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| 污(wu)水處理廠尾水發電(dian)，究竟(jing)能不能省(sheng)錢？ |
| 發表時(shi)間：2023-12-22 15:03:33 作者：admin |
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1 年發(fa)電量42.5萬度，華南(nan)首個(ge)污水(shui)處理廠尾水(shui)發(fa)電項目投產(chan)
7月3日，華南地區首個污水(shui)(shui)(shui)處理廠(chang)尾水(shui)(shui)(shui)發電(dian)項目在廣業(ye)環保集團澄(cheng)海污水(shui)(shui)(shui)處理廠(chang)正(zheng)式投產(chan)。據了解，尾水(shui)(shui)(shui)發電(dian)是(shi)利用(yong)污水(shui)(shui)(shui)處理廠(chang)出水(shui)(shui)(shui)排放落差進(jin)行發電(dian)的(de)一種(zhong)綠(lv)色清潔能(neng)源，這類項目既不需要消耗燃料(liao)資源，又不釋放污染物和廢料(liao)，也不產(chan)生溫室(shi)氣體破(po)壞大氣環境，還可以(yi)推進(jin)尾水(shui)(shui)(shui)資源化利用(yong)，具(ju)有明(ming)顯的(de)社會(hui)效(xiao)益(yi)和經濟效(xiao)益(yi)。
污水(shui)(shui)處(chu)理廠(chang)尾(wei)水(shui)(shui)發(fa)電(dian)(dian)(dian)，與傳(chuan)統水(shui)(shui)力發(fa)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)原(yuan)理基本相同，兩(liang)者都是利(li)(li)用(yong)水(shui)(shui)位落(luo)差(cha)產生的(de)(de)水(shui)(shui)流推動水(shui)(shui)輪發(fa)電(dian)(dian)(dian)機轉(zhuan)動，將(jiang)水(shui)(shui)的(de)(de)動能(neng)和(he)勢(shi)能(neng)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)(dian)(dian)能(neng)。不(bu)同之處(chu)在于傳(chuan)統水(shui)(shui)力發(fa)電(dian)(dian)(dian)是利(li)(li)用(yong)大壩聚攏的(de)(de)天然水(shui)(shui)流，而尾(wei)水(shui)(shui)發(fa)電(dian)(dian)(dian)則是利(li)(li)用(yong)污水(shui)(shui)處(chu)理廠(chang)出(chu)水(shui)(shui)排放的(de)(de)高低落(luo)差(cha)進行發(fa)電(dian)(dian)(dian)。
總體來看，尾水(shui)(shui)(shui)(shui)發電(dian)是一種綠色清潔能源，具有不(bu)用修筑攔(lan)水(shui)(shui)(shui)(shui)大(da)壩、尾水(shui)(shui)(shui)(shui)排放具備自然勢能、尾水(shui)(shui)(shui)(shui)不(bu)含雜質、不(bu)會對水(shui)(shui)(shui)(shui)輪機造(zao)成影(ying)響、出水(shui)(shui)(shui)(shui)流量基(ji)本(ben)穩定等優勢。
具體(ti)到華南這個項(xiang)目，它(ta)是(shi)由(you)廣業(ye)環保集團與廣東正誠(cheng)電(dian)氣科技有限(xian)公司聯合開發的(de)，項(xiang)目突(tu)破了傳統水(shui)力發電(dian)水(shui)位落差高、工程投(tou)資(zi)大的(de)瓶頸，創(chuang)造性地實現了3.5米超低(di)水(shui)頭發電(dian)，并(bing)設計了自(zi)動調(diao)速技術，可以根據水(shui)量的(de)變化自(zi)動調(diao)整(zheng)頻(pin)率、功率，實現了無人值守(shou)發電(dian)，這在(zai)華南地區乃至全國都是(shi)首創(chuang)。
