碳中和自来水厂、光伏水厂、光伏污水厂有什么不同？哪种类型才是低碳发展的未来？

碳中和与“光伏＋”并非是并列关系，而是 包含关系 ，光伏发电是实现碳中和的方法之一。

碳中和是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式， 以抵消自身产生的二氧化碳排放量 ，实现二氧化碳"零排放"。

以污水处理厂为例，虽然污水处理厂能够净化废水，但它们通常消耗大量电力，高达 0.3-0.8 kWh/m ³ 。据估计，美国每年总用电量的3%流向污水处理厂（美国环保局，2006年），而中国的平均这一数字为 0.3% （中国的经济总用电量很高，占比小并不意味着数值小）。

如下图所示，电耗占到了水厂碳排放的80%以上，其次是热力和药耗，均约为8%左右。

 水厂碳排放及占比

根据水厂碳排放占比图以及相关报道，不难总结出碳中和水厂的建设一般有以下三条思路：

●降低能耗 ：联合国数据显示，全球污水处理等水处理行业碳排放量大约占全球碳排放量2%左右。因此在碳中和背景下，减少能源是一个必不可少的环节，可采取的措施有使用 数字化管理措施 进行药剂投加的精准调控、采取 新兴技术 降低投药量及耗电量等等。

●发展清洁能源 ：能源方面，除了“节流”，还要“开源”，这里就涉及到上文所述的光伏发电技术。中国太阳能资源丰富，超过1000KW/m ² ，截至2012年底，中国的光伏发电容量已经达到7.8GW，因此光伏发电技术在我国具有良好的应用前景。“光伏+水厂”则是将太阳能光伏电池转化为电能，供水厂使用，从而实现节能环保，处理对象为自来水；“光伏+污水厂”则是将太阳能光伏电池转化为电能，用于污水厂的运行和处理，实现污水的处理和回用，处理对象为污水。除了光伏发电技术之外，目前比较热门的能源替代方案还有 热电联产、水源热泵、沼气发电 等。

●资源循环利用 ：主要是指 污泥资源化利用以及再生水 等过程，对污泥和废水进行循环利用，变“废”为“宝”。

●植树造林 ：植树造林虽然不是直接减排减碳，但是作为一个补充手段，也为碳中和发挥了不少的作用。

既然电耗作为水厂碳排放的“重量级选手”，那能否仅仅通过能源替代，应用光伏发电技术降低电耗能否实现水产碳中和呢？很可惜，答案是不能。

仅从能源角度来看，光伏+水厂和光伏+污水厂相对与其他降低能源方案来说更具有未来性 ，因为这两种类型不仅能够实现节能环保，而且还能够实现资源的回用，既节约了水资源，又减少了能源消耗。同时，随着技术的不断提升和成本的降低，光伏技术的应用将会越来越广泛，未来有望成为水厂和污水厂的主要能源来源。

但光伏技术的应用也存在一些痛点和难点，以E20-327光伏电池板应用于污水厂为例，一块电池板的占地面积为4.65 m ² ，可产生能量约为1.09 kWh /d，考虑充分利用污水处理厂顶部空间，约可提供6383 kWh/d的电力，仅能覆盖污水处理厂总能耗的 10.4% 。并且除了发展清洁能源， 能源回收、经济高效 也应该成为碳中和水厂的目标之一。

以威立雅打造的“世界上第一家实现碳中和的水厂”为例，也是通过管网改造，让管网效率提高到90%以上，从而大大减少从水处理厂到千家万户运输过程中的能源消耗，还能大大提升管理精度。

 威立雅开发的用于集中管理供水服务的数字化工具——ServO

除此之外，废水以及污泥中所含的有机能比用于处理它的有机能高约 9-10倍 ，含有500mg/L COD的废水的势能可产生1.93 kWh/m ³ 的能量，可以满足传统废水处理的能源需求（0.3-0.8 kWh/m ³ )，因此 如何回收废水以及污泥之中的能源，让水厂能够“自给自足” ，也是未来低碳发展的突破点之一。

在双碳目标约束下，减碳工作任重道远。

供水企业要在摸清碳排放家底下，展碳足迹核算，测算能耗和碳排放增量需求和减量潜力，通过智能化综合分析和监测预警手段，寻求节能降耗技术的研发与应用，制定出适合企业发展的碳达峰、碳中和施工图和路线图。

光伏发电技术为碳中和水厂的建设提供了一个可行的方案，但碳中和不应仅仅局限于新能源发展，各个企业和水司应该齐心协力，“八仙过海，各显神通”，共同助力双碳目标的实现。