“光伏+污水處理廠”模式，建設和應用可能要提速了！
一、國家多部門出臺文件 鼓勵推廣“光伏+污水廠”模式
7月3日，國家發改委、住建部兩部門發布關于開展污水處理綠色低碳標桿廠遴選工作的通知，文件提出：采取“遴選一批、新改擴建一批”的方式，2025年底前，建成100座能源資源高效循環利用的污水處理綠色低碳標桿廠。
《環保水圈》注意到，無論是遴選的綠色低碳標桿廠還是新改擴建的污水處理標桿廠，都不約而同提到了“光伏+污水廠”模式。
◎ 對于已經建成、運行良好的污水處理廠申請“遴選標桿廠”，提出要求：
結合當地實際，鼓勵開展服務范圍內實行“廠—網—河（湖）”一體化專業化運行維護，建立污水處理服務費與污水處理廠進水污染物濃度、污染物削減量、出水水質、污泥無害化穩定化處理效果掛鉤的按效付費機制，將光伏發電、沼氣發電等綠色電力納入電網企業保障性收購范圍等多方面的探索和實踐，并總結提煉特色做法。
◎ 對于新改擴建污水處理廠對標遴選出的標桿廠，提出要求：
加強污水源熱泵和光伏發電的能量回收。推廣污水源熱泵技術，對廠內及周邊區域供暖供冷，在光照資源豐富地區穩妥推廣“光伏+”模式，適時布局智能微電網、新型儲能設施，推動積極參與綠證交易。
值得注意的是，上述文件發布的主要目的是，落實去年年底生態環境部等三部門重磅發布的《關于推進污水處理減污降碳協同增效的實施意見》，而該文件第三章“加強污水處理節能降耗”中，早早就提到了“光伏+污水廠”模式：
事實上，此前數年國家陸續出臺過一些關于“光伏+污水廠”政策和文件，當時不成系統，業內環保人士普遍持觀望態度，對該模式的應用也褒貶不一。
例如，2022年4月，國家鼓勵污水處理企業綜合利用場地空間，采用“自發自用、余量上網”模式建設光伏發電項目；2022年9月：國家鼓勵推廣“光伏+”模式，在廠區屋頂布置太陽能發電設施......
現在看來，基于雙碳目標，對于“光伏+污水廠”模式的建成和應用，國家層面的態度是不言而喻。
不出意外，這一次，“光伏+污水廠”模式的建設和應用，可能要提速了！
二、越來越多的“光伏+水務” 應用形式已建成
“光伏+污水廠”模式的出現，顯而易見給污水處理行業的減污降碳協同增效方面注入新鮮動力，也給環保企業帶來全新發展機遇。
與此同時，該模式也存在諸多問題。
在“光伏+污水廠”項目的建設過程中，常常存在場地限制多（污水廠水池橫跨長、地下管線多、障礙物高等）、投資回報率不達預期、組件支架匹配性差、施工運維困難等諸多痛點，導致“光伏+污水廠”項目并未能大規模落地。
此外，除了污水廠模式，越來越多“光伏+水務”的延伸模式也開始出現并建成應用。根據水務特點和實際需求，目前主要有以下幾種發展模式：
◎ 屋頂光伏系統
在污水處理設施的屋頂安裝光伏板是最常見的應用方式。這些設施通常擁有大面積的屋頂空間，且遮擋物較少，非常適合建設光伏系統。
王小郢污水處理廠超級光伏電站
2018年8月，王小郢污水處理廠分布式光伏發電項目正式并網發電，為安徽省首家建成投產的污水處理廠光伏項目。
該項目利用廠區氧化溝和沉淀池上方空間排布光伏組件，裝機容量達10.8MW，采用單晶285W組件。占用空間面積約11萬平方米。并網電壓等級為10kV，項目分兩個并網點接至廠區內10kV配電室。每年可提供約1200萬度光伏電，采用“自發自用、余電上網”模式，其中90%以上可被污水處理廠就地消納。
北湖污水處理廠光伏電站
2022年11月，國內最大的污水處理廠分布式光伏發電項目北湖污水處理廠光伏電站實現全容量并網運行。
北湖污水處理廠光伏電站｜圖源：網絡
光伏電站一期現有建筑物屋面光伏裝機規模約1.46016兆瓦，占地約1.5萬平方米；一期現有構筑物（二沉池、生物池等）上方大跨越柔性支架光伏裝機規模約22.26744兆瓦，占地約16.67萬平方米。
