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本报(chinatimes.net.cn)记者胡雅文 北京报道

城镇水务行业为居民生活、生产提供基本供水和排水服务,是重要的城市基础设施。最新发布的《未来新水务发展报告—城镇污水系统碳中和路线图》(下称《城镇污水系统碳中和路线图》)指出,城镇污水处理是我国减碳的关键领域, 2040年要实现碳中和需减排160Mt二氧化碳当量,并提出了在2040年达到行业碳中和的目标。

据了解,城镇污水处理系统要达成“2040年碳中和”并非难事,涉及到的多种低碳技术已经成熟。北京建筑大学二级教授郝晓地告诉《华夏时报》记者,“2040年的节点是根据对国家污水系统碳足迹核算来定的,通过电力行业的主动减排、污水厂过程优化、节能降耗、光伏发电等措施,特别是取消化粪池以后,是很有信心实现这一目标的,它是一个政策问题,而不是技术问题。”

其中,化粪池作为污水处理系统最大的碳排放源更应该被明令禁止。中国人民大学教授王洪臣表示,化粪池是在没有正规污水处理设施下减少污染物的方式,而现在下游的污水处理设施已经相当完善,但是中国城市中现在有500多万个化粪池,都面临着何去何从的问题,化粪池不仅仅是水务行业单独面对的问题,它是一个牵扯到小区和公众的大问题。

污水处理是减碳关键领域

根据住房和城乡建设部发布的《2022年城乡建设统计年鉴》,2022年我国城镇排水管道保有长度91.35万千米,污水集中收集后排入末端约2894座城镇污水处理厂进行集中处理,有效地保护了地表水体环境质量。

而污水处理不仅是水质净化的过程,也是实现碳中和的重要组成部分。从能耗强度来看,城镇水务一直被冠以能源密集型、高耗能行业。根据国际能源机构/IEA数据,水务行业耗电量(包括了远距离调水和海水淡化)占到全球总耗电量的4%至6%,取水、污水处理和输配水是耗电量最高的3个环节。

除了高耗能,污水处理的特殊之处还在于污水本身。以北京污水处理系统为例,城市污水处理系统包括污水管网、污水处理、污泥处置和出水4个环节,在运行过程中的生化反应、能源消耗和物质消耗均会产生大量的温室气体。包括化粪池、污水管网和污水处理设施在内的甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)排放量占到全球相应总人为排放量的12%和4%。CH4和N2O均是主要的温室气体。

根据学界观点,污水处理是上述4个环节中温室气体排放最多的环节,平均占比为51.27%,仅城市污水处理环节的温室气体排放量便占全球温室气体排放总量的1.5%左右,是城市第5大温室气体排放源,如何实现污水处理系统的低碳运行已经成为城市治理的重大挑战。

目前,中国是世界上污水排放规模最大的国家,根据2021年国家发改委、水利部等十部委出台的《关于推进污水资源化利用的指导意见》,未来中国污水排放规模、处理标准、回用程度还将明显提升。2023年,国家发改委等3各部门进一步推出了《关于推进污水处理减污降碳协同增效的实施意见》,强调了加强污水处理节能降碳,并提出建成100座能源资源高效循环利用的污水处理绿色低碳标杆厂,围绕水质、节能、降碳、资源利用、环境友好、系统协调等指标进行综合评价。

从全国碳排放量占比看,污水处理系统产生的碳排放量占全国碳排放的比例略有递增,从2013年的1.1%增长到2017年的1.3%。郝晓地在接受记者采访时解释道,“我们的城市发展还在持续发展,供水排水的水量还在不断上升,所以碳排放量也随之上涨”。

提前实现碳中和

不难看出,平衡污水处理规模上升和更高标准的污水处理要求导致的温室气体排放增加,与双碳目标的关系,对中国城市可持续发展具有重要意义。

业界正在积极面对水务行业的变革与挑战。自2023年初以来,行业十余位资深专家自愿发起了名为“未来新水务”的开发计划。据记者了解,未来新水务依托“龙头企业+权威专家”的模式,已在海水淡化新战略、城镇污水系统碳中和、区域再生水回用战略等领域布局近10项课题研究。2025 年1月3日,未来新水务专家组在北京发布了阶段性的工作成果,包括《未来新水务发展报告—海水淡化新战略》、《城镇污水系统碳中和路线图》。

《城镇污水系统碳中和路线图》提出了“2040碳中和”的行业目标,这是一个比我国整体碳中和要求要早20年的目标。从全球来看,水务行业开展减碳较早的英国和丹麦计划于2030年实现碳中和,而开展减碳较晚的新西兰水务行业碳中和节点则定于2050年。

郝晓地告诉记者,“2040年的节点是根据对国家污水系统碳足迹核算来定的,通过电力行业的主动减排、污水厂过程优化、节能降耗、光伏发电等措施,特别是取消化粪池以后,是很有信心实现这一目标的,它是一个政策问题,而不是技术问题。”

急需取消化粪池

记者从未来新水务专家组了解到,化粪池作为污水处理系统最大的碳排放源,在2040年须取消,这是污水处理系统实现碳中和的关键。同时,正在实践的减碳措施主要有3种,首先是通过工艺精益化来实现节能减排,另有水厂采用光伏发出的绿电以及再生水源热泵减碳。

中国人民大学教授王洪臣告诉记者,“化粪池是在没有正规污水处理设施下减少污染物的方式。而现在下游的污水处理设施已经相当完善,但是中国城市中现在有500多万个化粪池,都面临着何去何从的问题。化粪池的问题不仅仅是水务行业单独面对的问题,它是一个牵扯到小区和公众的大问题。目前主管部门其实也没有明确表态,理论上化粪池可能有助于下游的管网维护,但现在疏通清淤、维护管网的手段已经很丰富了,已经用不着化粪池起到拦截作用。”

从技术角度而言,在污水处理碳中和中涉及到的化粪池改造、管网水力优化、污水厂过程优化、节能降耗、排外水、污泥厌氧消化、光伏发电、污泥土地利用、植树造林等工艺基本上已经处于成熟阶段。

但从目前来看,如污泥厌氧消化这样能极大抵消电力供应的技术并未在我国污水厂中得到应用。清华大学环境学院教授王凯军告诉记者,主要是缺少一个国家型的机制,“我国现在实行的是分阶段减碳,分为重点减碳行业和资源性减碳行业,实际上对于资源性减碳的行业是没有要求的,所以现有的技术就足够了,没有动力去使用低碳技术。”

清华大学秀钟书院院长、环境学院教授胡洪营也表示,“比起碳减排,保障水质水量供应是水行业的首要目标。当水质需要提高,水量需要增加的时候,碳就会增加。碳增不是一个坏事,首先还是要保证用水的质量和量,而且要安全高效。”

责任编辑:李未来 主编:张豫宁