双碳时代来临，污水处理该如何布局？
2021年是我国建党百年光辉时刻，也是从建党百年向建国百年跨越的起跳点，全社会进入以高质量发展为基调、夯实民族伟大复兴基石的关键过渡期。污水处理行业作为我国环境产业重要组成部分，已经进入以生态文明建设为主旋律的新时代。中国提出碳达峰、碳中和战略，让活性污泥法在诞生100年后，开始重新总结与回顾污水处理技术的发展方向历程。“双百跨越”和“双碳战略”在历史发展轨迹上高度耦合，基于此，E20环境平台携手“双百跨越”污水处理标杆联盟和北京大学，于2021年6月25日在北京召开第25期环境产业技术沙龙，以“双碳战略”下如何建立污水处理过程中碳排放的核算方法与评估体系?“双碳战略”对污水处理行业工艺路线产生哪些影响？低碳时代的污水处理要走向何方？为主要议题进行专业研讨。
来源：中国水网 作者：吴霜
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2021年是我国建党百年光辉时刻，也是从建党百年向建国百年跨越的起跳点，全社会进入以高质量发展为基调、夯实民族伟大复兴基石的关键过渡期。伴随着城市化和工业化快速兴起的污水处理行业，是我国环境产业重要组成部分，已经进入以生态文明建设为主旋律的新时代。中国提出碳达峰、碳中和战略，让活性污泥法在诞生100年后，开始重新总结与回顾污水处理技术的发展方向历程。“双百跨越”和“双碳战略”在历史发展轨迹上高度耦合，在“目标并轨”的高质量发展路径指引下，环境产业加速践行可持续发展和实现人民美好感知。
历史关键时刻，污水处理行业迎来新的挑战，从节能降耗角度审视污水处理过程的高能耗，从物质循环角度审视污水处理的高“碳足迹”，因此，具有耦合资源和能源回收理念的新路线和新工艺不断涌现。目前世界范围内，对“污水”的认知已经从“废物处理”对象转向“资源及能源回收”的载体，基于资源回收、能源开发与利用和碳平衡理念的未来污水处理厂在领先的环境公司已经开始实践。在中国“30 · 60”战略目标之下，我国的污水处理行业亦将大刀阔斧地践行低碳发展路径，以高质量发展引领转型升级，以高质量发展打造竞争新优势，以高质量发展赢得未来。
基于此，E20环境平台携手“双百跨越”污水处理标杆联盟和北京大学，于2021年6月25日在北京召开第25期环境产业技术沙龙，以“双碳战略”下如何建立污水处理过程中碳排放的核算方法与评估体系?“双碳战略”对污水处理行业工艺路线产生哪些影响?低碳时代的污水处理要走向何方?为主要议题进行专业研讨。
E20环境平台合伙人曹斌博士发表了题为“低碳时代污水处理新战略布局”的引导发言，系统阐述了“双碳战略”如何在生态文明总体布局下引导污水处理行业高质量发展。生态文明核心是从以人为中心转变为人与自然生命共同体，从关注当下利益转变为永续发展，从少数人获益转变为普惠公平，从点上突破转变为系统优化，从局域性发展转变为区域绿色发展。
“双碳战略”是依赖于生态文明建设的成果，是系统推进生态文明的重要抓手，是生态文明的重要内容，是驱动系统性变革的过程，是高质量发展的必经之路。污水处理行业正经历着从“以能耗能，污染转移”向“效果服务，质量提升”、“系统服务，创造价值”、“循环链接，生态融合”提升演变;污水处理行业的“碳达峰”是指污染治理过程本身耗能是必然的，但是通过节能和提效，使得污水处理行业化石能源消耗尽早达峰，摆脱化石能源依赖;污水处理行业的“碳中和”是通过循环和替代，驱动污水处理行业的工艺路线、管理水平、功能价值等实现系统性的变革，成为城市的能源中心、资源中心。
低碳二十字方针
曹斌博士还举例解析了E20研究院提出的生态文明逻辑下，“30·60”战略的“低碳二十字方针”(节能优先、效率为本、完整周期、系统治理、两山发力)的意义和内涵。
