俄烏戰爭，管道被炸，反倒讓污水廠變身為“能源工廠”

時間：2022-11-25 15:33:23 來源： 作者：

俄烏戰爭至今已經八個多月，戰事仍然持續。雪上加霜的是，前不久俄羅斯的北溪管道還被炸了，導致歐洲各國天然氣短缺，能源價格飆升。凜冬將至，今年的歐洲有點冷。

不過你曾否想過，對污水處理行業來說，俄烏戰爭可能是一個能源轉型的機遇？

在“碳達峰”、“碳中和”的浪潮下，“能源轉型”已經成為當下的一個熱詞，前幾天剛舉辦的G20峰會、進博會都以能源低碳轉型及環保技術為核心議題。

那么對于污水處理廠來說，如何進行能源轉型呢？

北溪天然氣管道被炸之后，面對長期依賴國外天然氣的局面，瑞士國內對于能源轉型的研究變得更加火熱。

瑞士有家污水廠進行了一個電轉氣的工業案例試點，將多余的電能轉化為可長期儲存的氫或甲烷等化學能源。比較特別的是，這個項目的原料來自附近的垃圾焚燒發電廠和污水處理廠。

它的原理大致可分為兩步：

首先，垃圾發電廠的可再生電能將水電解成氧氣和氫氣；其次，把產生的氫氣和污水廠已有的污泥厭氧消化器產生的氣體，送入厭氧反應器中。

后者的產甲烷菌將混合氣體中的二氧化碳和氫氣進一步轉化為甲烷。甲烷經過提純后(過濾掉氨、硫、重金屬、余氫和臭味)，并入當地天然氣管網。

據介紹，這個項目的電解裝機容量為2.5MW，每小時可以生產450Nm3的氫氣；每年可以生產約18GWh的甲烷，相當于2000戶家庭一年5000噸CO2的排放量。

不過由于現在瑞士太陽能發電的剩余量還不多，所以還不是電轉氣技術大展身手的時候，但從更長遠來說，從2035年開始，如果瑞士大規模發展光伏發電，電轉氣的潛力是巨大的。

這個技術把排放的二氧化碳轉換成甲烷，不僅實現了能源轉型，還可以降低碳排放。污水廠還是最合適的選址之一，因為很多污水廠都有厭氧消化器。

除了垃圾發電廠，通過污水處理廠實現“電轉氣”的電力還能從何而來？

“2060碳中和目標”、污水廠“高耗能、電耗費大、運行費用高”等一系列因素，讓低碳、環保、節能的“光伏+污水處理”運營模式頓時火了起來。

隨著光伏發電成本持續降低，加之污水處理廠空間龐大的天然優勢，污水處理廠的主要處理單元，如初沉池、曝氣池、二沉池擁有較大的表面空間，廠區內的綠化地帶和辦公建筑屋頂也能安裝光伏電池組件，具備在污水處理廠實施光伏發電系統的基本硬件條件。

白天光伏發電，污水用電，即發即用，避開用電高峰，晚上低谷電價，可大幅節約成本。

不過，需要錯峰供電的光伏發電和需要遠距離行駛的電動車一樣，有一個共同的需求：儲能。且現在還不能解決儲能問題，那不就浪費了那些沒有用掉的電了嘛，都是白花花的銀子啊。

有了可能會被浪費的電、有了厭氧反應器、可以電解的回用水，接下來的電轉氣步驟水友們應該很清楚了。

除了能轉化為甲烷，生成的氧氣還可以用來純氧曝氣，提高了曝氣效率，降低了風機能耗，一舉多得。

由于能源生產和利用占到了全世界近80%的二氧化碳排放，能源轉型被視為實現“碳中和”的最重要支柱。其根本目標是降低碳排放量，最終實現凈零排放。

污水廠作為能耗大戶，自然也要面臨能源轉型，通過節能降耗、污泥厭氧消化、太陽能等方式很大程度上能減少碳排放量。但是，由于我國污水存在有機質含量低的特點，要通過這些常規手段實現碳中和目標差距較大。

因此，除了在常規“降碳”技術上下功夫，還應在管理層面，從整個污水處理領域的整體規劃、污水處理廠的設計布局，以及碳匯政策等多方面著手，來選擇適合我國國情的污水處理廠碳中和的路徑。