助力碳達峰、碳中和，國務院發展研究中心資源與環境政策研究所深入挖掘市政污水行業低碳轉型的綜合潛力，針對先行先試案例的經驗進行了高度總結，最終凝練為《推進市政污水處理行業低碳轉型，助力碳達峰、碳中和》報告，并予以發布。

E20研究院有幸參與了本次報告的編制工作，全程積極配合及支持國務院發展研究中心資源與環境政策研究所副所長、研究員常紀文的工作，感謝常所長對E20研究院的信任，期待再度合作。

市政污水處理行業是我國的耗能大戶，以2020年為例，全行業耗電約184億度。為了助力碳達峰、碳中和，有必要總結一些先行先試企業的經驗，以現實問題為導向，深入挖掘該行業全面低碳轉型的綜合潛力。

1 我國市政污水處理行業低碳發展的探索與初步成效

近年來，一些市政污水處理廠在經濟可行的條件下先行先試，探索污水能源利用、污泥熱能利用、企業運營節能和光伏發電，取得了初步成效。

1.1 污水熱能的利用情況

我國對于污水源熱泵的探究起步較晚，在1985年才將熱泵技術定為重點推廣課題，通過近些年的研究與發展，國內已建成多個污水源熱泵系統并投入使用。污水源熱泵充分利用污水水溫恒定的特點，能夠從污水中高效提取熱量，制冷及制熱系數可達3.5～4.4，可在穩定供暖制冷的同時，降低用電量，實現污水熱能的開發利用。

一些典型案例如下：

1）北控水務海港區西部污水處理廠處理規模為12萬噸/天，利用污水處理后的中水作為水源熱泵熱源，為廠區辦公樓和生產生活區域提供采暖和制冷保障。水源熱泵兩臺，每臺制熱功率為436.8千瓦，制冷功率為394.9千瓦，綜合性能系數為5.74。每年的制熱輸出量為3.27億瓦時，制冷輸出量為0.29億瓦時。

2）首創恒基大連大開污水處理廠通過建造熱泵站對污水熱能加以利用，制熱功率為192千瓦，制冷功率為135千瓦，每年的制熱輸出量為3.34億瓦時，制冷輸出量為1.75億瓦時，全覆蓋大開污水處理廠、大連恒基再生水廠、恒基環保學校的供暖需求和制冷需求。

3）天津創業環保大連春柳河污水處理廠一期項目的供暖采用水源熱泵機組，冬季采暖供水溫度達到50℃，回水溫度達45℃；污水用量為100立方米/小時,總熱負荷為298千瓦；選用制熱量為413.2千瓦、制熱功率為86.3千瓦的熱泵，每年制熱輸出量為1.07億瓦時（每年供暖期150天）。目前已投入使用，供熱總建筑面積約4000平方米，滿足廠區內辦公及生產用房采暖要求。

4）北京排水集團積極推廣水源熱泵的開發與利用，在北京高碑店再生水廠、小紅門再生水廠、槐房再生水廠、清河再生水廠、清河第二再生水廠、酒仙橋再生水廠、定福莊再生水廠、高安屯再生水廠、北小河再生水廠、盧溝橋再生水廠、吳家村再生水廠等11座再生水廠，均應用了水源熱泵。2016～2020年，上述水廠累計供熱量為530萬吉焦，累計節約天然氣約1.6億立方米，年供熱量為106萬吉焦，年節約天然氣3180萬立方米，為集團內外共計160萬平米項目提供供暖及制冷服務。

1.2 沼氣和污泥的熱能利用情況

1.2.1 污泥沼氣的利用情況

污泥厭氧消化過程的碳排放量相對較低，且具備實現負碳排放的可能。污泥厭氧消化耦合沼氣熱電聯產項目，可以實現熱、電兩種能源的回收利用，提高能源利用效率。目前我國污泥熱電聯產已應用在多個項目上，并取得了明顯的碳減排效果。由于我國污水處理廠進水濃度相對較低、污泥含沙量大等原因，目前厭氧消化工藝在整個污泥處理處置市場中占比僅為15%左右。隨著碳減排政策的逐步推進，污泥厭氧消化后的沼氣可轉化為熱能，實現能源自給后可對外輸出，因此此類項目將得到市場重視。

一些典型案例如下：

1）上海城投的白龍港污水處理廠采用中溫厭氧消化系統，處理規模為204噸總干污泥量/天，沼氣產量約為40 000立方米/天，沼氣轉化為熱能用于厭氧消化系統熱能供應，厭氧消化熱能自給率達100%。多余的沼氣還可用于部分污泥干化對熱能的需求。

2）北控水務的北戴河新區污泥處理廠項目的日處理規模為300噸（80%含水率），處理工藝采用分級/分相厭氧消化工藝，產生的沼氣經提純后，一部分可用于預處理單元的原泥預熱，另一部分可用作車用燃氣。

3）北京排水集團小紅門再生水廠采用污泥高級厭氧消化工藝，年產沼氣1300萬～1500萬立方米，可替代電能3000萬～3300萬度。此外，北京排水集團還在北京中心城區建設了高碑店等五座污泥處理中心，通過逐步完善沼氣發電耦合熱電聯產技術，預計2021～2022年這五座污水處理中心可實現沼氣全利用目標，預計可替代污水污泥處理全過程18%～20%的電能，每年預計可減少二氧化碳排放約8萬噸。

1.2.2 污泥焚燒的熱能利用情況

污泥焚燒熱能利用，即采用專用焚燒爐進行污泥獨立焚燒，污泥在焚燒過程中產生的煙氣熱量在尾部煙道中通過空氣預熱器和省煤器分別加熱燃燒所需空氣以及干化所需的導熱油，以達到熱能利用的目的，同時污泥焚燒的余熱還可進行發電。

目前污泥自持焚燒在我國已有較為成熟的應用案例：

1）常州錫聯環保的夾山污泥焚燒項目，采用流化床對干基熱值1700～2200卡/克的污泥進行焚燒，污泥焚燒產生的約850℃的高溫煙氣在尾部煙道中通過空氣預熱器和省煤器分別加熱燃燒所需空氣以及干化所需的導熱油。目前已將導熱油熱能的額外回收列入計劃，預計每小時熱回收量將超過1000千瓦。

2）上海國惠辛集污泥焚燒發電廠項目，日處理含水率為80%的污泥1300噸。利用污泥焚燒余熱進行發電和供汽，年發電量8640萬度，除自用外，還可上網供電。項目自建成投產以來已處理污泥57萬噸，相當于標準煤19萬噸，減少因燃煤產生的二氧化碳排放49萬噸。

1.3 企業運營的節能情況

編輯：李丹