2021年是中國開啟“碳中和”的元年，中國真正邁入低碳發(fā)展時代。各行各業(yè)積極探索低碳化的發(fā)展路徑，水務行業(yè)自然也不會缺席。聯(lián)合國數(shù)據(jù)顯示，全球污水處理等水處理行業(yè)碳排放量大約占全球碳排放量2%左右。水務行業(yè)的減污降碳對碳達峰和碳中和有著重要的作用，是不可忽視的碳減排領域。

2020年12月12日，國家主席習近平在氣候雄心峰會上承諾到2030年，中國單位國內生產總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上，實現(xiàn)“碳達峰”，努力爭取2060年前實現(xiàn)“碳中和”。

2021年3月15日成為中國碳達峰、碳中和的分水嶺，習近平總書記主持召開的中央財經委員會第九次會議強調：“要把碳達峰、碳中和納入生態(tài)文明建設整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實現(xiàn)2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標。”

2021年是“十四五”的開局之年，同時也是中國開啟“碳中和”的元年，中國真正邁入低碳發(fā)展時代。

各行各業(yè)積極探索低碳化的發(fā)展路徑，水務行業(yè)自然也不會缺席。聯(lián)合國數(shù)據(jù)顯示，全球污水處理等水處理行業(yè)碳排放量大約占全球碳排放量2%左右。水務行業(yè)的減污降碳對碳達峰和碳中和有著重要的作用，是不可忽視的碳減排領域。

水務低碳化的戰(zhàn)役已經打響未來低碳范疇可能高于環(huán)保

國家動作層面，一系列的實際動作將推動雙碳戰(zhàn)略落下石錘。

首先，頂層設計部署上，國家和各省市相繼出臺了關于綠色低碳循環(huán)發(fā)展經濟體系的文件，統(tǒng)籌推進高質量發(fā)展和高水平保護，確保實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標，推動我國綠色發(fā)展邁上新臺階。

其次，市場化角度，生態(tài)環(huán)境部要求加快全國碳市場建設，推進綠色低碳發(fā)展。有了市場交易，自然會提高行業(yè)積極性。據(jù)了解，7月16日開市以來，全國碳市場排放配額累計成交量達到702萬噸，累計成交額是3.55億元。全國碳市場運行平穩(wěn)，交易價格從首日開盤價的每噸48元上升到8月17日收盤價每噸51.76元。

第三，監(jiān)管角度，生態(tài)環(huán)境部下一步將把碳達峰、碳中和落實情況納入中央生態(tài)環(huán)境保護督察。這也將倒逼水務企業(yè)進行低碳方面的相關改造。

低碳化背景下，也正值“雙百跨越”（即從2021建黨百年向2049建國百年邁進）的關鍵節(jié)點，2020年7月，E20攜手16家水務領跑企業(yè)共同發(fā)起成立“雙百跨越”污水處理標桿聯(lián)盟。(相關閱讀：引領行業(yè)升級方向，“雙百跨越”污水處理標桿聯(lián)盟成立)聯(lián)盟踐行“雙百跨越”行動計劃，為樹立污水處理標桿形象，引領污水處理行業(yè)未來，開展了“雙百跨越”標桿污水廠比選活動。

其中，在低碳化方面比選出3個細分榜單，8座污水廠入圍，上榜5座。城市污水廠正由節(jié)能降耗向綠色低碳循環(huán)、系統(tǒng)融合的方向轉型，但目前行業(yè)低碳化才剛剛起步。入圍的64座污水廠中最低單噸電耗達到0.12kWh/噸，最高單噸電耗0.69kWh/噸，而地下污水廠和地上污水廠的單位運營電耗差距較大，其中，地下污水廠平均電耗0.73kWh/噸。(剔除可再生能源利用及污泥處置發(fā)電耗電等外部電耗，剔除地下污水廠提升排放、通風等高電耗因素影響)此外，工藝選擇及南北差異均對能耗影響明顯。

中國人民大學環(huán)境學院副院長王洪臣表示曾表示，污水處理行業(yè)盡管經濟總量、投資規(guī)模和從業(yè)人員只有經濟全行業(yè)的千分之一，但碳排放量卻占全社會總排放量的1%-2%，是一個名副其實的高碳行業(yè)。E20研究院院長傅濤博士指出，未來在低碳和環(huán)保之間會存在博弈。碳交易形式有兩種，一種是可以買賣的碳配額，一種是可以通過低碳產品實現(xiàn)。環(huán)保的可能不低碳，低碳的未必環(huán)保，未來在低碳和環(huán)保之間會存在博弈，低碳的維度會越來越高，未來低碳范疇可能高于環(huán)保。

