“清洁能源+智慧管控”——粤海水务碳中和水厂建设实践

在国家双碳战略的趋势引领下，水务企业正积极寻求实现碳中和落地的途径和策略。9月14日，在2023(第八届)供水高质量发展论坛上，广东粤海水务股份有限公司副总工程师赵焱博士以“清洁能源+智慧管控—粤海水务碳中和水厂建设实践”为主题，分享了粤海水务近年来在碳中和方面取得的进展和经验。

赵焱

现场图

政策引领、产业驱动——推动水务低碳数字化转型

推进碳达峰碳中和是党中央经过深思熟虑做出的重大战略决策，是我们对国际社会的庄严承诺，也是推动高质量发展的内在要求。“十四五”时期，我国生态文明建设进入了以降碳为重点战略方向、推动减污降碳协同增效、促进经济社会发展全面绿色转型、实现生态环境质量改善由量变到质变的关键时期。

从全球碳排放量和经济总量的关系图来看，碳排放和经济发展密切相关，两者呈同步上升趋势，但增速近年来有所放缓，碳减排已成为全球共识。在各行各业的碳排放量中，能源、化工、钢铁、石化行业所占的比重很大，水务行业的碳排放占比约2%，也具有较大的碳减排空间。

水务行业碳中和实施路径主要包括三方面：开源、节流、抵消。开源就是寻找新能源替代方案，调整用能结构，比如挖掘光伏发电、风力发电、水力发电等。节流是指通过绿色低碳技术创新、智能高效设备应用、智慧水务系统建设等降低能耗。此外，通过内碳源挖掘、资源化回收、污水回用等手段来降低碳排放量。

从国家产业支撑的角度来看，光伏政策从“十三五”到“十四五”逐渐落地，可以预见，光伏尤其是分布式光伏将会继续大幅增长。在水务行业里，光伏也得到了广泛的应用，分布式光伏占地面积小，布设相对灵活，可以和水厂有机结合，通过“自发自用，余电上网”的模式，降低水厂的综合运营成本。

在数字化转型方面，近年来，国务院、国资委、发改委、水利部、住建部等相继出台多项政策，大力推动国有企业数字化转型。粤海水务作为省属大型国有企业，也在积极谋求水务行业和项目运营的数字化转型与发展，在保障供水安全的基础之上，进一步提升智慧化水平，实现绿色低碳、高质量发展。

科技创新、智慧赋能——助力水务低碳数字化发展

赵焱分享了粤海水务的做法和经验。从业务版图上看，粤海水务涵盖原水供应、自来水经营、污水处理、水环境综合治理、清洁能源和科技研发等水务全产业链。截至目前，粤海水务已在全国17个省级行政区投资运营水务项目109个，服务1亿人口，水处理规模达5900万吨/日。

对于绿色低碳水务建设，粤海水务明确了以“开源+节流”为碳中和路径的总体思路，挖掘水厂新能源开发潜力，调整自身用能结构，提高新能源占比;同时通过技术创新等手段，从全工艺、全流程节省能源的消耗，减少温室气体的产生。

在顶层思路的基础之上，一方面粤海水务通过科技创新，与国内外著名高校进行相关合作开展技术研发，同时建设了国家级博士后工作站和国家工程研究中心等国家级研发平台，引进院士，建立博士硕士牵头、多学科组成的研发团队，开展针对水务不同环节的技术、产品研发，并进行示范应用。另一方面，加强组织保障，针对智慧水务，建有深圳科荣软件股份有限公司，进行智慧水务相关产品软件开发和应用，并进一步向外拓展;在光伏方面，拥有广东粤海飞来峡水力发电有限公司，作为一站式光伏项目服务商。

赵焱进一步介绍了粤海水务在绿色低碳水务建设上的创新成果。

1. 水处理技术。粤海水务致力于解决生产中已存在的技术难题和卡脖子问题，以需求为导向，开展关键核心技术研究及成果应用，有效帮助水司优化改造、降本增效。在给水方面，针对排泥水回用开发了一体化处理的小型设备;针对广东省农村供水一体化的需求，自主研发了相关设备，并在云安、信宜等地进行应用。在管网方面，依托产学研项目成果，形成供水管网漏损控制成套解决方案，该技术获得了广东省科学技术二等奖，并在内部二十多家水司得到了实践应用。

