早在2018年，中—荷未來污水處理技術(shù)研發(fā)中心便著手開始“摸底”污水處理碳排放（碳足跡）情況，并從全生命周期（LCA）角度建立評價污水處理對總環(huán)境影響的模型方法。這與目前國內(nèi)強調(diào)的“碳達峰”、“碳中和”戰(zhàn)略目標不謀而合。日前，污水處理碳足跡模型與全生命周期環(huán)境影響評價模型已完成構(gòu)建，并以應(yīng)用軟件方式呈現(xiàn)于北京****股份有限公司服務(wù)器。

研發(fā)目的

通過建立適用于國內(nèi)水務(wù)企業(yè)碳排放核算方法，可以規(guī)范運營企業(yè)碳足跡核算方法，體現(xiàn)環(huán)保企業(yè)的社會責任感與對國家政治抱負的主動擔當。同時，碳足跡核算方法也能增加企業(yè)在項目執(zhí)行過程中對碳排放與環(huán)境影響方面的透明度，從而提高項目方案競爭能力。此外，這也能促進國內(nèi)水務(wù)企業(yè)積極參與碳稅、碳配額、碳交易等過程，不僅讓自己從中獲益，也能對整個社會碳減排做出必要貢獻。環(huán)境影響LCA評價模型則可系統(tǒng)評價污水處理廠對總環(huán)境產(chǎn)生的影響，同時，亦可評價藉資源與能源回收方式幫助污水處理在總環(huán)境方面“扭虧為盈”的可行性及其完成程度。

模型構(gòu)建

碳足跡模型：選取華北、華東、華中、華南與西南共6座污水處理廠采集水樣，主要進行有機物（COD）中化石碳含量（9~21%）檢測，以區(qū)分于生源碳（不計入CO2排放核算）為我國污水進水化石碳比例提供參考。在碳足跡模型中補充化石碳系數(shù)，構(gòu)建全流程污水處理碳足跡核算模型。核算分為已建運行污水廠（大部分參數(shù)由實際數(shù)據(jù)獲得）和新建未運行污水廠（部分參數(shù)無法實際獲得）兩種情景，按“生物處理”、“厭氧消化”、“污泥處置”、“電力消耗”、“化學藥劑消耗”五大單元予以核算溫室氣體（CO₂、CH₄與NxO）。

延伸閱讀

化石碳指的是進水有機物中來源于石油化工產(chǎn)品（如洗滌劑、化妝品等）的部分，其降解釋放的溫室氣體應(yīng)計入污水廠導致的凈碳排放中。相對而言，生源碳則是指來源于動植物的那部分碳，該部分碳來源于大氣中的碳且處于動態(tài)循環(huán)中，因此不對大氣溫室氣體總量形成貢獻。IPCC（政府間氣候變化專門委員會）雖然已在報告中提到了化石碳的存在和比例，但目前仍未計入到污水處理的凈碳排放中。

全生命周期環(huán)境影響評價模型：根據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國礦產(chǎn)資源報告》、《污染源普查報告》等數(shù)據(jù)來源，進行環(huán)境影響因子本地化、區(qū)域化。考慮全球變暖潛能（GWP）、水體富營養(yǎng)化潛能（EP）、大氣酸化潛能（AP）、非生物資源枯竭潛能（ADP）、人體毒性潛能（HTP）、黑臭水體潛能（BOP）、填埋空間消耗（LSD）、淡水資源消耗潛能（FWU）等8項影響指標。建立全生命周期評價與多目標數(shù)學規(guī)劃法相耦合（LCA-MOP）模型，建立污水處理廠全生命周期環(huán)境綜合效益評價模型，并利用實際污水/污泥處理處置過程數(shù)據(jù)完善模型。

軟件開發(fā)

應(yīng)用軟件基于北京****股份有限公司服務(wù)器，登錄使用簡便，輸入操作明晰，計算結(jié)果可以圖、表、PDF報告等形式導出，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)可視化。

圖1、圖2分別為碳足跡軟件界面圖，內(nèi)置化石碳因子等參數(shù)默認值，亦可隨時更新。

圖3、圖4分別為環(huán)境影響評價軟件界面圖，包括建設(shè)、運行、拆除三個階段，參數(shù)輸入界面簡潔，計算方便。

成果應(yīng)用

目前，項目研發(fā)成果已達到工程技術(shù)成熟度評價標準第五級（共九級），即，已形成行業(yè)碳排放評估手冊、模型及軟件。研發(fā)成果已達到推廣應(yīng)用水平（圖5），包括企業(yè)內(nèi)部污水廠應(yīng)用，以及外部與地方政府及其它企業(yè)合作。同時，也呼吁全行業(yè)能共同建立和完善我國污水處理行業(yè)碳足跡背景數(shù)據(jù)清單、區(qū)域化環(huán)境影響因子等，使評價結(jié)果更符合我國實際情況。

碳交易額潛力估算

以北京市污水處理量和北京市碳交易成交單價進行碳交易額潛力估算（2020年），結(jié)果如圖6所示。如果平均碳減排10%，則潛在碳交易額度是934萬元/年；若實現(xiàn)出水余溫熱能回收，污水廠不僅可輕松實現(xiàn)“碳中和”運行，而且可以實現(xiàn)的潛在碳交易額高達0.93億元/年。

原標題:研發(fā)成果| 污水處理碳足跡與環(huán)境影響應(yīng)用軟件研發(fā)成功

來源:水業(yè)碳中和資訊  作者:王向陽 劉然彬

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