中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近年來，作為傳統(tǒng)環(huán)保行業(yè)的代表，水處理工廠用電成本占總成本的40-50%，一直普遍存在運(yùn)行能耗偏高的問題,再加上用水排放標(biāo)準(zhǔn)的提升，進(jìn)一步加劇了水處理行業(yè)的高能耗問題，進(jìn)而水處理工廠能源消耗問題越來越受到重視。
生態(tài)環(huán)境部2024年度生態(tài)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)顯示，2024年全國污水處理廠數(shù)量達(dá)14637家。
隨著環(huán)保要求升級(jí)與能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，污水處理行業(yè)正朝著 “低碳化、資源化”方向發(fā)展，儲(chǔ)能技術(shù)的融入為污水儲(chǔ)能廠帶來了節(jié)能降耗、穩(wěn)定運(yùn)行的全新可能。
政策發(fā)力光儲(chǔ)應(yīng)用污水處理廠
近幾年，國家陸續(xù)出臺(tái)一些關(guān)于“光伏+污水廠”政策和文件，真正形成系統(tǒng)化的政策體系始于2022年。
2022年9月27日，國家發(fā)改委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合印發(fā)《污泥無害化處理和資源化利用實(shí)施方案》的通知。
通知要求，推廣污水源熱泵技術(shù)、污泥沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廠區(qū)或周邊區(qū)域供熱供冷。推廣“光伏+”模式，在廠區(qū)屋頂布置太陽能發(fā)電設(shè)施。積極推廣建設(shè)能源資源高效循環(huán)利用的污水處理綠色低碳標(biāo)桿廠，實(shí)現(xiàn)減污降碳協(xié)同增效。探索建立行業(yè)采信機(jī)制，暢通污泥資源化產(chǎn)品市場出路。
相比較風(fēng)能和水電，光伏的廣闊的應(yīng)用場景顯然更適合污水廠低碳運(yùn)行的需求。
2024年7月3日，國家發(fā)改委、住建部兩部門發(fā)布關(guān)于開展污水處理綠色低碳標(biāo)桿廠遴選工作的通知，文件提出：采取“遴選一批、新改擴(kuò)建一批”的方式，2025年底前，建成100座能源資源高效循環(huán)利用的污水處理綠色低碳標(biāo)桿廠。
無論是遴選的綠色低碳標(biāo)桿廠還是新改擴(kuò)建的污水處理標(biāo)桿廠，都不約而同提到了“光伏+污水廠”模式。
隨著儲(chǔ)能技術(shù)的逐漸成熟和成本持續(xù)下降，光伏與儲(chǔ)能的結(jié)合在污水處理廠節(jié)能降耗中扮演著越來越重要的角色。
一般而言，污水處理的高耗能特性集中在兩大場景，一是連續(xù)運(yùn)行的高功率設(shè)備，如曝氣泵、提升泵等，需持續(xù)消耗大量電能。
二是動(dòng)態(tài)波動(dòng)的能耗需求，水質(zhì)、水量變化會(huì)導(dǎo)致負(fù)荷峰谷差明顯，傳統(tǒng)供電模式難以適配。
儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心價(jià)值在于削峰填谷與能源回收復(fù)用，即低谷時(shí)段儲(chǔ)存廉價(jià)電能，高峰時(shí)段釋放滿足高耗能設(shè)備需求，直接降低電費(fèi)支出；同時(shí)，回收污水處理過程中產(chǎn)生的沼氣、余熱等清潔能源，轉(zhuǎn)化為電能或熱能再利用，形成處理污水—回收能源—儲(chǔ)能復(fù)用的閉環(huán)，從源頭減少能耗浪費(fèi)。
儲(chǔ)能技術(shù)與光伏模式的成熟能顯著提升高耗能污水處理廠的運(yùn)行穩(wěn)定性與抗風(fēng)險(xiǎn)能力。
高耗能設(shè)備對供電連續(xù)性要求極高，突發(fā)停電可能導(dǎo)致處理流程中斷、水質(zhì)惡化，儲(chǔ)能系統(tǒng)可作為備用電源快速啟動(dòng)，保障關(guān)鍵設(shè)備持續(xù)運(yùn)行；此外，通過儲(chǔ)能設(shè)備平衡用電峰谷，避免負(fù)荷波動(dòng)對電網(wǎng)造成沖擊，降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。
結(jié)合智能控制系統(tǒng)，儲(chǔ)能設(shè)備還能與污水處理工藝協(xié)同聯(lián)動(dòng)，根據(jù)實(shí)時(shí)能耗、水質(zhì)數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整儲(chǔ)能策略，最大化能源利用效率。
將儲(chǔ)能系統(tǒng)與污水處理工藝深度結(jié)合，不僅能破解傳統(tǒng)污水廠能耗高、運(yùn)行波動(dòng)大的痛點(diǎn)，更能實(shí)現(xiàn)污水資源與能源的循環(huán)利用，成為環(huán)保領(lǐng)域的創(chuàng)新實(shí)踐。
各地已開始規(guī)模化應(yīng)用