2. 水处理产品。针对原水运行管控，粤海水务研发了水库除藻无人船;针对水厂监管运营等问题开发了巡检机器人。在水质检测方面，粤海水务建有专门的水质检测公司——广东粤海水务检测技术有限公司，引入高端人才，配备国际顶尖水质检测设备，具有CNAS和CMA双重检测资质，目前具有水气声渣固废1000多项检测能力，同时，特别注重新兴污染物和新生水体异味物质等差异化检测能力的建设。

3. 智慧水务。智慧水务一直是粤海水务创新工作的重点，旨在通过智慧化转型实现管理精细化、业务标准化、运营数字化和管控智能化。

智慧生产方面，结合生产实际情况，从原水、自来水、污水全产业链开发了几十套软件系统，根据不同的水务企业需求进行软件配置。例如，开发原水智能调动系统，“AI调度工程师”可以辅助现场值班人员进行24h生产调度，预测短期需水量和长期需水量，并根据枯水期和丰水期的用水需求变化进行系统性的水量调度。针对水质安全保障，建立了集团化实验室管理系统，全国各地水司的实验室检测业务可以实现统一标准化的管理，同时也建设了集团化的水质预警系统等等。

智慧管网方面，研发了国内首款漏损闭环处理的专业漏损管理系统，解决水务企业分区物理漏损管理难题，在各地进行了应用;并建立起供水管网交互式动态建模系统，实时评估管网运行状态，快速定位爆管位置。

此外，粤海水务还开发了智慧客服、智慧管控等系列软件产品，粤海水务希望通过覆盖工程、生产、管网、客服多位一体的“智慧水务”产品与服务，探索无人水厂运行模式，实现全流程的绿色低碳发展。

除软件系统外，粤海水务针对业务场景实际需求，开发了相关的硬件产品，如边缘计算网关、智能RTU、二供智能控制柜等高附加值设备，形成软硬一体的解决方案，加强核心竞争力。

4.光伏发电。为助力实现“双碳”目标，粤海水务积极推动分布式光伏发电项目，在广东、江苏等6个省份规划建设厂站80家，年均发电量约4400万千瓦时，通过新能源的运用打造“低碳水务”绿色发展新模式。

总的来说，粤海水务双碳发展注重顶层设计，挖掘、思考、研发新技术，同时打造示范点，希望通过以点带面的方式，把成果在内外部推广应用。

绿色低碳、数智融合——打造“碳中和水厂”标杆示范点

粤海水务在以开源节流为主题思路的引领之下，以“低碳+智慧”相结合的方式打造智慧水利和智慧水务项目，赵焱具体介绍了广东丰顺碳中和水厂的案例。

丰顺水厂于2022年建成，一期设计规模是5万吨/天，采用常规处理工艺。设计之初就锚定“碳中和”目标，以“低碳布局+自产绿电+智能管控”的方案进行规划。从水库取水时发现，蓄水位和水厂构筑物之间大约有40米的高差，可以通过水力发电把这部分势能利用起来，于是安装水轮机，投资很小，每年产生的电量可以完全覆盖办公区的用电量，运行也非常稳定。同时在水厂运营过程中，应用智慧加药、智能反洗系统，以进一步降低生产药耗、能耗、水耗。并且把多年以来在管网漏控方面的成果应用到丰顺县，通过DMA分区计量管理体系，结合老旧管网的检修改造、水表更换等措施，使近年来管网综合漏损水量减少5.82%。

光伏方面，在V型滤池、加药间、污泥浓缩池等建(构)筑物屋顶和池体上方布置光伏，预计年均发电量可以达到53.22万千瓦时，几个月时间内，已有7万千瓦时作为上网电量。丰顺碳中和水厂产生了非常可观的环境效益和经济效益，从2023年正式运行以后的数据来看，不仅达成了低碳的目标，实际上在电的场景下已经实现了负碳。

总结与展望

在最后，赵焱对未来进行了展望，就像本次论坛的主题一样，中国式现代化下的新供水到底要用什么样的方式来诠释?粤海水务也在谋求如何以供水主营业务为支点，探索更多增值业务，提升整个水务运营的能力，服务主业，让供水做得更好。现在建有粤海优选商城，和集团内部兄弟单位进行联动，探索产业链延伸、多元化发展的可能性。后续，粤海水务还会进一步加快技术研发创新，开发短流程工艺，针对水务需求开发新型材料，同时加快数字化转型升级、数字水务建设，秉持生命水、政治水、经济水的初心，为水务行业绿色低碳高质量发展持续贡献力量。

编辑：赵凡