2020年9月，中國(guó)國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上宣布，我國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。此后，歐盟、日本、韓國(guó)、加拿大等國(guó)家相繼公布碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)時(shí)間表，美國(guó)也提出重回《巴黎協(xié)定》。

 

目前，全球重要經(jīng)濟(jì)體，占全球gdp75%、占全球碳排放量65%的國(guó)家開(kāi)始碳中和。一場(chǎng)波瀾壯闊的全球綠色低碳轉(zhuǎn)型大潮正在形成。作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展與民生保障的最基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，水務(wù)行業(yè)碳減排發(fā)展形勢(shì)迫在眉睫，在“碳中和”席卷之下，水務(wù)行業(yè)要如何實(shí)現(xiàn)綠色低碳？智慧水務(wù)如何為碳中和的實(shí)現(xiàn)助力？

 

1、什么是“碳中和”？

 

所謂碳中和（carbon neutrality）是指實(shí)現(xiàn)二氧化碳凈零排放，即通過(guò)植樹(shù)造林、節(jié)能減排等形式將人類活動(dòng)產(chǎn)生的二氧化碳全部抵銷，實(shí)現(xiàn)“零排放”。

 

2、全球及我國(guó)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(dāng)前的技術(shù)條件下，地下水資源及咸水還不能大規(guī)模開(kāi)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(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)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(yīng)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(shù)也不夠成熟，尚未形成規(guī)?；a(chǎn)，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(zhǎng)、人類對(duì)自然資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入不足等因素影響，水資源供應(yīng)可能會(huì)成為制約經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素。

 

（2）我國(guó)水資源狀況

 

我國(guó)的淡水資源總量為2.8萬(wàn)億立方米，其中地表水2.7萬(wàn)億立方米，地下水0.83萬(wàn)億立方米，水資源總量占全球的6%，居世界第六位。但我國(guó)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(jì)的153個(gè)國(guó)家中居第88位。再加上水資源地區(qū)分布和年內(nèi)年際分配的不均衡，我國(guó)的水資源缺乏情況較為普遍。

 

與此相反，中國(guó)是世界上用水量最多的國(guó)家，用水量的不斷增長(zhǎng)導(dǎo)致供求危機(jī)，日趨嚴(yán)重的水污染不僅降低了水體的使用功能，也進(jìn)一步加劇了水資源短缺的矛盾，形成了很多水質(zhì)性缺水城市。

 

我國(guó)水務(wù)行業(yè)特征：

 

1) 區(qū)域經(jīng)營(yíng)壟斷性強(qiáng)

 

2) 地域局限性

 

3) 長(zhǎng)期發(fā)展相對(duì)穩(wěn)定

 

4) 市場(chǎng)化水平低、行業(yè)盈利低微

 

5) 國(guó)內(nèi)水務(wù)企業(yè)技術(shù)水平差距不大，但與國(guó)際水平相比仍有差距

 

污水處理作為水務(wù)行業(yè)的重要一環(huán)。水務(wù)行業(yè)其完整的產(chǎn)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(guó)水務(wù)走碳中和發(fā)展之路的挑戰(zhàn)

 

盡管水務(wù)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(yīng)分別是二氧化碳的21倍和298倍。

 

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)。

 

一是從業(yè)人員對(duì)水務(wù)行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的認(rèn)識(shí)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)。未來(lái)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(mén)碳中和的重要手段，不僅是實(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(guó)污水處理與發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距，尤其是農(nóng)村污水處理仍存在諸多制約因素。如農(nóng)村污水具有水量水質(zhì)變化大、缺乏專業(yè)運(yùn)營(yíng)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(guó)家迥異，無(wú)法移植發(fā)達(dá)國(guó)家已有技術(shù)。

 

三是污水處理行業(yè)面臨污水處理級(jí)別和碳排放控制的矛盾。同等條件下，污水處理級(jí)別越高，能耗就越高，相應(yīng)的溫室氣體排放就越高。隨著未來(lái)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?jí)毫Α?/p>

 

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(lái)，隨著污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的開(kāi)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加大。然而，水務(wù)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(yùn)營(yíng)和管理成本，本身也會(huì)推漲資金成本。