當前，國內水(shui)力發(fa)電(dian)(dian)主要是利用自然水(shui)體和潮汐發(fa)電(dian)(dian)，利用污水(shui)處理廠(chang)尾水(shui)發(fa)電(dian)(dian)的企(qi)業(ye)只(zhi)有寥(liao)寥(liao)數家，低于5米(mi)的超低水(shui)頭(tou)發(fa)電(dian)(dian)案(an)例更是完全空白。
2009年8月(yue)，國(guo)內首個利用污水(shui)處理(li)廠(chang)尾水(shui)發電的(de)項目在(zai)重慶市雞冠(guan)石(shi)污水(shui)處理(li)廠(chang)試運行。但雞冠(guan)石(shi)污水(shui)處理(li)廠(chang)是利用了重慶地區的(de)天(tian)然落差(cha)，水(shui)頭為15.5米(mi)，與平原(yuan)地區污水(shui)處理(li)廠(chang)水(shui)頭大多在(zai)5米(mi)以(yi)下(xia)的(de)實際情況差(cha)異較大。
為此(ci)，廣東(dong)環保集團啟動了對超低水(shui)(shui)頭(tou)污水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)廠(chang)尾(wei)水(shui)(shui)發(fa)(fa)電(dian)的研究(jiu)。研究(jiu)人員在對汕潮區域中(zhong)心全部污水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)廠(chang)的尾(wei)水(shui)(shui)排放情況摸底調查(cha)基(ji)礎(chu)上，邀(yao)請(qing)了省內外(wai)水(shui)(shui)利(li)水(shui)(shui)電(dian)專家進行(xing)項目論證，并遠赴廣西、江西、四(si)川等地進行(xing)技術(shu)(shu)交流，確定了適合廣東(dong)污水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)廠(chang)的尾(wei)水(shui)(shui)發(fa)(fa)電(dian)模(mo)式，解決了低水(shui)(shui)頭(tou)發(fa)(fa)電(dian)、尾(wei)水(shui)(shui)水(shui)(shui)力模(mo)型等技術(shu)(shu)難點。
2022年11月9日，澄海污(wu)水廠尾水發電項目正(zheng)式開工(gong)建(jian)設(she)，總投資約145萬元。今年7月3日，該(gai)項目正(zheng)式投產。
目(mu)前，澄海污水廠已建成一(yi)、二期，設計規模為(wei)12萬噸/天(tian)。在(zai)三期項目(mu)暫(zan)未并入的(de)情況下(xia)，項目(mu)發電(dian)約為(wei)22千瓦，日發電(dian)量約528度(du)，預(yu)計年(nian)發電(dian)量可(ke)達19萬度(du)，可(ke)望實現年(nian)效(xiao)益(yi)12.4萬元。
未來，隨著三期7萬(wan)噸處理污水量能(neng)力的(de)增加，尾水發電項目(mu)還將進一(yi)步提(ti)高發電效能(neng)。預計發電出力能(neng)夠提(ti)升至(zhi)50千瓦，年(nian)發電量提(ti)升至(zhi)42.5萬(wan)度，每(mei)年(nian)可以相應(ying)地減少423.7噸二氧化碳排放，實現年(nian)效益27.6萬(wan)元。
根(gen)據廣東環保集團保守(shou)估計，大概5-6年，尾水發電項(xiang)目便可(ke)收回全部投(tou)資(zi)成本。
2 重慶(qing)、長沙(sha)、武漢，污水處理廠尾水發電項目已有很多
污(wu)(wu)水處(chu)理廠(chang)尾(wei)水發電，對于(yu)(yu)不少讀者來(lai)講可能是一(yi)個新(xin)鮮(xian)事(shi)。事(shi)實(shi)上，中國(guo)的第(di)(di)一(yi)個污(wu)(wu)水處(chu)理廠(chang)尾(wei)水發電項(xiang)目早在2009年就已在重(zhong)慶雞冠(guan)石污(wu)(wu)水處(chu)理廠(chang)試運行了(le)，距(ju)離(li)現在已有14年的歷(li)史。據了(le)解，雞冠(guan)石污(wu)(wu)水處(chu)理廠(chang)隸屬于(yu)(yu)重(zhong)慶市(shi)排(pai)水有限公司(si)，是建國(guo)以(yi)來(lai)重(zhong)慶市(shi)第(di)(di)一(yi)大污(wu)(wu)水處(chu)理廠(chang)，設計處(chu)理規(gui)模80萬m3/d，規(gui)模居西南第(di)(di)二(er)、全國(guo)第(di)(di)五，服務(wu)人口(kou)近300萬人。