目前，光儲(chǔ)+水務(wù)的模式已在多地進(jìn)行了落地探索，實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；瘧?yīng)用。
據(jù)CESA儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫不完全統(tǒng)計(jì),2024年5月以來，儲(chǔ)能在污水處理廠中的在建、并網(wǎng)項(xiàng)目共12個(gè)，分布的區(qū)域既有江蘇、浙江、廣東等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域，也有河南等人口大省。
從電站類型看，這些項(xiàng)目包括工商儲(chǔ)、分布式光儲(chǔ)、微電網(wǎng)，形成了一批可推廣的典型案例。
并網(wǎng)項(xiàng)目中，2024年5月，新開集團(tuán)投建的新城水環(huán)境處理中心光儲(chǔ)項(xiàng)目調(diào)試完畢并投入使用，成為南京市首個(gè)污水處理行業(yè)“光伏+儲(chǔ)能”電站。
據(jù)悉，該項(xiàng)目由336.6kW的分布式光伏系統(tǒng)和300kW/645kWh的儲(chǔ)能系統(tǒng)組成。光伏系統(tǒng)采用“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”運(yùn)行模式，每年可提供約31.3萬度清潔電能；儲(chǔ)能系統(tǒng)配置3臺(tái)100kW/215kWh標(biāo)準(zhǔn)液冷儲(chǔ)能柜，采用“兩充兩放”運(yùn)行模式，日放電量達(dá)1150度，將實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)削峰填谷，降低用電費(fèi)用，提高電能質(zhì)量，優(yōu)化光儲(chǔ)資源配置。
2024年11月，由國機(jī)集團(tuán)中聯(lián)西北院承攬的西安市北石橋污水處理廠1725kW/5505kWh儲(chǔ)能EPC項(xiàng)目如期并網(wǎng)，并通過國網(wǎng)西安供電公司驗(yàn)收，各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)均符合預(yù)期，標(biāo)志著西安市首個(gè)用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目正式進(jìn)入投產(chǎn)階段，對后續(xù)西安市儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)推廣具有積極示范意義。
2025年11月，陜西水務(wù)發(fā)展清潔能源集團(tuán)所屬綜合能源管理有限公司投資建設(shè)的漢陰縣污水廠用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目正式投運(yùn)。這是清潔能源集團(tuán)轉(zhuǎn)型升級(jí)以來落地的首個(gè)工商業(yè)儲(chǔ)能項(xiàng)目。
項(xiàng)目的投運(yùn)不僅能有效減輕電網(wǎng)在峰時(shí)用電負(fù)荷壓力，還能提升污水廠供電系統(tǒng)的可靠性并減小系統(tǒng)損耗，有效降低污水處理過程中的電力成本，能匹配污水處理廠24小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的能源需求。
在建項(xiàng)目中，2025年2月，陜西省咸陽市城市水廠光儲(chǔ)一體全釩液流電池儲(chǔ)能電站加快施工，項(xiàng)目是國內(nèi)首個(gè)應(yīng)用于污水處理行業(yè)的光伏+釩電池儲(chǔ)能項(xiàng)目，通過將光伏發(fā)電系統(tǒng)與先進(jìn)的全釩液流儲(chǔ)能裝置有機(jī)結(jié)合，有效解決了傳統(tǒng)能源供應(yīng)方式存在的間歇性和不穩(wěn)定性問題。
該項(xiàng)目位于陜西省咸陽市城市水處理廠，規(guī)劃總規(guī)模為光伏1.15MW+釩電池儲(chǔ)能系統(tǒng)0.5MW/2MWh，預(yù)計(jì)于2025年5月1日正式并入電網(wǎng)運(yùn)行。
筆者認(rèn)為，儲(chǔ)能技術(shù)與污水處理高耗能場景的融合，是環(huán)保產(chǎn)業(yè)與能源產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的重要實(shí)踐。
隨著儲(chǔ)能成本下降、技術(shù)迭代，這一模式將在更多高耗能污水處理項(xiàng)目中推廣，既能拓展儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用場景，又能降低環(huán)保設(shè)施運(yùn)行成本，助力能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，為生態(tài)保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。
