在國家雙碳戰略的趨勢引領下,水務企業正積極尋求實現碳中和落地的途徑和策略。9月14日,在2023(第八屆)供水高質量發展論壇上,廣東粵海水務股份有限公司副總工程師趙焱博士以“清潔能源+智慧管控—粵海水務碳中和水廠建設實踐”為主題,分享了粵海水務近年來在碳中和方面取得的進展和經驗。
趙焱
現場圖
政策引領、產業驅動——推動水務低碳數字化轉型
推進碳達峰碳中和是黨中央經過深思熟慮做出的重大戰略決策,是我們對國際社會的莊嚴承諾,也是推動高質量發展的內在要求。“十四五”時期,我國生態文明建設進入了以降碳為重點戰略方向、推動減污降碳協同增效、促進經濟社會發展全面綠色轉型、實現生態環境質量改善由量變到質變的關鍵時期。
從全球碳排放量和經濟總量的關系圖來看,碳排放和經濟發展密切相關,兩者呈同步上升趨勢,但增速近年來有所放緩,碳減排已成為全球共識。在各行各業的碳排放量中,能源、化工、鋼鐵、石化行業所占的比重很大,水務行業的碳排放占比約2%,也具有較大的碳減排空間。
水務行業碳中和實施路徑主要包括三方面:開源、節流、抵消。開源就是尋找新能源替代方案,調整用能結構,比如挖掘光伏發電、風力發電、水力發電等。節流是指通過綠色低碳技術創新、智能高效設備應用、智慧水務系統建設等降低能耗。此外,通過內碳源挖掘、資源化回收、污水回用等手段來降低碳排放量。
從國家產業支撐的角度來看,光伏政策從“十三五”到“十四五”逐漸落地,可以預見,光伏尤其是分布式光伏將會繼續大幅增長。在水務行業里,光伏也得到了廣泛的應用,分布式光伏占地面積小,布設相對靈活,可以和水廠有機結合,通過“自發自用,余電上網”的模式,降低水廠的綜合運營成本。
在數字化轉型方面,近年來,國務院、國資委、發改委、水利部、住建部等相繼出臺多項政策,大力推動國有企業數字化轉型。粵海水務作為省屬大型國有企業,也在積極謀求水務行業和項目運營的數字化轉型與發展,在保障供水安全的基礎之上,進一步提升智慧化水平,實現綠色低碳、高質量發展。
科技創新、智慧賦能——助力水務低碳數字化發展
趙焱分享了粵海水務的做法和經驗。從業務版圖上看,粵海水務涵蓋原水供應、自來水經營、污水處理、水環境綜合治理、清潔能源和科技研發等水務全產業鏈。截至目前,粵海水務已在全國17個省級行政區投資運營水務項目109個,服務1億人口,水處理規模達5900萬噸/日。
對于綠色低碳水務建設,粵海水務明確了以“開源+節流”為碳中和路徑的總體思路,挖掘水廠新能源開發潛力,調整自身用能結構,提高新能源占比;同時通過技術創新等手段,從全工藝、全流程節省能源的消耗,減少溫室氣體的產生。
在頂層思路的基礎之上,一方面粵海水務通過科技創新,與國內外著名高校進行相關合作開展技術研發,同時建設了國家級博士后工作站和國家工程研究中心等國家級研發平臺,引進院士,建立博士碩士牽頭、多學科組成的研發團隊,開展針對水務不同環節的技術、產品研發,并進行示范應用。另一方面,加強組織保障,針對智慧水務,建有深圳科榮軟件股份有限公司,進行智慧水務相關產品軟件開發和應用,并進一步向外拓展;在光伏方面,擁有廣東粵海飛來峽水力發電有限公司,作為一站式光伏項目服務商。
趙焱進一步介紹了粵海水務在綠色低碳水務建設上的創新成果。
1. 水處理技術。粵海水務致力于解決生產中已存在的技術難題和卡脖子問題,以需求為導向,開展關鍵核心技術研究及成果應用,有效幫助水司優化改造、降本增效。在給水方面,針對排泥水回用開發了一體化處理的小型設備;針對廣東省農村供水一體化的需求,自主研發了相關設備,并在云安、信宜等地進行應用。在管網方面,依托產學研項目成果,形成供水管網漏損控制成套解決方案,該技術獲得了廣東省科學技術二等獎,并在內部二十多家水司得到了實踐應用。