由于重慶市(shi)天然(ran)的地理優勢，雞冠(guan)石污(wu)水(shui)處理廠的尾(wei)水(shui)在進入長江之前，有(you)一段(duan)落(luo)差(cha)很大，排放高程(cheng)常年在165-182m，排水(shui)最大落(luo)差(cha)約27m。工程(cheng)師們巧妙地利用這段(duan)落(luo)差(cha)，建成了國(guo)內(nei)首個(ge)尾(wei)水(shui)發(fa)電(dian)站，設計水(shui)頭15.5m，設計的頂(ding)托最低尾(wei)水(shui)位(wei)為168m。2022年擴容(rong)(rong)改造后(hou)，該(gai)廠額定(ding)裝機(ji)容(rong)(rong)量為2500kw，年利用小時數可(ke)達5247h，年發(fa)電(dian)量為1312萬kwh以(yi)上，可(ke)以(yi)解決該(gai)廠17%左右的用電(dian)負荷，每年可(ke)節約電(dian)費近500萬元。
除了雞冠石污(wu)水(shui)處理(li)廠(chang)，與其一江之隔(ge)的(de)重慶中法唐家沱(tuo)污(wu)水(shui)處理(li)公(gong)司也上(shang)馬(ma)了尾水(shui)發(fa)電(dian)(dian)項目(mu)。該廠(chang)日處理(li)能力(li)為(wei)40萬噸，裝(zhuang)機(ji)規模為(wei)800千(qian)瓦，年均發(fa)電(dian)(dian)500多萬千(qian)瓦時，可(ke)以解決廠(chang)內用電(dian)(dian)的(de)8%，年節(jie)約電(dian)(dian)費300萬元左右(you)。
除了像雞冠石(shi)、唐家(jia)沱(tuo)這樣的(de)大型污水(shui)(shui)處理(li)(li)廠，中小(xiao)污水(shui)(shui)處理(li)(li)廠一樣可以(yi)利(li)用尾(wei)(wei)水(shui)(shui)發電(dian)(dian)。2022年4月(yue)，三峽水(shui)(shui)務就與國家(jia)電(dian)(dian)投(tou)集團重慶電(dian)(dian)力有限公司達成(cheng)戰略合作(zuo)，建成(cheng)肖家(jia)河污水(shui)(shui)處理(li)(li)廠尾(wei)(wei)水(shui)(shui)發電(dian)(dian)站。
據了解，肖家河(he)污水處理廠日處理量為(wei)8萬立方米，尾(wei)水發(fa)電站(zhan)年(nian)發(fa)電量約(yue)110萬KW.h，約(yue)等于500戶(hu)家庭年(nian)用電量，可減少(shao)二(er)氧(yang)化碳排放約(yue)1100噸/年(nian)。
事實上(shang)，不光(guang)是重慶市，在(zai)湖(hu)北、湖(hu)南等(deng)地，近兩年(nian)來都有污(wu)水(shui)處理廠實現了尾水(shui)發電。
在湖南長(chang)沙(sha)，2022年(nian)8月31日，雨(yu)花(hua)水(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)凈(jing)化(hua)廠(chang)尾水(shui)發電項目順利竣工驗收(shou)完成并(bing)網發電。據了解，雨(yu)花(hua)水(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)凈(jing)化(hua)廠(chang)日處理(li)水(shui)量(liang)6萬(wan)(wan)噸，出水(shui)水(shui)位落(luo)差達到11米。雨(yu)花(hua)水(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)凈(jing)化(hua)廠(chang)尾水(shui)發電項目裝(zhuang)機容量(liang)為75KW，年(nian)發電量(liang)為53.9萬(wan)(wan)Kwh。
