給污水處理廠能耗算筆帳?
一、美國水處理能耗
美國各行業(yè)能源消費分析,從1949年到2011年,美國工業(yè)消耗電耗占全社會總能耗比例由最高的48%降為約30%,與其他行業(yè)能耗占比接近。
根據美國EPRI(美國電力研究協(xié)會)1996年做的調查報告顯示,當時美國具有超過60000座供水系統(tǒng)及15000座污水處理系統(tǒng)。由于美國屬于非工業(yè)化國家,這些系統(tǒng)在當時已經屬于國家最大的能源消費行業(yè)。數據顯示(見表1),美國20多年供水及水處理系統(tǒng)電耗占社會總零售電量比約為3%。
二、我國能源結構分析
中國能源結構與美國不同,其中工業(yè)電力消耗占全國總電力消費的70%。 居民生活電力消費屬于第二大電力消費者,其占全社會電耗比為12%。
據統(tǒng)計局數據顯示,我國水的生產和供應業(yè)(包括自來水生產和供應、污水處理及其再生利用及其他水的處理、利用與分配)電耗占全社會總電耗的0.8%,占居民生活消費電耗的6%。
三、我國污水處理能耗分析
據文獻報道,污水處理耗電為0.2-0.3kwh/m3?筛鶕2中數據計算出2005-2011年,我國城鎮(zhèn)污水處理電力消費量占生活消費電耗的2%(如圖3所示),占全社會總電耗的0.25%(如圖4所示),近幾年均呈上升趨勢。
資料顯示,2007年,中國287個地級以上城市市轄區(qū)電力消費總量達到16979.8億千瓦時,占全國電力消費總量32712.4億千瓦時的51.9%。2007年市政污水處理設施全年累計污水處理總量230億噸,由此可推算出,2007年市政污水處理設施耗電量占該年城市電耗的0.41%。
需要注意的是,目前統(tǒng)計的市政污水處理電耗約占社會總耗電量僅為城鎮(zhèn)污水處理廠的統(tǒng)計數據,并不包括污泥處理的電耗及村鎮(zhèn)污水處理設施的電耗。
我國目前有6.74億農村人口,250多萬個自然村,60萬個行政村,4萬多個鄉(xiāng)鎮(zhèn),每天3000多萬噸污水排放量, 年累計處理量為87.6億噸(處理率按80%計算3000*0.8*365),而且村鎮(zhèn)污水處理設施多為分散式處理,其系統(tǒng)單耗要高于城市集中式污水處理系統(tǒng)的電耗。根據美國的經驗,分散式處理設施的單耗是集中式的3到4倍,所以分散式污水處理耗電約為1kwh/m3,全年電耗為87.6億千瓦時, 2011年,污水處理量393.13億立方米,全年城市污水處理電耗117.939億千瓦時,城鄉(xiāng)污水處理共耗電205.539億千瓦時,占全國電力消耗總量的0.44%。
資料顯示,每處理1萬噸污水可產生5噸含水率80%的污泥,以2011年數據為例,2011年全國年產濕泥量為1965萬噸,根據美國經驗值可知污水污泥處理電耗為0.28KWh/m3,一般壓濾之后的污泥含水率約為80%,一噸污泥的體積應該約為1m³,全年污泥處理電耗為0.055億千瓦時。所以,城鄉(xiāng)污水及污泥處理占全社會電耗的0.44%。
目前我國水電運行成本一般是0.08-0.12元/千瓦時,火電運行成本約為0.15-0.25元/千瓦時。平均成本為0.15元千瓦時,概念廠可節(jié)約17.65億元成本。
根據我國各行業(yè)能源結構分析,目前我國全社會電耗中,工業(yè)仍占據超70%,而隨著節(jié)能減排的進行,勢必工業(yè)電耗勢必下行。而污水處理電耗卻成上升趨勢,此消彼長之下,該比例仍會繼續(xù)上升。
與發(fā)達國家相比,我國各行業(yè)能源消費結構與日本、德國更為類似,二者的污水處理設施占全社會總能耗的比例都近似于1%。而電耗約占污水處理過程能量消耗的50%,所以,沿著概念廠提出的方向,有望為社會節(jié)約1%的能源,若全部能源自給則會節(jié)省2%甚至更多的能耗。
原標題:給污水處理廠能耗算筆帳?