給污水處理廠能耗算筆帳?
一、美國(guó)水處理能耗
美國(guó)各行業(yè)能源消費(fèi)分析,從1949年到2011年,美國(guó)工業(yè)消耗電耗占全社會(huì)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(jù)美國(guó)EPRI(美國(guó)電力研究協(xié)會(huì))1996年做的調(diào)查報(bào)告顯示,當(dāng)時(shí)美國(guó)具有超過(guò)60000座供水系統(tǒng)及15000座污水處理系統(tǒng)。由于美國(guó)屬于非工業(yè)化國(guó)家,這些系統(tǒng)在當(dāng)時(shí)已經(jīng)屬于國(guó)家最大的能源消費(fèi)行業(yè)。數(shù)據(jù)顯示(見表1),美國(guó)20多年供水及水處理系統(tǒng)電耗占社會(huì)總零售電量比約為3%。
二、我國(guó)能源結(jié)構(gòu)分析
中國(guó)能源結(jié)構(gòu)與美國(guó)不同,其中工業(yè)電力消耗占全國(guó)總電力消費(fèi)的70%。 居民生活電力消費(fèi)屬于第二大電力消費(fèi)者,其占全社會(huì)電耗比為12%。
據(jù)統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,我國(guó)水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)(包括自來(lái)水生產(chǎn)和供應(yīng)、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(huì)總電耗的0.8%,占居民生活消費(fèi)電耗的6%。
三、我國(guó)污水處理能耗分析
據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,污水處理耗電為0.2-0.3kwh/m3?筛鶕(jù)表2中數(shù)據(jù)計(jì)算出2005-2011年,我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理電力消費(fèi)量占生活消費(fèi)電耗的2%(如圖3所示),占全社會(huì)總電耗的0.25%(如圖4所示),近幾年均呈上升趨勢(shì)。
資料顯示,2007年,中國(guó)287個(gè)地級(jí)以上城市市轄區(qū)電力消費(fèi)總量達(dá)到16979.8億千瓦時(shí),占全國(guó)電力消費(fèi)總量32712.4億千瓦時(shí)的51.9%。2007年市政污水處理設(shè)施全年累計(jì)污水處理總量230億噸,由此可推算出,2007年市政污水處理設(shè)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(jì)的市政污水處理電耗約占社會(huì)總耗電量?jī)H為城鎮(zhèn)污水處理廠的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),并不包括污泥處理的電耗及村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的電耗。
我國(guó)目前有6.74億農(nóng)村人口,250多萬(wàn)個(gè)自然村,60萬(wàn)個(gè)行政村,4萬(wàn)多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),每天3000多萬(wàn)噸污水排放量, 年累計(jì)處理量為87.6億噸(處理率按80%計(jì)算3000*0.8*365),而且村鎮(zhèn)污水處理設(shè)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(jù)美國(guó)的經(jīng)驗(yàn),分散式處理設(shè)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(shí), 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(shí),城鄉(xiāng)污水處理共耗電205.539億千瓦時(shí),占全國(guó)電力消耗總量的0.44%。
資料顯示,每處理1萬(wàn)噸污水可產(chǎn)生5噸含水率80%的污泥,以2011年數(shù)據(jù)為例,2011年全國(guó)年產(chǎn)濕泥量為1965萬(wàn)噸,根據(jù)美國(guó)經(jīng)驗(yàn)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(yīng)該約為1m³,全年污泥處理電耗為0.055億千瓦時(shí)。所以,城鄉(xiāng)污水及污泥處理占全社會(huì)電耗的0.44%。
目前我國(guó)水電運(yùn)行成本一般是0.08-0.12元/千瓦時(shí),火電運(yùn)行成本約為0.15-0.25元/千瓦時(shí)。平均成本為0.15元千瓦時(shí),概念廠可節(jié)約17.65億元成本。
根據(jù)我國(guó)各行業(yè)能源結(jié)構(gòu)分析,目前我國(guó)全社會(huì)電耗中,工業(yè)仍占據(jù)超70%,而隨著節(jié)能減排的進(jìn)行,勢(shì)必工業(yè)電耗勢(shì)必下行。而污水處理電耗卻成上升趨勢(shì),此消彼長(zhǎng)之下,該比例仍會(huì)繼續(xù)上升。
與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)各行業(yè)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)與日本、德國(guó)更為類似,二者的污水處理設(shè)施占全社會(huì)總能耗的比例都近似于1%。而電耗約占污水處理過(guò)程能量消耗的50%,所以,沿著概念廠提出的方向,有望為社會(huì)節(jié)約1%的能源,若全部能源自給則會(huì)節(jié)省2%甚至更多的能耗。
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