在湖北武(wu)漢(han)，有(you)污水(shui)處理(li)(li)廠甚至通過“尾(wei)水(shui)+光伏+風能(neng)”等多種(zhong)能(neng)源互補的方式，試圖實(shi)現電(dian)能(neng)自給自足(zu)。2022年6月6日(ri)，國(guo)內首個市內風光水(shui)多能(neng)互補尾(wei)水(shui)發(fa)(fa)電(dian)站一期示范項目(mu)在武(wu)漢(han)成(cheng)功發(fa)(fa)電(dian)。該項目(mu)由東湖高新集團、國(guo)網武(wu)漢(han)供電(dian)公司和武(wu)漢(han)大(da)學(xue)協(xie)同研發(fa)(fa)建設，能(neng)夠將污水(shui)處理(li)(li)廠尾(wei)水(shui)進(jin)行水(shui)力(li)發(fa)(fa)電(dian)，再配置分布式光伏電(dian)站和風力(li)發(fa)(fa)電(dian)，三種(zhong)發(fa)(fa)電(dian)形式多能(neng)互補，共同實(shi)現電(dian)能(neng)自足(zu)。
據了(le)解，東湖高新(xin)集(ji)團(tuan)旗下的(de)(de)光谷環保陽邏污(wu)水(shui)處理廠利(li)(li)用(yong)尾(wei)(wei)水(shui)具有穩(wen)定的(de)(de)出力條件和尾(wei)(wei)水(shui)結構適合安(an)裝(zhuang)的(de)(de)優(you)勢(shi)，率先在國內推出尾(wei)(wei)水(shui)發電(dian)站模(mo)式。項(xiang)目一期(qi)安(an)裝(zhuang)有18千瓦(wa)軸流式水(shui)輪發電(dian)機，利(li)(li)用(yong)排入長江的(de)(de)污(wu)水(shui)處理廠尾(wei)(wei)水(shui)落差進行水(shui)利(li)(li)發電(dian)。
除(chu)此之(zhi)外，他們(men)還(huan)在(zai)泄(xie)水(shui)池(chi)上方配置建(jian)設(she)了(le)分布式(shi)實(shi)驗用光伏電(dian)站和(he)分布式(shi)風力(li)發電(dian)，能夠在(zai)保(bao)證(zheng)供電(dian)系(xi)統(tong)穩定性的同(tong)時合理利用風光水(shui)三種新型能源(yuan)，充分實(shi)現了(le)多能互(hu)補。
多種能(neng)源(yuan)互補，最大的(de)挑(tiao)戰在(zai)于如(ru)何將(jiang)風、光、水(shui)等產生的(de)電能(neng)集成(cheng)一體、科學分配。為此，該(gai)項(xiang)目建設(she)(she)了微電網控制管理系(xi)統，將(jiang)通過數據(ju)采集系(xi)統，將(jiang)各個(ge)設(she)(she)備的(de)數據(ju)集成(cheng)到一個(ge)模板，通過預設(she)(she)程(cheng)序(xu)實現電能(neng)調配智能(neng)判斷、自動(dong)調配。
據測(ce)算，該項(xiang)目水輪(lun)機組年(nian)(nian)均(jun)利用小(xiao)時數為(wei)8500小(xiao)時，是光(guang)伏(fu)電(dian)站(zhan)(zhan)發電(dian)時間的8倍，一期電(dian)站(zhan)(zhan)整體每年(nian)(nian)可生產清潔電(dian)量150000千(qian)瓦時，實(shi)現替代(dai)標準(zhun)煤76.2噸(dun)，減少二氧化(hua)碳排放261.9噸(dun)。
而以(yi)一(yi)個年(nian)耗電量500萬度的污(wu)水處理(li)廠(chang)為例，在場地(di)面(mian)積條(tiao)件滿足(zu)的情況下，采用該技術(shu)，可以(yi)實現該污(wu)水處理(li)廠(chang)運行電能完全自給自足(zu)。相(xiang)當于每(mei)年(nian)節約標煤約1700噸，減少碳排放(fang)約4550噸，植樹約21萬棵。
3 尾水發電項目具有投(tou)資價值(zhi)嗎？5-6年便(bian)可收回全部投(tou)資
當前(qian)，隨著污(wu)水處(chu)理(li)(li)負(fu)荷持(chi)續增長，污(wu)水處(chu)理(li)(li)廠(chang)能耗普遍上(shang)升，電力運行費用幾乎已經占到(dao)了總成本的40%以(yi)上(shang)。
為此，也有不少污水處(chu)(chu)理(li)廠做了很多節能(neng)降耗方(fang)面的嘗試。比(bi)如已(yi)經在宜興落地的污水處(chu)(chu)理(li)概念廠，該廠通過污泥沼氣(qi)發電(dian)，每天大約(yue)能(neng)產生18000度電(dian)，實現了部分的能(neng)源自(zi)給。
而在(zai)重慶、湖北、廣(guang)東(dong)等地(di)開展的污水(shui)處理(li)廠尾水(shui)發電的嘗試，也為污水(shui)處理(li)廠節(jie)能降耗提(ti)供了有益(yi)的探索。