E20环境平台董事长、《两山经济》作者、E20研究院院长傅涛博士介绍，为促进污水处理行业高质量升级发展，E20环境平台联合15家行业龙头企业共同发起成立了“双百跨越”污水处理标杆联盟，历时一年多时间，在行业调研、标杆预选等联盟工作基础上，第一期“双百跨越”污水处理标杆比选产生出40座标杆污水处理厂，行业反响强烈。为进一步夯实“双百跨越”污水处理标杆的成效和基础工作，推进标杆比选工作标准化、规范化、专业化，联盟组织开展了《“双百跨越”污水处理标杆比选导则(试行)》和《“双百跨越”污水处理标杆建设实施指南(试行)》研究工作。“比选导则试行版”和“实施指南试行版”成果于6月30日在上海正式发布，希望行业专家们提供修订意见，计划今年年底前发布比选导则和实施指南1.0版。
“经济+环保+低碳”是新价值体系三大标尺。傅涛博士表示，以前我们衡量价值的标尺是经济因素，之后是环保，习总书记提出“绿水青山就是金山银山”将经济和环保进行了完美统一，而低碳的提出，让我们有了第三把标尺。以前我们做的节能和中水回用是出于经济的考量，而非以低碳为目标，“双碳战略”会影响到我们的产业发展、产业路线、发展模式。为了指导低碳研究落地，中节能国祯专家委员会王颖哲主任牵头低碳化研究小组，通过现场走访调研和比对核算，形成了一个行业低碳指导框架。
以单一国家和城市统计范畴内的碳达峰是“伪达峰”。欧洲的碳达峰是“伪达峰”，因为欧洲是使用了进口产品而实现达峰的，产品生产过程中消耗的碳没有被计算其中。以此类推，上海、北京的碳达峰也是“伪达峰”，这些问题比较复杂，现在我们只在可管控的范围内来谈低碳，减碳是一种行为，我们要在每个环节中把碳降下来，但是具体核算还有很多工作要做。我们如果仅从处理污染物的环节来看，环境产业已经没有价值提升空间了，污水处理行业碳排放占全社会贡献率小于2%，但是这些污染物并不产自污水处理行业，而是来自其他行业，况且我们还形成了再生能源和再生资源，如果全周期和全价值链条核算来看，污水处理行业产生的综合价值会远远比处理污染物产生的价值要高，污水处理费用不止现在的水平，而是可能比现在高很多，我已经隐隐感到环境产业新的春天要来到了，优质的环保资产将再次成为资本市场的宠儿。
污水和垃圾处理的价值延伸都将是经济核算的资源。垃圾处理行业同样如此，污染物被汇集到垃圾处理厂，我们用能源把垃圾处理干净，要尽量减小能源的消耗，尽量把污水和垃圾中的资源和能源重新导入到低碳的循环中去，污水和垃圾都将是经济核算的资源。如果行业龙头公司尝试去改变污水处理行业的价值规律，那么行业龙头公司获得的收益将是最大的，因为其运营的污水处理厂最多，处理量最大。
行业碳中和具有先天性因素。有些行业天生就是碳中和的，比如林业，但是有些行业天生就不是碳中和的，比如钢铁冶炼行业。“低碳二十字方针”中的“完整周期”强调历史、未来、现在要兼顾，全球80%的国家拥有钢铁冶炼等制造业，所以大多数国家都和中国一样是世界工厂角色，滋养着全世界人口，碳足迹需要全链条核算，否则不公平，中国会积极参与国际碳排放规则的制定。
中国践行的是生态文明下的低碳战略，而不是欧美碳核算规则下的按部就班，中国会有自己的碳核算办法。建议每个领域都可以制定自己的低碳发展导则和指南，尽可能降低行业碳排，积极参与国际碳排放规则制定。我们要努力去创建低碳城市和国家，用导则评价低碳行为而不是碳中和结果，鼓励行业向低碳努力的行为举措，鼓励在尽可能保留原设施基础上进行技改来达到低碳效果。“低碳二十字方针”中的“系统治理”需要把每个环节连起来考虑，比如治理污泥却造成了大气污染，治理垃圾却产生了危废，一些动作可能会影响上下游的整体效果。加强产学研联动，低碳技术可以依托于高校，形成新的合作模式，建议学校成立以低碳为标尺的研究，重新评估我们的行业技术、商业模式、合作模式。