 

4、智慧水務(wù)踐行低碳創(chuàng)新發(fā)展之路

 

水務(wù)行業(yè)當(dāng)前一項(xiàng)迫切的任務(wù)是追趕數(shù)字水務(wù)、智慧水務(wù)、工業(yè)4.0等重大的技術(shù)進(jìn)步，許多企業(yè)也在這些方面下足了功夫，在裝備、工藝、設(shè)施等方面不斷的進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)新一代信息技術(shù)在水務(wù)行業(yè)落地實(shí)踐，與碳達(dá)峰、碳中和的歷史進(jìn)程同步，有大量的耦合內(nèi)容，二者將產(chǎn)生巨大的互相提升作用。

 

北京排水集團(tuán)：率先發(fā)布減碳方案 智慧運(yùn)營(yíng)降碳

 

2021年6月24日，北京排水集團(tuán)在全國(guó)污水處理行業(yè)首家發(fā)布了《北京排水集團(tuán)碳中和規(guī)劃》（2021年-2050年）和《北京排水集團(tuán)碳中和實(shí)施方案》，制定北京排水集團(tuán)碳中和時(shí)間表和路線圖。北京排水集團(tuán)做好低碳運(yùn)營(yíng)的“減法”和開(kāi)發(fā)利用再生能源的“加法”，采取三個(gè)創(chuàng)新十大措施，促進(jìn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和。其中一條就是利用智慧運(yùn)營(yíng)管理創(chuàng)新降碳。通過(guò)實(shí)施優(yōu)化“廠網(wǎng)一體化”運(yùn)營(yíng)調(diào)度、精細(xì)化運(yùn)營(yíng)管理、設(shè)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(wù)：踐行低碳處理模式 智慧低碳運(yùn)行水廠

 

北控水務(wù)以低碳處理模式踐行碳中和。譬如，北控水務(wù)洛陽(yáng)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。通過(guò)工藝優(yōu)化、節(jié)能技改、光伏利用、精益管理、智慧運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)污水廠的低碳運(yùn)行；通過(guò)水、肥資源的持續(xù)輸出，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用，成為內(nèi)外兼修的“低碳標(biāo)桿水廠”。

 

深圳水務(wù)集團(tuán)：智慧管控一體化平臺(tái)陸續(xù)上線運(yùn)行

 

深圳水務(wù)集團(tuán)光明水廠通過(guò)智慧化手段代替人工運(yùn)行，提高了生產(chǎn)效率，通過(guò)集中少人值守，運(yùn)營(yíng)人員減少超過(guò)50%以上，通過(guò)智能加藥，智能配泵、優(yōu)化排泥等工藝智能算法控制，化學(xué)藥劑和能源消耗分別下降超過(guò)15%和10%，減少超過(guò)30%的廢水排放，從而實(shí)現(xiàn)碳減排。

 

深圳水務(wù)集團(tuán)洪湖水質(zhì)凈化廠通過(guò)智慧平臺(tái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)曝氣、最優(yōu)投藥、實(shí)時(shí)達(dá)標(biāo)排放、降低運(yùn)行成本，出廠水100%穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，能耗降低10%以上，減少碳排放。

 

隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等新科技技術(shù)的發(fā)展，并在全球范圍內(nèi)席卷不斷沖擊著水務(wù)行業(yè)的現(xiàn)有格局，也一舉打破了許多技術(shù)壁壘。目前，中國(guó)大力支持新基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推進(jìn)節(jié)能減排項(xiàng)目，推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，“十四五”期間是智慧水務(wù)發(fā)展的關(guān)鍵階段，也是發(fā)展的大好時(shí)機(jī)。無(wú)論是提出新基礎(chǔ)設(shè)施的概念，還是明確“碳達(dá)峰”、“碳中和”的目標(biāo)，都表明中國(guó)加大對(duì)數(shù)字經(jīng)濟(jì)和人工智能的積極投入，更加促進(jìn)智慧水務(wù)的發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)水務(wù)行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和。

 

文章來(lái)源：中國(guó)環(huán)境報(bào)、智慧水務(wù)研究院、央視頻、中國(guó)水星網(wǎng)整理