一波水務行業(yè)龍頭搶占“碳”先機

當前，污水處理行業(yè)已經迎來了新的挑戰(zhàn)，從節(jié)能降耗角度審視污水處理過程的高能耗，從物質循環(huán)角度審視污水處理的高“碳足跡”，因此，具有耦合資源和能源回收理念的新路線和新工藝不斷涌現(xiàn)。目前世界范圍內，對“污水”的認知已經從“廢物處理”對象轉向“資源及能源回收”的載體，基于資源回收、能源開發(fā)與利用和碳平衡理念的未來污水處理廠在領先的環(huán)境公司已經開始實踐。

在中國“30·60”戰(zhàn)略目標之下，我國的污水處理行業(yè)亦將大刀闊斧地踐行低碳發(fā)展路徑，以高質量發(fā)展引領轉型升級，以高質量發(fā)展打造競爭新優(yōu)勢，以高質量發(fā)展贏得未來。

比如，在近期“雙百跨越”污水處理標桿聯(lián)盟舉辦的污水處理行業(yè)工藝技術產品化專題研討沙龍暨首期“雙百跨越”污水處理標桿建設技術產品預評審會上，北控水務介紹了已投入生產運營的生化系統(tǒng)智能控制技術(BE-EMR)、按需曝氣工藝包(BE-CMR)、高級氧化工藝包(BE-Fenton)三款硬核科技產品。

BE-EMR借助工藝智能機器人“北控小藍”，可以實現(xiàn)生化系統(tǒng)運行的無人值守和閉環(huán)控制，通過對水、泥、氣、藥等各個關鍵工藝參數(shù)的智能控制，達到行業(yè)運行專家的控制水平，大幅度節(jié)省運行的電耗和藥耗，降低電耗10-20%，降低藥耗20-90%，同時提升處理水質，提高系統(tǒng)抗沖擊能力，溶解氧控制精度達到±0.1mg/L，達到行業(yè)領先水平。

BE-CMR以其特有的反應池、設備構造和智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)反硝化除磷、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、內源呼吸抑制等先進控制結果；可以實現(xiàn)在碳氮比(BOD5/TN)低于1.7的情況下，出水TN達到8mg/L以下，生物除磷去除率達到95%以上，在正常碳氮比條件下出水TN達到5mg/L以下。

BE-Fenton可以實現(xiàn)低成本對難降解COD的去除，出水COD達到20mg/L以下，在COD凈去除量30-40mg/L時，直接運行成本低至0.36元/噸，比傳統(tǒng)芬頓法成本低50%以上，比臭氧催化氧化成本低60%以上，并具有占地小，投資少的優(yōu)點。

而首創(chuàng)環(huán)保則成功利用黑科技—生物模擬技術，守護水廠全周期。生物模擬技術是采用ASM白箱模型實現(xiàn)水廠數(shù)字化，是解決傳統(tǒng)污水處理廠效率問題最有效的手段，其可以解決污水處理廠全生命周期的技術需求，包括優(yōu)化初步設計、工藝自控方案設計、運營優(yōu)化以及問題診斷等。

從2017年4月起，首創(chuàng)環(huán)保就與荷蘭ASM DESIGN技術公司展開合作，以長治A2/O污水處理廠為案例展開生物建模研發(fā)。經一年多研發(fā)與實踐，成功將荷蘭業(yè)已成熟的“模型協(xié)議”移植到我國污水處理廠，實現(xiàn)該水廠碳源投加量降低70%以上，運行成本降低1800萬元/年。

此外，首創(chuàng)環(huán)保根據(jù)國情進一步優(yōu)化數(shù)學模擬建模方法、規(guī)范數(shù)據(jù)收集/清洗、搭建數(shù)據(jù)庫，以匹配中國水質和運營特征，且儲備我國參數(shù)數(shù)據(jù)庫。經長達4年之久研發(fā)與實踐，首創(chuàng)環(huán)保不僅在公司內部完成了對A2/O、CAST、氧化溝、MBR等工藝數(shù)個污水處理廠模型構建和運行優(yōu)化工作，而且成功實現(xiàn)該技術的市場化推廣。到目前為止，已完成廈門環(huán)科公司下屬前埔污水處理廠(20 萬m³/d)運行優(yōu)化建模項目，后期還將繼續(xù)為廈門水務其它4個污水處理廠提供運行優(yōu)化建模服務和智慧運行平臺技術支持。其他在上海、安徽等地的外部合作也在洽談之中。

碧水源在MBR技術、MBR-DF雙膜新水源技術的基礎上，又研發(fā)了新成果振動膜生物反應器技術——V-MBR。據(jù)介紹，這一技術最大的特點是能耗低、膜抗污染性強，其出水總氮較傳統(tǒng)曝氣MBR技術降低30%，即降低3-5mg/L，組器運行能耗較傳統(tǒng)MBR組器降低70%，按照1000萬噸/天的處理規(guī)模計算，每年可使MBR組器運行能耗節(jié)省2—3億元。既提升了出水水質又降低了運行成本，已入選《國家鼓勵發(fā)展的重大環(huán)保技術裝備目錄》，是目前最具競爭力的膜法水處理技術之一。