未来在低碳和环保之间会存在博弈。碳交易形式有两种，一种是可以买卖的碳配额，一种是可以通过低碳产品实现。环保的可能不低碳，低碳的未必环保，未来在低碳和环保之间会存在博弈，低碳的维度会越来越高，未来低碳范畴可能高于环保。例如地下水厂是否可行？需要环评、能评、安评、碳评一同来平衡和评估。
北京城市排水集团有限责任公司生产运营部葛勇涛部长分享了“碳中和背景下北排绿色低碳发展路径与实践”主题发言。葛勇涛部长介绍，北京排水集团是市属公共服务类一级企业，是北京中心城区水环境治理特许经营企业。公司2020年启动未来水厂建设，提倡“全要素资源化，全方位生态化，全流程智慧化”，并在以下方面取得显著成绩。
在系统治理方面实现“厂网一体流域化调度”；在资源循环方面实现“大力推进再生水综合利用”和“推进污泥资源化利用”;在技术创新方面，北排集团建立以北排高碑店研发基地、方庄污水处理厂及其它污水厂、联合院校创新平台为核心的生产性试验评价转化基地，科技创新取得丰硕成果，积极引领行业发展；在技术水平方面，“城市污水厌氧氨氧化(红菌)技术”达到世界第一水平；“高氨氮厌氧氨氧化技术、再生水集成处理与安全回用技术、污泥高级厌氧消化技术”达到国际领先水平；“好氧颗粒污泥技术、深度脱氮技术、A2O高效脱氮除磷节能降耗技术、水环境精准修复及构建技术、水生态安全监测及保障技术、农村分散式污水处理技术、臭气处理技术”达到国内领先水平。
“十三五”期间，集团通过沼气热电联产、光伏发电、集团内外水源热泵清洁能源利用，以及精确控制技术等节能措施，累计减少电力消耗2.1亿度，共计减少二氧化碳排放46万吨,相当于“零碳排放”处理了13亿立方米污水，实现了节能低碳运行。
“十四五”时期，集团聚焦绿色低碳治水，着力打造“技术领先、厂网一体、智慧运营、绿色低碳、能源自给、资源回收、生态和谐、厂城融合”的绿色低碳水厂。实现“十四五”末较“十三五”末，节电量7000万度，水处理单耗下降10%；通过沼气和光伏年自发绿电量2.14亿度，占集团总电量的30%以上，减少碳排放量16.5万吨，占集团总排放量的40%。实现资源全回收利用，探索能源外供，进一步扩大外部水源热泵使用范围，年减少二氧化碳排放量20万吨，为北京市和全国实现碳中和目标做出积极贡献。
中节能国祯环保科技股份有限公司李涛技术总监分享了“污水处理厂碳排放核算方法与评价体系构建”主题发言。李涛总监引用了中国人民大学王洪臣教授的分析数据，即污水处理行业尽管经济总量、投资规模和从业人员只有经济全行业的千分之一，但碳排放量却占全社会总排放量的1%-2%，是一个名副其实的高碳行业。
李涛总监强调，污水处理行业的低碳化势在必行。原因在于“低碳化”意味着污水处理行业精细化、智慧化、资源化、生态化等全面融合；意味着能源资源的更高效利用；意味着更经济、更清洁和更安全的能源结构；意味着工艺技术、产业结构、生产方式、空间格局的全面绿色转型；意味着水处理行业有可能真正找到其具有内生可持续性的市场商业价值。
污水处理厂低碳化是指通过计算污水处理厂一定时间内(通常为1个自然年)处理单位污水直接和间接产生的二氧化碳排放总量，通过优化工艺、节能降耗、资源回收、新能源开发利用、增加温室气体吸收处理等方式，降低污水处理厂产生的二氧化碳排放量，实现污水处理运行阶段低碳化。
李涛总监分享了“双百跨越”污水处理标杆比选评价方法和评价导则构建体系，评价方法和导则将适用于 “双百跨越” 低碳化标杆污水处理厂比选，为低碳化标杆比选提供具体操作工具，为专家评审提供评价依据。
最后提出有利于污水处理行业低碳发展的几点建议：摸清污水处理行业碳排放现状本底；选取典型污水处理系统研究基于空间和时间尺度的整体碳排放足迹；典型污水处理低碳化系统的全生命周期碳技术经济性分析；污染物减排和低碳排放的工程最优化选择；结合厂网一体化、泥水一体化研究污水处理低碳化的商业模式；结合山水林田湖草沙的协同治理研究流域综合治理的碳汇价值。