2. 水處理產品。針對原水運行管控,粵海水務研發了水庫除藻無人船;針對水廠監管運營等問題開發了巡檢機器人。在水質檢測方面,粵海水務建有專門的水質檢測公司——廣東粵海水務檢測技術有限公司,引入高端人才,配備國際頂尖水質檢測設備,具有CNAS和CMA雙重檢測資質,目前具有水氣聲渣固廢1000多項檢測能力,同時,特別注重新興污染物和新生水體異味物質等差異化檢測能力的建設。
3. 智慧水務。智慧水務一直是粵海水務創新工作的重點,旨在通過智慧化轉型實現管理精細化、業務標準化、運營數字化和管控智能化。
智慧生產方面,結合生產實際情況,從原水、自來水、污水全產業鏈開發了幾十套軟件系統,根據不同的水務企業需求進行軟件配置。例如,開發原水智能調動系統,“AI調度工程師”可以輔助現場值班人員進行24h生產調度,預測短期需水量和長期需水量,并根據枯水期和豐水期的用水需求變化進行系統性的水量調度。針對水質安全保障,建立了集團化實驗室管理系統,全國各地水司的實驗室檢測業務可以實現統一標準化的管理,同時也建設了集團化的水質預警系統等等。
智慧管網方面,研發了國內首款漏損閉環處理的專業漏損管理系統,解決水務企業分區物理漏損管理難題,在各地進行了應用;并建立起供水管網交互式動態建模系統,實時評估管網運行狀態,快速定位爆管位置。
此外,粵海水務還開發了智慧客服、智慧管控等系列軟件產品,粵海水務希望通過覆蓋工程、生產、管網、客服多位一體的“智慧水務”產品與服務,探索無人水廠運行模式,實現全流程的綠色低碳發展。
除軟件系統外,粵海水務針對業務場景實際需求,開發了相關的硬件產品,如邊緣計算網關、智能RTU、二供智能控制柜等高附加值設備,形成軟硬一體的解決方案,加強核心競爭力。
4.光伏發電。為助力實現“雙碳”目標,粵海水務積極推動分布式光伏發電項目,在廣東、江蘇等6個省份規劃建設廠站80家,年均發電量約4400萬千瓦時,通過新能源的運用打造“低碳水務”綠色發展新模式。
總的來說,粵海水務雙碳發展注重頂層設計,挖掘、思考、研發新技術,同時打造示范點,希望通過以點帶面的方式,把成果在內外部推廣應用。
綠色低碳、數智融合——打造“碳中和水廠”標桿示范點
粵海水務在以開源節流為主題思路的引領之下,以“低碳+智慧”相結合的方式打造智慧水利和智慧水務項目,趙焱具體介紹了廣東豐順碳中和水廠的案例。
豐順水廠于2022年建成,一期設計規模是5萬噸/天,采用常規處理工藝。設計之初就錨定“碳中和”目標,以“低碳布局+自產綠電+智能管控”的方案進行規劃。從水庫取水時發現,蓄水位和水廠構筑物之間大約有40米的高差,可以通過水力發電把這部分勢能利用起來,于是安裝水輪機,投資很小,每年產生的電量可以完全覆蓋辦公區的用電量,運行也非常穩定。同時在水廠運營過程中,應用智慧加藥、智能反洗系統,以進一步降低生產藥耗、能耗、水耗。并且把多年以來在管網漏控方面的成果應用到豐順縣,通過DMA分區計量管理體系,結合老舊管網的檢修改造、水表更換等措施,使近年來管網綜合漏損水量減少5.82%。
光伏方面,在V型濾池、加藥間、污泥濃縮池等建(構)筑物屋頂和池體上方布置光伏,預計年均發電量可以達到53.22萬千瓦時,幾個月時間內,已有7萬千瓦時作為上網電量。豐順碳中和水廠產生了非常可觀的環境效益和經濟效益,從2023年正式運行以后的數據來看,不僅達成了低碳的目標,實際上在電的場景下已經實現了負碳。
總結與展望
在最后,趙焱對未來進行了展望,就像本次論壇的主題一樣,中國式現代化下的新供水到底要用什么樣的方式來詮釋?粵海水務也在謀求如何以供水主營業務為支點,探索更多增值業務,提升整個水務運營的能力,服務主業,讓供水做得更好。現在建有粵海優選商城,和集團內部兄弟單位進行聯動,探索產業鏈延伸、多元化發展的可能性。后續,粵海水務還會進一步加快技術研發創新,開發短流程工藝,針對水務需求開發新型材料,同時加快數字化轉型升級、數字水務建設,秉持生命水、政治水、經濟水的初心,為水務行業綠色低碳高質量發展持續貢獻力量。
編輯:趙凡
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