碧水源目前還正在研發(fā)面向未來的可實現(xiàn)資源循環(huán)、能源回收、環(huán)境友好的低碳污水資源全回收廠，該回收廠運用納米級高精度膜分離等自主知識產權技術，高效回收污水中的資源和能源，將污水處理廠升級為兼具保護環(huán)境、增加水資源、生產能源和磷肥回收等多功能的新型城市綜合體。

中持股份打造的睢縣第三污水處理廠是全國首座按照概念廠“水質永續(xù)、能量自給、資源回收、環(huán)境友好”四個追求建造的污水處理概念廠，項目建立了有機質處理中心，能量自給程度可以滿足廠區(qū)能耗的40~60%，實現(xiàn)物質良性循環(huán)和資源化，踐行了“污水廠是能源工廠”的治理理念。此外，中持股份的寧海縣城北污泥處理處置工程作為寧�？h的一座綠色生態(tài)基礎設施，按照集中處理，協(xié)同消化的原則，實現(xiàn)了有機廢棄物的資源化利用，大大提高污泥處理的效率，改善城市水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的同時，也是貫徹節(jié)能減排政策，發(fā)展低碳經濟和循環(huán)經濟的重要舉措。

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》，計劃到2025年，碳排放量和碳排放強度較2020年下降20%以上，高安屯再生水廠率先實現(xiàn)碳中和。

在運營管理創(chuàng)新方面，北京排水集團將通過實施優(yōu)化“廠網(wǎng)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；在科技創(chuàng)新方面，將積極探索行業(yè)低碳新技術，推動集團自主創(chuàng)新低碳技術——厭氧氨氧化和好氧顆粒污泥技術轉化應用，在企業(yè)內部搭建沼氣熱電聯(lián)產、分布式光伏發(fā)電、水源熱泵等綠色低碳技術應用平臺，培育集團綠色產業(yè),實現(xiàn)低碳綠色生產；在生態(tài)服務創(chuàng)新方面，將大力推動再生水回用和污泥資源化利用，扶植循環(huán)經濟新業(yè)態(tài)，實現(xiàn)生態(tài)固碳。

......

低碳已經成為企業(yè)發(fā)展的一大重要抓手。不僅是上述提到的企業(yè)，事實上很多環(huán)保企業(yè)也在“摩拳擦掌”，進軍低碳化賽道。

水務行業(yè)低碳化，路在何方?

未來，水務行業(yè)的低碳化之路該怎么走?方向在哪兒？這是行業(yè)非常關注的問題。

針對這些問題，行業(yè)內也展開了深入的討論和探索，E20環(huán)境平臺也曾主辦多場主題沙龍，來具體探討和交流。

 

清華大學環(huán)境學院教授，博士生導師王凱軍在上述沙龍中曾表示，低碳本質是國家安全與能源可持續(xù)發(fā)展問題；可持續(xù)發(fā)展和低碳發(fā)展是國際共識，國家政策明確，但到目前為止各行各業(yè)解讀和執(zhí)行情況不統(tǒng)一，有些領域還在喊口號階段，應該將碳達峰碳中和切實納入到國家生態(tài)文明框架，切實從和諧共生、良性循環(huán)、全面發(fā)展、可持續(xù)繁榮等方面落實。

中國人民大學低碳水環(huán)境技術研究中心主任王洪臣教授表示，低碳化應落腳在精細化運行、高效設備選型、新技術驅動上。5萬噸/天、10萬噸/天、15萬噸/天等中小處理規(guī)模具有行業(yè)普遍性，但是低碳數(shù)據(jù)沒有大規(guī)模污水處理廠好，建議將大規(guī)模污水廠低碳指標凝練出來用于指導中小規(guī)模污水處理廠進行低碳對標。

光大水務執(zhí)行董事兼總裁安雪松認為，水務行業(yè)的碳中和應當以能源回收為主要導向，提升全過程的綠色比例。首先，要改變行業(yè)內在規(guī)劃、設計、建設、運營與改造時的技術出發(fā)點，增加碳足跡追蹤的評估和技術方案優(yōu)化內容；其次，要調整研發(fā)方向，將適當比例的研發(fā)資金投入到“減污降碳”協(xié)同的技術領域，如節(jié)能、降耗、減排與再生利用等領域；再者，要讓水務行業(yè)主動加入到碳管理體系中去。

云南水務總經理于龍指出，生態(tài)環(huán)境保護與生態(tài)文明修復并重，需以碳循環(huán)為基礎實現(xiàn)“碳達峰，碳中和”，未來將實現(xiàn)污泥和有機固廢產生、污泥處理和有機固廢協(xié)同處置、還碳于土到人類生活的閉環(huán)。

