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水处理设备|热泵低温蒸发器|这些污水厂披上“光伏”外衣,你看好新模式的前景吗?

作者:admin   发布时间:2021-08-11 13:48:39   点击量:

各位好,最近一段时间,“光伏”这个概念特别火。很多人知道了是太阳能发电以后,就不会太过在意,毕竟确实不是什么新鲜玩意。 

但随着“碳中和”与“碳达峰”的兴起,一切突然又不一样了。

这两个热门词的概念不必多说,如何实现才最重要。简单说一点,那就是用“清洁能源”取代传统化石能源,从能源生产开始减少碳排放。

而光电正好就可以满足需求。在近十年内,随着科技发展与产业升级,光伏发电成本大幅度下降,甚至超过了90%,已经成为了最具有经济性的发电能源之一

于是,在这种大势的驱动下,“光伏+污水处理厂”这种新模式也应运而生当然,要说新也不算太新,早在2016年,浙江台州就正式开启了全国首个污水处理厂光伏电站,这个下文会做详细介绍。文章主要分为四个部分:


  1. 光伏如何结合污水厂?

  2. “光伏+污水厂”的优势/缺点

  3. “光伏+污水厂”的实际应用

  4. “光伏+污水厂”的前景



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在污水厂待过的人都知道,污水处理的耗能有多巨大。

我国城市污水处理厂平均耗为0.292 KWh/m3,若全国污水处理厂按日处理能力16,573万立方米计算,每天用于污水处理的电量会高达4,839万KWh左右,相当于葛洲坝水电站一天的发电量。

全年耗电133.18亿KWh,约占社会总用电量的0.2%。电能耗大、运行费用高降低了污水处理厂的投资效益,甚至成为 一些污水处理厂难以正常运行的瓶颈。

而光伏发电成本持续降低,再加上污水处理厂的主要处理单元,如初沉池、曝气池、二沉池拥有较大的表面空间,厂区内的绿化地带和办公建筑屋顶也能安装光伏电池组件,因此具备在污水处理厂实施光伏发电系统的基本硬件条件。

白天工业电价较高,光伏发电系统恰在白天运行,能抵消部分电力费用,同时国家有分布式光伏发电补贴,不得不说,这种结合,还是非常具有诱惑力的。



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说到优点,光伏+污水厂的模式还是很明显的:

  • 污水处理厂耗电量大,同时又具有占地面积大、空间开阔的特点,在其上方建设光伏发电项目有着得天独厚的优势。

  • 提高污水处理效率及水质。污水厂上架光伏,在水池上空安装光伏板,直射水池的太阳光被遮挡了,光线弱了,抑制了原本经常要清理的绿藻生长。

  • 污水处理厂白天工业电价较高,光伏发电系统恰好在白天运行,能抵消一部分电力费用,减少污水处理厂成本。并且光伏发电为企业带来收入增量。无论出租场地收入还是电费打折优惠,创造经济收入增量,效益良好。

  • 光伏板还能遮挡雨雪、杂物,降低设备损耗。夏天在光伏板下荫凉环境中,工作环境也会更舒适。

  • 实现了向节约型企业转型发展,生态效益和环保效益明显。污水企业引入风、光、储、充一体,成为绿色零排放企业。

  • 水务+光伏在实现土地及空间资源的二次开发利用的同时,将极大地改善城市面貌,提升城市品质。

缺点也不是没有,比如:

  • 容易受气象与季节变化的影响。光伏发电系统的不稳定增加了污水厂配供电系统的电源管理难度,对污水厂供配电系统的平稳运行构成一定的压力;

  • 污水厂一般为连续工作制,而光伏发电系统只能在白天的有效光照时间内工作,夜间不能为水厂设备供电,无法实现全天持续的节能。



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01 北湖污水处理厂

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图片来源长江日报,钟适 汪琦供图

北湖污水厂污水处理厂项目总投资45.5亿元,占地面积约1400亩。光伏电站一期场地屋面光伏装机规模约1.46016兆瓦,占地约1.5万平方米;一期场地大跨越柔性支架光伏装机规模约22.26744兆瓦,占地约16.67万平方米,总建设规模约23.7276兆瓦。该项目全寿命周期为25年。采用“自发自用、余量上网”模式建设光伏发电项目。