中国人民大学低碳水环境技术研究中心主任王洪臣教授表示，碳排放关系到人类的未来，“碳达峰、碳中和”人人有责。目前有些低碳路径走偏了，例如一个企业要碳中和，一个小行业要碳中和，其实碳中和是以全社会和国家为尺度进行考量的；西方国家已经将发展和能源脱钩了，污水处理行业中，污水的输送和处理追求的是达标水质，永远不可能和能源消耗脱钩，我们需要保持冷静的心态，有一种“碳中和未必在于我，但是碳中和必定有我”的心态，否则会困惑，成就感会很差；低碳化落脚在精细化运行、高效设备选型、新技术驱动；5万吨/天、10万吨/天、15万吨/天等中小处理规模具有行业普遍性，但是低碳数据没有大规模污水处理厂好，建议将大规模污水厂低碳指标凝练出来用于指导中小规模污水处理厂进行低碳对标。
北控水务集团有限公司执行董事、执行总裁李力表示，污水处理不仅涵盖水务还包括水环境，所以污水处理行业不仅要低碳，还要向负碳去努力。我们如何把绿水青山转变成金山银山，还要深刻推进可持续发展，污水处理行业要有更高的自我发展要求，在“双碳时代”我们有新的责任也有新的任务;过去我们是内生式和内涵式的静脉产业发展模式，内生式和内涵式如何持续地支撑我们发展，同时打通互联静脉和动脉，未来在污水处理行业内生式和内涵式发展的主航道以外，会开拓外延式发展路径，其中五大高碳排行业将是环境产业新的主战场，我们既要帮他们治理污染，也要帮他们减碳;目前，燃气行业和危废行业市场化水平比较高，未来污水处理行业市场化有更好预期，加之碳交易的活跃，这些都将推动污水处理行业的高质量转型。“节能环保”是国家的战略新兴产业，将来会演变成“节能环保减碳”，环保能够延伸到减碳，但是不能完全覆盖减碳。我们行业发展从解决污染物问题，到解决营养物问题，现在已经有了生态指标，温室气体减排将不是政府强制要求的，而是行业会主动参与其中，形成跨介质处理和跨行业处理，使多种基础处理设施融合，形成产业渗透，我们停留在环保和工业之间的最后一公里，产业渗透是未来拉动行业服务范式的升级方向。
北京大学“百人计划”优秀人才计划研究员刘思彤介绍，从高校产学研角度促进实现“双碳”目标来看，还有很多需要加强的方面，高校研究工作者和产业对接之间还有些距离。高校很多技术研发是项目导向型，而不是产业实际技术需求导向型，科学研究需要更密切地和产业需求对接。建议E20环境平台搭建企业和高校的“产学研沟通合作桥梁”，以产业实际问题需求为导向，推动低碳技术快速落地。
金科环境股份有限公司刘正洪总经理表示，和土地、人口、水资源一样，碳已经成为现代经济社会的发展要素之一。低碳创新可以来自行业内，也可能是跨界。就水务行业来说，提高污废水资源化利用率是社会需求，如何挖掘高附加值的资源化产品，增加To B端商业化运营，两手发力，需要行业共同努力。E20发起的启动环境行业低碳行动计划，现在是初期，不可能一下子很完美，但是重要的是开始行动起来，带动行业深入探讨，很有意义。
中持水务股份有限公司朱向东总经理表示，中持建设的概念水厂样板能源自给率已经接近50%，靠厌氧产沼供电，全厂的综合能耗是0.18度电/吨水，污水和有机废物已经完全得到资源化循环利用，概念水厂初见成效;同时，资源工厂样板每天处理800吨有机垃圾，产生沼气4万方，沼渣和沼液作为肥料，沼液灌溉周围7千亩地;除此之外，还在推进一些利用负碳工艺方法处理湿垃圾的项目。
低碳是否是十四五环境产业发展的关键词？回顾以往，十二五着重污水厂排水考核，十三五着重水体断面考核，十四五是否会将低碳作为污水处理考核指标。如果低碳是十四五行业政策的重要组成部分，将会更快推进行业向低碳方向发展;关于低碳体系，现在有些方面还有待深入研究，如低碳指标如何量化?全生命周期如何核算碳排放量?采取负碳工艺的碳交易如何测算减碳量?如果碳交易收益能够覆盖总投资的10%左右，是有市场化前景的。希望下一步，找到在低碳指标体系和社会发展指标体系融合后环境产业的新定位。
