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早在2018年,中—荷未來(lái)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(píng)價(jià)污水處理對(duì)總環(huán)境影響的模型方法。這與目前國(guó)內(nèi)強(qiáng)調(diào)的“碳達(dá)峰”、“碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)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(píng)價(jià)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(guò)建立適用于國(guó)內(nèi)水務(wù)企業(yè)碳排放核算方法,可以規(guī)范運(yùn)營(yíng)企業(yè)碳足跡核算方法,體現(xiàn)環(huán)保企業(yè)的社會(huì)責(zé)任感與對(duì)國(guó)家政治抱負(fù)的主動(dòng)擔(dān)當(dāng)。同時(shí),碳足跡核算方法也能增加企業(yè)在項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中對(duì)碳排放與環(huán)境影響方面的透明度,從而提高項(xiàng)目方案競(jìng)爭(zhēng)能力。此外,這也能促進(jìn)國(guó)內(nèi)水務(wù)企業(yè)積極參與碳稅、碳配額、碳交易等過(guò)程,不僅讓自己從中獲益,也能對(duì)整個(gè)社會(huì)碳減排做出必要貢獻(xiàn)。環(huán)境影響LCA評(píng)價(jià)模型則可系統(tǒng)評(píng)價(jià)污水處理廠對(duì)總環(huán)境產(chǎn)生的影響,同時(shí),亦可評(píng)價(jià)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(jìn)行有機(jī)物(COD)中化石碳含量(9~21%)檢測(cè),以區(qū)分于生源碳(不計(jì)入CO2排放核算)為我國(guó)污水進(jìn)水化石碳比例提供參考。在碳足跡模型中補(bǔ)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(yùn)行污水廠(大部分參數(shù)由實(shí)際數(shù)據(jù)獲得)和新建未運(yùn)行污水廠(部分參數(shù)無(wú)法實(shí)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(xué)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(jìn)水有機(jī)物中來(lái)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(jì)入污水廠導(dǎo)致的凈碳排放中。相對(duì)而言,生源碳則是指來(lái)源于動(dòng)植物的那部分碳,該部分碳來(lái)源于大氣中的碳且處于動(dòng)態(tài)循環(huán)中,因此不對(duì)大氣溫室氣體總量形成貢獻(xiàn)。IPCC(政府間氣候變化專門委員會(huì))雖然已在報(bào)告中提到了化石碳的存在和比例,但目前仍未計(jì)入到污水處理的凈碳排放中。
全生命周期環(huán)境影響評(píng)價(jià)模型:根據(jù)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)礦產(chǎn)資源報(bào)告》、《污染源普查報(bào)告》等數(shù)據(jù)來(lái)源,進(jìn)行環(huán)境影響因子本地化、區(qū)域化??紤]全球變暖潛能(GWP)、水體富營(yíng)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(xiàng)影響指標(biāo)。建立全生命周期評(píng)價(jià)與多目標(biāo)數(shù)學(xué)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(píng)價(jià)模型,并利用實(shí)際污水/污泥處理處置過(guò)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(jiǎn)便,輸入操作明晰,計(jì)算結(jié)果可以圖、表、PDF報(bào)告等形式導(dǎo)出,實(shí)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(rèn)值,亦可隨時(shí)更新。
圖3、圖4分別為環(huán)境影響評(píng)價(jià)軟件界面圖,包括建設(shè)、運(yùn)行、拆除三個(gè)階段,參數(shù)輸入界面簡(jiǎn)潔,計(jì)算方便。
成果應(yīng)用
目前,項(xiàng)目研發(fā)成果已達(dá)到工程技術(shù)成熟度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)第五級(jí)(共九級(jí)),即,已形成行業(yè)碳排放評(píng)估手冊(cè)、模型及軟件。研發(fā)成果已達(dá)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(shí),也呼吁全行業(yè)能共同建立和完善我國(guó)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(píng)價(jià)結(jié)果更符合我國(guó)實(shí)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(jià)進(jìn)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(wàn)元/年;若實(shí)現(xiàn)出水余溫?zé)崮芑厥?,污水廠不僅可輕松實(shí)現(xiàn)“碳中和”運(yùn)行,而且可以實(shí)現(xiàn)的潛在碳交易額高達(dá)0.93億元/年。
原標(biāo)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(lái)源:水業(yè)碳中和資訊 作者:王向陽(yáng) 劉然彬
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