02 马头岗水务:全流程智能自动控制+光伏能源回用


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图片来源网络,侵删

马头岗水务位于河南省郑州市东北部,占地面积1057亩,总投资约16亿元,总设计污水处理规模60万立方米/日。中原环保自主开发出“水务+光伏”的分布式光伏发电新模式,已成为亚洲最大的“全流程智能自动控制+光伏能源回用”的现代化污水处理厂。

马头岗水务在厂区内安装了约15万平方米的光伏板,总容量高达17兆瓦,每年可提供约3,300万度的绿色电能,相当于植树造林约18,300棵,节约发电燃煤约1.32万吨,减少二氧化碳排放量约3.29万吨,减少粉尘排放约8,976吨,环保效益突出,节能减排效果显著。


03 仙居县乐安环保能源污水厂


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图片来源人民图片,侵删

浙江省台州市仙居县将水处理、光伏发电和休闲游憩等功能有机结合,打造成了“亲水、透绿、生态、环保”的花园式污水处理厂,将厂区周边的200多亩湖滩改造成为一片人工湿地公园,栽种了20多种净水植物来净化尾水。

同时在污水处理池上建有1.1万平方米的太阳能光伏发电站,每年可提供140多万千瓦时绿色清洁电能。能节约净水约1.688万吨,一年减排二氧化碳0.415万吨,寿命周期内总节约标准煤约4.22万吨,项目总的环保效益相当于植树300万棵!


04 长善垸污水处理厂


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图片来源掌上长沙,侵删

这是长沙首个污水处理厂分布式光伏发电项目,主要是利用污水处理厂氧化沟和沉淀池上方4.5万平方米空间,安装光伏组件,项目总装机容量4.2兆瓦,采用“自发自用、余电上网”模式,每年可提供约400万度绿色清洁电能,满足长善垸污水处理厂约25%的用电需求。

该项目所发电量相当于每年节约标准煤1320吨,减排二氧化碳4012吨,降低碳粉尘排放1094吨。长善垸污水处理厂因享受电价优惠政策,每年可节省电费支出20万元以上。


05 王小郢污水处理厂 


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图片来源网络,侵删


该项目每年可提供约1200万度绿色清洁电能,相当于每年节约标准煤3936吨,减排二氧化碳11965吨,降低碳粉尘排放3264吨。所发电能采用“自发自用、余电上网”模式,其中90%以上可被污水处理厂就地消纳。

在源源不断的输送“绿色”电力的同时,污水处理厂的氧化沟和沉淀池上方空间还布满清洁绿色能源的大恒光伏组件,居民看到的不再是污水处理的场景,有效的实现了土地及空间资源的二次利用。解决了困扰已久的环境保护问题。


06 南京铁北污水处理厂


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图片来源网络,侵删


作为南京市第一家拥有光伏发电站的污水处理厂,南京水务集团下属铁北污水处理厂已安全高效运营两年。厂内安装了近4000块高效多晶硅光伏组件,同样采用的是“自发自用,余电上网”模式管理,平均每年可为电网提供电量约95万千瓦时。

当然,已经在应用分布式光伏发电的污水厂还有很多,篇幅所限,就不一一介绍了,大家感兴趣的话可以自行搜索~

纵观全文,我们可以发现,在污水处理厂实施光伏发电系统,不仅可以降低电力成本开支,减少污水处理成本,而且还可以减少碳排放,环节城市的环保压力,提高企业在承担社会责任方面的形象。

根据彭博新能源预计,2050年可再生能源发电占比有望达到62%,其中风电光伏的发电占比将达到 48%。新能源替代化石能源是未来的趋势

当然,大家也不能过于乐观,发电成本是下来了,这并不代表整个行业可以高枕无忧,全面推广了,目前这种“光伏+污水处理厂”的模式还存在着不少难题。

比如在已建污水处理厂实施光伏发电系统存在基础建设和安装成本高、对建筑器材的防腐蚀要求高及光伏组件质量等不确定因素,导致投资回收期较长等等。

总之,还是希望国内的光伏产业能借着“碳中和”的浪潮进一步发展,探索在污水处理厂构建微电网系统,利用更多的清洁能源包括光伏和风力发电甚至是储能系统,进一步降低电力费用支出,这样既能让污水厂的电力供应自给自足,又能处理废水,保护地球环境,何乐而不为呢。


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