早在2018年，中—荷未來污水處理技術(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）角度建立評價(jià)污水處理對總環(huán)境影響的模型方法。這與目前國內(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)于北京首創(chuàng)股份有限公司服務(wù)器。

研發(fā)目的

通過建立適用于國內(nèi)水務(wù)企業(yè)碳排放核算方法，可以規(guī)范運(yùn)營企業(yè)碳足跡核算方法，體現(xiàn)環(huán)保企業(yè)的社會責(zé)任感與對國家政治抱負(fù)的主動擔(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)行過程中對碳排放與環(huán)境影響方面的透明度，從而提高項(xiàng)目方案競爭能力。此外，這也能促進(jìn)國內(nèi)水務(wù)企業(yè)積極參與碳稅、碳配額、碳交易等過程，不僅讓自己從中獲益，也能對整個(gè)社會碳減排做出必要貢獻(xiàn)。環(huán)境影響LCA評價(jià)模型則可系統(tǒng)評價(jià)污水處理廠對總環(huán)境產(chǎn)生的影響，同時(shí)，亦可評價(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，以區(qū)分于生源碳（不計(jì)入CO2排放核算）為我國污水進(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。相對而言，生源碳則是指來源于動植物的那部分碳，該部分碳來源于大氣中的碳且處于動態(tài)循環(huán)中，因此不對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）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)境影響評價(jià)模型：根據(jù)《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國礦產(chǎn)資源報(bào)告》、《污染源普查報(bào)告》等數(shù)據(jù)來源，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)境綜合效益評價(jià)模型，并利用實(shí)際污水/污泥處理處置過程數(shù)據(jù)完善模型。

軟件開發(fā)

應(yīng)用軟件基于北京首創(chuàng)股份有限公司服務(wù)器，登錄使用簡便，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)成熟度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)第五級（共九級），即，已形成行業(yè)碳排放評估手冊、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，使評價(jià)結(jié)果更符合我國實(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

來源:水業(yè)碳中和資訊? 作者:王向陽 劉然彬