理量大，在污水处理的直接生产成本中，电能消耗占30%以上，因此光伏发电便成了不二首选。有助于污水处理厂摆脱对传统电力的长期依赖，不仅给污水处理厂的基础设施送去绿色电力，还可实现大气环境和水环境污染减排的双赢，可谓一举多得。

污水处理厂有着大面积的水处理水池，且年均耗电量比较大，光伏发电项目利用污水处理厂的屋顶、沉淀池、生化池等处，在其上方加装光伏板，有着得天独厚的空间优势；其次，污水处理厂上方的光伏板能够遮挡直射水池的阳光，有效抑制了池内原本要经常清理的绿藻生长。

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占地18万平方，建最美“光伏池”

作为国内一次性建成规模最大的污水处理厂，同时也是武汉市主城区首个开展分布式光伏项目的污水处理厂，似“领头雁”一般的存在，但在施工过程中，并非都是一帆风顺的。

今年4月，武汉发布了大风蓝色预警，这对施工工作无疑是一种挑战。得知消息后，项目团队未雨绸缪，连夜施工加装稳定系统，给光伏板做好加固等防范应对工作，最终，安稳地度过了这一“大风大雨”之时。

与此同时，由于湖污水处理厂内大型处理池较多，仅二次沉淀池直径就达50多米。池面大跨度铺设光伏板是此次项目的难点之一。

为此，该项目采用钢结构与预应力钢索系统组合支架结构，通过对钢索施加预应力使得其获得刚度，并通过纵向稳定系统将各行连成一个整体，共同抵御风振影响。其中二次沉淀池区域的钢索单跨跨度达59.3米，为目前全国预应力钢索光伏支架体系的最大单跨跨度。通过张拉副索可有效调节大跨度带来的挠度问题，使得光伏发电站兼具安全性与美观性。

新的安装方法使建设造价低于传统钢结构支架30%至50%，承重能力则提高30%以上，施工周期缩短40%至50%，管桩数量节约90%以上，钢材用量节约30%至50%，大幅降低建筑能耗。

北湖污水处理厂此次采用“屋顶光伏 池面大跨越柔性支架光伏”的形式，光伏板总面积达18.5万平方米，是国内最大的污水处理厂分布式光伏发电项目。

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“光伏 污水厂”，能源经济新模式

近年来，随着国家双碳政策的出台，诸多企业紧随其后，积极探索，寻求新时代的能源经济模式。国务院曾在去年4月明确提出鼓励污水处理企业综合利用场地空间，采用“自发自用、余量上网”模式建设光伏发电项目的指导意见。

因此，在“双碳”目标下，作为耗能大户的污水处理厂的节能降耗也被提上日程。为了提高污水处理效率及水质，越来越多的污水厂开始探索光伏发电的模式

同时光伏发电成本持续降低，加之污水处理厂空间庞大的天然优势，污水处理厂的主要处理单元，如初沉池、曝气池、二沉池拥有较大的表面空间，厂区内的绿化地带和办公建筑屋顶也能安装光伏电池组件，因此具备在污水处理厂实施光伏发电系统的基本硬件条件。

如今，武汉北湖污水处理厂54000块光伏板全部安装到位，且并网发电，相关负责人介绍，安装在北湖污水厂的光伏板，总面积达到18万平方米。其中，屋面光伏装机规模约1.46016兆瓦，占地约1.5万平方米，大跨越柔性支架光伏装机规模约22.26744兆瓦，占地约16.67万平方米，总建设规模约23.7276兆瓦，项目全寿命周期为25年。

据测算，北湖污水处理厂光伏发电项目并网发电后，在25年运营期内，每年可提供绿色清洁电能约2200万千瓦时，占厂区用电总量的20%。这些电能将全部用于北湖污水处理厂生产用电，每年因此可节约发电燃煤约8000吨，相当于减少二氧化碳排放量约2万吨，减污降碳成效显著。该项目利用 “水务 光伏”的天然优势，进一步降低污水厂用电成本，促进类似光伏项目的可持续发展，未来可逐步在水务系统中复制推广，大力践行绿色发展的理念。