對于(yu)這些(xie)探索，不(bu)少讀者可能(neng)會(hui)問，它的綜合成本分析是否能(neng)夠產生(sheng)效益(yi)，具有投資價值嗎(ma)？
這方(fang)面，廣東(dong)澄海污水(shui)(shui)處(chu)理廠(chang)尾水(shui)(shui)發電(dian)項目給出(chu)的答(da)案(an)是：總(zong)投(tou)資約(yue)145萬元，年(nian)效益27.6萬元，5-6年(nian)便可收回(hui)全部(bu)投(tou)資。
重慶市(shi)雞冠石污水處(chu)理(li)廠的實踐也顯(xian)示，該廠尾水發電(dian)項目早在2009年就已建成(cheng)，到現在已經(jing)運行了14年之久。因(yin)為效益良好，2022年還進行了擴(kuo)容(rong)改造，擴(kuo)容(rong)后可以解決(jue)該廠17%左右的用電(dian)負(fu)荷，年節(jie)約(yue)電(dian)費近500萬元(yuan)。
相信(xin)這些活生(sheng)生(sheng)的例子，應該可以打消不少人的顧慮。
過去，污水(shui)(shui)處理(li)廠尾(wei)水(shui)(shui)發電項目(mu)主(zhu)要(yao)應用于(yu)像重(zhong)慶這樣排水(shui)(shui)落差大(da)的山地(di)或丘陵(ling)地(di)區，但廣東(dong)創造(zao)性地(di)實現了(le)3.5米(mi)超低(di)水(shui)(shui)頭發電后，該技術有了(le)進一(yi)步推廣的可能。
同時，尾(wei)水(shui)發電不僅(jin)僅(jin)適(shi)(shi)用(yong)于(yu)雞冠(guan)石這樣(yang)的(de)大型污水(shui)處理(li)廠，對于(yu)重慶肖家河這樣(yang)日處理(li)量為(wei)8萬噸的(de)中小(xiao)型水(shui)廠，也同樣(yang)適(shi)(shi)用(yong)。
此外(wai)，廣東澄海污水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)廠(chang)(chang)、重慶肖家河污水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)廠(chang)(chang)、長(chang)沙(sha)雨花水(shui)(shui)(shui)質凈化(hua)廠(chang)(chang)、武漢陽邏污水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)廠(chang)(chang)的(de)尾(wei)水(shui)(shui)(shui)發(fa)電(dian)項(xiang)目都是2022年以后新建的(de)，雞冠石污水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)廠(chang)(chang)的(de)尾(wei)水(shui)(shui)(shui)發(fa)電(dian)則在2022年進行了擴建，說明尾(wei)水(shui)(shui)(shui)發(fa)電(dian)項(xiang)目近年來(lai)正呈現出逐年增多的(de)態(tai)勢。
參(can)與廣東(dong)澄(cheng)海污(wu)水(shui)處理廠尾水(shui)發(fa)電項目的(de)廣東(dong)正誠電氣科技有限公司表示(shi)，他們目前還(huan)在(zai)研(yan)發(fa)2.0和3.0的(de)升級版(ban)尾水(shui)發(fa)電設(she)備，下一(yi)步打(da)算往小型化(hua)(hua)、一(yi)體化(hua)(hua)、智慧(hui)化(hua)(hua)方(fang)向發(fa)展(zhan)。屆(jie)時(shi)，研(yan)發(fa)出的(de)新設(she)備有望(wang)應(ying)用于(yu)廣東(dong)省大(da)部分的(de)污(wu)水(shui)處理廠，還(huan)可應(ying)用于(yu)農村地區的(de)低水(shui)頭河流。
相信未來，隨著技術(shu)的(de)進一(yi)步成(cheng)熟和(he)完善(shan)，尾水發(fa)電項目也將在越來越多的(de)污水處理廠(chang)落(luo)地開花，幫助環保企業實現節能降(jiang)(jiang)耗(hao)，降(jiang)(jiang)低成(cheng)本(ben)。
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