北控水務執(zhí)行董事、執(zhí)行總裁李力表示，污水處理不僅涵蓋水務還包括水環(huán)境，所以污水處理行業(yè)不僅要低碳，還要向負碳去努力。未來污水處理行業(yè)市場化有更好預期，加之碳交易的活躍，這些都將推動污水處理行業(yè)的高質量轉型。環(huán)保行業(yè)發(fā)展從解決污染物問題，到解決營養(yǎng)物問題，現(xiàn)在已經有了生態(tài)指標，溫室氣體減排將不是政府強制要求的，而是行業(yè)會主動參與其中，形成跨介質處理和跨行業(yè)處理，使多種基礎處理設施融合，形成產業(yè)滲透，我們停留在環(huán)保和工業(yè)之間的最后一公里，產業(yè)滲透是未來拉動行業(yè)服務范式的升級方向。

碧水源總經理戴日成建議開展污水處理小系統(tǒng)的碳中和研究，推進污水處理領域非依賴碳源型深度脫氮、智能加藥、污水污泥資源化等低碳技術創(chuàng)新和工程應用，從源頭實現(xiàn)節(jié)能減排。同時，他呼吁環(huán)保行業(yè)加強規(guī)劃引領和政策支持，盡快出臺可低碳發(fā)展的指導政策、低碳標準和技術規(guī)范，促進高新技術企業(yè)在實現(xiàn)碳中和、碳達峰目標中發(fā)揮引領帶動作用。

博匯特董事長潘建通認為，要在污水處理行業(yè)實現(xiàn)碳中和，總體來說有三條路徑，即“提質增效+節(jié)能降耗+能量資源回收”。短期內提質增效仍將是行業(yè)主旋律，需要提升工藝、更新設備來提升能源使用效率，減少現(xiàn)有碳排放，實現(xiàn)消耗最小化。有條件和有剛性需求的污水廠將面臨工藝技術升級，再深入一步，污水資源化、能量回收和有效組分回收是“碳中和”的深層次需求。

在國務院發(fā)展研究中心資源與環(huán)境政策研究所副所長、研究員常紀文與E20研究團隊的署名文章《推進市政污水處理行業(yè)低碳轉型，助力碳達峰、碳中和》中，提到了對于我國市政污水處理行業(yè)開展低碳發(fā)展轉型的總體建議：第一，要摸清市政污水處理廠的底數(shù)和低碳發(fā)展?jié)摿�，制定低碳轉型目標和階段性任務；第二，健全市政污水處理行業(yè)與綠色、循環(huán)標準體系相銜接的低碳發(fā)展標準體系；第三，基于市政污水處理企業(yè)的減排貢獻、能源轉化效果建立污水處理價格調整及運營補貼機制；第四，允許市政污水處理行業(yè)靈活利用節(jié)能指標、能源利用指標、發(fā)電指標和碳匯建設指標，提升其經濟效益；第五，設立市政污水處理行業(yè)低碳發(fā)展國家科技專項，通過試點示范樹立標桿企業(yè)，全面推動新工藝和新技術的發(fā)展；第六，建立市政污水處理行業(yè)綠色、低碳、循環(huán)發(fā)展的綜合考核機制（詳情點擊：推進市政污水處理行業(yè)低碳轉型，助力碳達峰、碳中和）。

E20研究院院長傅濤博士表示，以前我們衡量價值的標尺是經濟因素，之后是環(huán)保，總書記提出“綠水青山就是金山銀山”將經濟和環(huán)保進行了完美統(tǒng)一，而低碳的提出，讓我們有了第三把標尺。中國踐行的是生態(tài)文明下的低碳戰(zhàn)略，而不是歐美碳核算規(guī)則下的按部就班，中國會有自己的碳核算辦法。建議每個領域都可以制定自己的低碳發(fā)展導則和指南，盡可能降低行業(yè)碳排，積極參與國際碳排放規(guī)則制定。在生態(tài)文明邏輯下，E20研究院提出了“30·60”戰(zhàn)略的“低碳二十字方針”(節(jié)能優(yōu)先、效率為本、完整周期、系統(tǒng)治理、兩山發(fā)力)。

如果從全周期和全價值鏈條核算來看，污水處理行業(yè)產生的綜合價值會遠遠比處理污染物產生的價值要高，污水處理費用不止現(xiàn)在的水平，而是可能比現(xiàn)在高很多。“我已經隱隱感到環(huán)境產業(yè)新的春天要來到了，優(yōu)質的環(huán)保資產將再次成為資本市場的寵兒。”傅濤表示，污水和垃圾處理的價值延伸都將是經濟核算的資源，盡量把污水和垃圾中的資源和能源重新導入到低碳的循環(huán)中去。