环保新趋势来了？“光伏+污水厂”模式或将迎来大爆发！
环保新趋势来了？“光伏+污水厂”模式或将迎来大爆发！
shuiquan2014
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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电耗为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。 随着能源短缺问题和环境污染问题的日益严重，节能降耗已经成为污水处理行业急需解决的现实问题。
因此，“光伏+污水厂”模式的出现，毫无疑问让人眼前一亮。 污水处理厂的生物池占地面积大、上空闲置，如果在生物池上空设置光伏组件，可以有效地利用空间资源，无需占用土地面积。而光伏发电系统不但可以有效减少污水厂的运行成本，为厂区提供绿色电力能源，而且可以更好地保护环境，为节能环保作出贡献，简直是双赢啊！
01
光伏发电政策支持
2014年9月20日， 国家能源局印发《关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知》 ，规定：“自发自用，余电上网”分布式光伏发电项目，实行全电量补贴政策，电价补贴标准为0.42元／（kW·h）（含税），通过可再生能源发展基金予以支付，由电网企业转付；分布式光伏发电系统自用有余上网的电量，由电网企业按照当地燃煤机组标杆上网电价收购。
2016年12月26日国家发展改革委 《关于调整光伏发电陆上风电标杆上网电价的通知》 规定2017年1月1日之后，“全额上网”一类至三类资源区新建光伏电站的标杆上网电价分别调整为0.65、0.75、0.85元／（kW·h），比2016年电价分别下调0.15、0.13、0.13元／（kW·h）。“自发自用、余电上网”模式的分布式光伏发电实行全电量补贴，补贴标准仍然为0.42元／（kW·h）。
2020年4月，国家5部委出台文件，鼓励污水处理企业综合利用场地空间，采用“自发自用、余量上网”模式建设光伏发电项目。 为降低污水处理企业负担，将对污水处理厂免收电价容（需）量费，污水处理厂可自愿选择执行峰谷分时电价或平段电价，支持污水处理企业参与电力市场化交易。
2021年11月，浙江省能源局正式印发了全国首个针对整县推进分布式光伏开发试点工作的省级实施工作导则。
其中， 文件明确，对现有污水厂和自来水厂的光伏安装比例要求90%以上，成为分布式光伏开发重点工作之一 。
02
“光伏+水务”迎来大爆发
江苏省最大的自来水厂光伏电站开工
2022年3月，无锡市市政集团下属无锡市水务集团有限公司锡澄水厂4.6MW光伏电站项目正式开工建设。该项目是江苏省内最大的自来水厂光伏发电站，总体建设规模为4619.16kWp，采用最佳倾角布置方式，使用 清水池顶面积约4.4万㎡，是已知省内单体面积最大的自来水厂光伏电站建设项目。
采用“自发自用，余电上网”供电模式，通过对太阳能的综合利用，实现太阳能光伏发电应用。 建成后25年总发电量约为12777.3万kWh，25年年平均发电量约511.1万kWh。
经测算，与燃煤火电站相比，每年可为国家 节约1580吨以上标准煤 ，相应每年可减少多种有害气体和废气排放，其中 减少SO 2 排放量约150吨，NOx（以NO2计）排放量约14吨，每年可减少温室气体CO2的排放量约4300吨。
义乌市首个污水厂分布式光伏项目实现并网发电
2022年1月26日，水处理公司江东污水厂分布式光伏发电应用项目实现并网发电。截至2月9日共计发电1.8万度。
江东污水厂分布式光伏发电项目主要利用二期氧化沟和深床滤池上部空间近10000㎡，采用2210块单板容量为545Wp的国内先进多晶硅玻璃膜片组建，装机总容量1155.4kwp， 预计年发电量约127万千瓦时，每年可以减少二氧化碳排放量约1090吨。
上海竹园第一污水厂光伏发电一期实现连续168小时并网稳定运行
项目总体规划装机容量13.55MW，整体建成后预计年均发电量1284万千瓦时，每年节约电费约100.2万元， 减少SO 2 排放量约385.2吨，NO 2 排放量约192.6吨，CO 2 排放量约10072.3吨， 相当于每年可为国家节约4521.5吨标准煤。
