污水处理行业的“碳中和”

污水处理行业对全球温室气体的总贡献率虽然仅占2%～5%，但亦不可小觑，同样也面临着碳减排甚至碳中和的压力。污水处理实现碳中和途径无外乎也是直接利用清洁能源或间接通过特殊手段补偿碳排放。清洁能源包括太阳能 、风能、潮汐能等，但清洁能源受地理位置、场地、光照等限制不适用于大多数污水处理厂；例如，太阳能光伏发电板即使铺满整个污水处理厂最多也就能弥补不到10%的污水处理能耗。间接手段如植树造林（吸收CO2）也不是一般意义上的污水处理厂分内之事。

因此，污水处理碳减排只能从营养物去除过程或污水潜能入手，通过减少能耗、药耗使用或挖掘污水蕴含能量来实现。能耗、药耗节省固然对节能减排有着积极的意义，但距离碳中和目标还相差甚远。
就污水中蕴含的潜能而言，传统上剩余污泥厌氧消化被寄予希望，它不仅可获得有机能量（CH4）亦可以实现污泥减量。然而，有机能量与进水中有机物（COD）含量多寡有关，再加上剩余污泥中细胞结构、木质纤维素以及腐殖质等成分影响，污泥中温厌氧消化的能源转化率一般很难超过50%[2-5]（表2）。能量平衡计算表明，进水COD为400mg/L的市政污水在完成脱氮除磷目的后，产生的剩余污泥经中温厌氧消化产CH4后热电联产（CHP），仅有13%的理论化学能可实现回收（表2），约合0.20kW·h/m3（污水）电当量[2，6]。如果污水处理能耗为0.40kW·h/m3（污水），这意味着进水COD理论上至少需要800mg/L方能满足碳中和目标。尽管国外存在将厂外有机固体废物（如，厨余垃圾）与污泥共消化实现污水处理厂碳中和的例子，但这种借助外部有机物转化能源的方式并非真正意义上的污水处理自身碳中和。因此，污水处理碳中和需要寻找有机能源之外的其它潜能，特别是对中国市政污水COD浓度普遍低下（100～300mg/L）情况。

事实上，污水中亦蕴含着巨大的余温热能，完全可以藉水源热泵技术将其中的热或冷交换出来。污水热能计算表明，如果提取4℃温差，实际可产生1.77kW·h/m3(热)电当量和1.18kW·h/m3(冷)电当量[6]。显然，污水余温热能较有机能而言潜能是巨大的。换言之，若将有机能与热能看作为污水潜能总和，两者占比分别为10%和90%。热能不仅能完全满足污水处理自身碳中和需要，而且多余热能还可用于污泥低温干化或场外供热、输冷，完全可以通过日趋成熟的碳交易市场换取可观且能够变现的碳交易额。
总之，碳中和成 为国际共识，各行各业很快将不得不面临这一艰巨任务。但是，就污水处理而言，实现碳中和并非难事，只要更新理念，污水处理厂便可轻而易举华丽转身，变成真正意义上的“能源工厂”。
行业内相关上市公司：
1，江南水务 ：公司从事的主要业务为自来水业务，工程业务和污水处理业务。公司主营业务为自来水制售，自来水排水及相关水处理业务。公司拥有小湾，肖山，澄西，利港4座地面水厂，设计产能分别为30万吨/日，60万吨/日，20万吨/日，6万吨/日，总设计能力为116万吨/日。
2，中山公用 ：中山公用事业集团股份有限公司主营业务为保水务、固废处理、环卫服务、工程建设、金融与股权投资、市场运营、港口客运等领域。公司的主要业务包括环保水务、固废处理、环卫服务、工程建设、市场运营、港口客运、金融服务与股权投资等领域，拥有34家分子公司，参、控股公司包括广发证券 、中海广东、中山银达担保等13家公司
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