廠區共計安裝54000余塊光伏板，電站采用“自發自用，余電上網”模式，預計未來25年運營期內每年可發電約2200萬度，全部用于污水處理廠的生產，減少對傳統電力的依賴。
◎ 水面光伏系統
在水庫、湖泊等水面建設樁基固定式或漂浮式光伏電站。一般來說，在水深小于等于3米的淺水區，可采用樁基固定式；在水深大于3米的深水區，徑流穩定、水位變化一般小于6米時，可采用漂浮式。水面光伏系統不僅利用了水面空間，還能減少光伏板表面的溫度，提高發電效率。
華能德州丁莊水面光伏發電項目
2021年12月，華能德州丁莊水面光伏發電二期項目120兆瓦全容量順利并網發電。加上前期項目一期200兆瓦已經全容量并網發電，總裝機容量達到320兆瓦，為全球單體容量最大的水上漂浮式光伏電站。
該項目由81個超大型光伏矩陣構成，每個發電單元由8000多塊1米多的光伏板鏈接構成光伏矩陣，共計66萬塊光伏板，總面積達7000余畝。
與傳統陸地光伏相比，華能德州丁莊水面光伏發電項目每年減少蒸發量300萬平方米，相當于2個大明湖的蓄水量。同時利用水面冬暖夏涼的特點，發電效率能夠提升10％到15%。每天的發電量約為165萬度，相當于能夠滿足50家中型企業每天的用電量。
◎ 海上光伏系統
在海面上建立的光伏電站，利用海洋資源進行發電。目前主要以灘涂光伏和近岸光伏為主，水深一般不超過50米。海上光伏電站具有發電量高、土地占用少、易與其他產業相結合等特點。
中廣核招遠海上光伏項目
2024年7月2日，中廣核招遠海上光伏項目在山東煙臺正式并網發電，該項目也是全國首座集中式海上光伏項目。
中廣核招遠海上光伏項目現場｜圖源：國網山東電力官網
該項目位于山東省萊州灣海域，總用海面積約6.44平方公里，規劃容量40萬千瓦，首批并網1.2萬千瓦，是全國首個大規模近海樁基固定式海上光伏項目。項目全部投運后預計年平均發電量6.9億千瓦時，可滿足約40萬戶家庭一年的用電需求。
◎ 光伏泵站
將光伏系統與泵站相結合，利用光伏發電驅動水泵運行，是“光伏+水務”的又一重要應用，這種模式在偏遠地區或缺乏穩定電力供應的地方尤為適用。
宣威市西澤河光伏提水項目，充分利用當地豐富的日照資源，采用從水量足水質好、年流量達3.06億立方米的老橋村西澤河段，以光伏提灌的新模式替代傳統機電泵站灌溉模式，建成后日供水可達1.5萬立方米，年平均提水量可達280萬立方米以上。
攀枝花市迤沙拉太陽能光儲泵站，既用光伏又用儲能，統籌新建泵站和管道系統，該項目設計揚程1050米，裝機容量1111千瓦，提水泵站日均提水量達852立方米、年供水量31余萬立方米。
◎ 綜合能源管理系統
將光伏發電與其他可再生能源（如風能、儲能等）以及智能控制系統相結合，構建綜合能源管理系統，是光伏+水務的更高層次應用。這種系統可以根據水務設施的實時用電需求調整能源供應策略，實現能源的最大化利用。
三、結語
總的來說，無論是“光伏+污水廠”模式還是其他“光伏+水務”模式，都可以降低電力成本開支，減少污水處理成本，而且還可以減少碳排放，緩解城市的環保壓力。
雖然該種模式當前還存在較多不確定因素，導致投資回收期較長，但是從整個運營周期來看，投資是可行的，發展潛力大，可在全國日照條件較好地區推廣實施。
這也印證了國家鼓勵推廣“光伏+污水廠”的前提，即“在光照資源豐富地區推廣‘光伏+’模式”。
當然，大家也不能過于樂觀，污水廠的電力供應自給自足，電力費用支出是降低了，但還存在著不少后續難題。
比如在已建污水處理廠實施光伏發電系統存在基礎建設和安裝成本高、對建筑器材的防腐蝕要求高及光伏組件質量、報廢光伏組件的處理處置等等。
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