武汉北湖分布式光伏电站
武汉的北湖污水厂，厂区将安装54000余块光伏板，总面积达到18万平方米，相当于25个足球场大小，是国内最大的污水处理厂分布式光伏发电项目。而据测算，在25年运营期内， 此光伏发电站每年可发电约2200万度 ，全部用于污水处理厂的生产，减少对传统电力的依赖。 此举可节约发电燃煤约0.8万吨，相当于减排约2万吨二氧化碳(CO₂）。
台州市污水处理厂光伏电站
台州市污水处理厂光伏电站项目，利用台州污水处理厂的屋顶、沉淀池、生化池和接触池等处总装机容量为7MW的分布式光伏项目，分两期进行。其中一期为4.39兆瓦，二期为2.61兆瓦。台州市水处理发展有限公司每年总用电量平均为2000多万度。
污水处理厂＋鱼腹式光伏索桁架
河北衡水深州市嘉诚水质净化厂光伏项目，该项目是国内首创的“污水处理厂＋鱼腹式光伏索桁架”光伏分布式项目，总规模为0.3兆瓦。该项目已于2016年10月20日并网并投入使用，装机容量达到307.23kWp，自发自用率逾99%， 预计项目年均发电量将达34.1万kWh，每年可节约136.4吨标准煤。
济南梅兰德水厂光伏发电
济南梅兰德水厂光伏发电项目，系山东省首个柔性超大跨距式光伏支架电站示范工程， 装机容量为300千瓦，年发电量37万千瓦时，预计在25年的运营期内总发电量约807万千瓦时。 项目建成后， 每年减排二氧化碳369.54吨，寿命周期内节约标准煤约3260吨， 生态效益和环境效益显著。
其他的还有合肥试点的光伏污水厂包括王小郢污水处理厂、十五里河污水处理厂、小仓房污水处理厂、陶冲污水处理厂，总建设规模达16.3兆瓦。这些项目每年可发电1567万千瓦时。与相同发电量的火电厂相比， 可以节约标准煤约5887吨，年减少二氧化碳排放约15753吨，降低粉尘排放约4298吨，节约电费约105万元， 效益良好。
03
“光伏+污水厂”模式的优势
一般来说，污水处理厂 占地面积大，周围建筑相对较少，高层建筑少， 而且污水处理厂的 池体、屋顶面积大，建筑质量较好 ，非常有利于光伏组件的安装和高效利用。可以根据综合生化池的不同分类， 通过在污水处理工艺末端—澄清池顶部加设顶棚的方式， 降低水池上方风速，改善局部小环境，减少池水蒸发，提高池水温度，增加污水处理收益。
其次，污水处理厂的土地一般都是行政划拨的，土地使用年限原则上无限长，相对于其他城市建筑屋顶开发分布式光伏发电，投资稳定性好。
最后，污水处理厂电能消耗大，24小时不停机运行。 光伏发电在白天负荷高峰时期采用“自发自用”的方式，光伏电站所有发电量直接被污水处理厂的用电负荷所消纳， 一方面减少对电网的电能质量影响，减少并网发电向电网馈送电能时与电力运行公司发生的业务纠纷，另一方面可以充分利用国家对新能源分布式发电的政策补贴，降低电力成本。
因此，利用光伏分布式发电，既有较高的发电效能，并能争取政府在政策上的优惠补贴，还能取得零排放的环境效益，提高企业在承担社会责任上的形象。
结语
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，缓解城市的环保压力。
由于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， 但是从整个运营周期来看，投资是可行的，发展潜力大， 可在全国日照条件较好地区推广实施。
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 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，让污水厂的电力供应自给自足。
资料来源：
张开海：分布式光伏发电系统在某污水处理厂中的应用，《中国给水排水》；无锡市市政公用产业集团有限公司：江苏省最大的自来水厂光伏电站开工；义乌水务君：义乌市首个污水厂分布式光伏项目实现并网发电；上海环境集团：上海竹园第一污水厂光伏发电一期项目实现连续168小时并网稳定运行；王少波等：光伏发电系统在污水处理厂中的实施研究，《能源环境保护》；
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