金风环保有限公司技术开发部廖常盛部长表示，目前，国内关于“绿电”在生产用能体系推广及产品低碳贡献的探讨逐渐形成热点和趋势，低碳行为是国际行为，也是我国参与和争取国际发展权的基础。绿电指的是在生产电力的过程中，它的二氧化碳排放量为零或趋近于零，相较于其他方式(如火力发电)所生产之电力，对于环境冲击影响较低，绿电的主要来源为太阳能、风力、生质能、地热等;在污水处理项目设备选型过程中，低碳指标越来越被重视，如何比选和评价节能设备成为环境产业摆在眼前的事情，产品低碳评价体系和环境低碳服务体系需求已经呼之欲出。
天津创业环保股份有限公司津沽污水处理厂赵令厂长表示：一方面，污水处理行业的社会责任是第一位的，低碳引导指标需要考虑地域水资源分布、不同水质需求、不同规模的差异性;第二是，增加污水热泵应用、再生水和污泥的资源循环化应用等，可以拉长行业服务链条，提高污水处理产品附加值，提升能源资源低碳化水平，这其中污泥处置应纳入指标体系;第三，建议后续指标中整体统筹增加污水厂设施利用率等指标，推动进水指标偏低污水厂进水污染物负荷提升，推动污水厂网、上游企业的协调低碳发展。
华航环境发展有限公司科技与信息化部高虹部长表示，“低碳战略”对环境产业提出了新挑战，同时也赋予了新的市场机会，华航环境在水处理智慧化管控节能降耗、资源化利用方面有着较丰富的工程经验，与行业领军企业研讨低碳发展思路收获颇丰，行业低碳工作抓手和工作思路逐渐清晰。
杭州安存网络科技有限公司创始人徐敏表示，区块链技术可以充分融入到污水处理行业低碳化建设运营的各个环节中，例如区块链能够保证数据的真实性，依托于奖励机制使行业自我驱动地循环起来，当污水处理低碳化遇到区块链，产业组织形式是否会发生变化将有所期待。
低碳是新话题，低碳和环保有交集，低碳跨出了我们的环境治理大的逻辑，为行业带来巨大机遇和挑战。傅涛博士表示，如果把握不好，领跑的企业也会很危险，因为“双碳”使行业发展出现了“岔路”和“弯路”，把握好方向盘可能会是企业的发展机会。污水处理之前只考虑经济性，在经济可行的情况下，把水弄干净，越便宜越好。现在低碳的提出会影响行业未来的前进方向，希望行业企业和“双百跨域联盟”来一起探索未来，达成共识机制。
最著名的话语权都是民间产生的。2003年我们开始讨论市场化，经过20年，市场化已经形成了行业共识，实现了多边市场的动态合约和智能合约。最著名的话语权都是民间产生的，是可以影响行业政策制定的，政策是市场和市场参与者互动出来的，如果参与者被动地去等待国家政策，可能出来的政策似是而非，不能只依赖专家制定政策，运动员也要积极参与行业政策的制定。清华、北大、人大等高校都是环境产业中最重要的先导性力量，我们想动员一些有眼界和水准的机构共同来把行业低碳的规则制定起来，对我们的行业发展将非常有利。
环境产业天生有低碳的素质和基础，环境产业是低碳阵营的“友军”。环境产业不仅能治理环境还能减碳，这样可以创新和提高收费机制，垃圾处理行业同样存在物质和能源循环的巨大潜力。E20环境平台将成立低碳研究中心，欢迎行业企业和专家成为成员，共同分享成果，推动更多的价值向环境产业导入，向低碳领域流转。
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当前很多地方水务企业在不断谋求发展机会，也就必然面临思考和选择。在7月21日-23日在上海举办的“2021(第六届)供水高峰论坛”上，将会重新定义供水行业的高质量发展，畅谈供水行业的破局之路，同时在低碳化未来的背景下，对于数字转型，智慧融通等热点话题进行探讨。相约上海，共商行业未来，共探行业潜能。
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