“光伏+污水处理厂”模式，建设和应用可能要提速了！
一、国家多部门出台文件 鼓励推广“光伏+污水厂”模式
7月3日，国家发改委、住建部两部门发布关于开展污水处理绿色低碳标杆厂遴选工作的通知，文件提出：采取“遴选一批、新改扩建一批”的方式，2025年底前，建成100座能源资源高效循环利用的污水处理绿色低碳标杆厂。
《环保水圈》注意到，无论是遴选的绿色低碳标杆厂还是新改扩建的污水处理标杆厂，都不约而同提到了“光伏+污水厂”模式。
◎ 对于已经建成、运行良好的污水处理厂申请“遴选标杆厂”，提出要求：
结合当地实际，鼓励开展服务范围内实行“厂—网—河（湖）”一体化专业化运行维护，建立污水处理服务费与污水处理厂进水污染物浓度、污染物削减量、出水水质、污泥无害化稳定化处理效果挂钩的按效付费机制，将光伏发电、沼气发电等绿色电力纳入电网企业保障性收购范围等多方面的探索和实践，并总结提炼特色做法。
◎ 对于新改扩建污水处理厂对标遴选出的标杆厂，提出要求：
加强污水源热泵和光伏发电的能量回收。推广污水源热泵技术，对厂内及周边区域供暖供冷，在光照资源丰富地区稳妥推广“光伏+”模式，适时布局智能微电网、新型储能设施，推动积极参与绿证交易。
值得注意的是，上述文件发布的主要目的是，落实去年年底生态环境部等三部门重磅发布的《关于推进污水处理减污降碳协同增效的实施意见》，而该文件第三章“加强污水处理节能降耗”中，早早就提到了“光伏+污水厂”模式：
事实上，此前数年国家陆续出台过一些关于“光伏+污水厂”政策和文件，当时不成系统，业内环保人士普遍持观望态度，对该模式的应用也褒贬不一。
例如，2022年4月，国家鼓励污水处理企业综合利用场地空间，采用“自发自用、余量上网”模式建设光伏发电项目；2022年9月：国家鼓励推广“光伏+”模式，在厂区屋顶布置太阳能发电设施......
现在看来，基于双碳目标，对于“光伏+污水厂”模式的建成和应用，国家层面的态度是不言而喻。
不出意外，这一次，“光伏+污水厂”模式的建设和应用，可能要提速了！
二、越来越多的“光伏+水务” 应用形式已建成
“光伏+污水厂”模式的出现，显而易见给污水处理行业的减污降碳协同增效方面注入新鲜动力，也给环保企业带来全新发展机遇。
与此同时，该模式也存在诸多问题。
在“光伏+污水厂”项目的建设过程中，常常存在场地限制多（污水厂水池横跨长、地下管线多、障碍物高等）、投资回报率不达预期、组件支架匹配性差、施工运维困难等诸多痛点，导致“光伏+污水厂”项目并未能大规模落地。
此外，除了污水厂模式，越来越多“光伏+水务”的延伸模式也开始出现并建成应用。根据水务特点和实际需求，目前主要有以下几种发展模式：
◎ 屋顶光伏系统
在污水处理设施的屋顶安装光伏板是最常见的应用方式。这些设施通常拥有大面积的屋顶空间，且遮挡物较少，非常适合建设光伏系统。
王小郢污水处理厂超级光伏电站
2018年8月，王小郢污水处理厂分布式光伏发电项目正式并网发电，为安徽省首家建成投产的污水处理厂光伏项目。
该项目利用厂区氧化沟和沉淀池上方空间排布光伏组件，装机容量达10.8MW，采用单晶285W组件。占用空间面积约11万平方米。并网电压等级为10kV，项目分两个并网点接至厂区内10kV配电室。每年可提供约1200万度光伏电，采用“自发自用、余电上网”模式，其中90%以上可被污水处理厂就地消纳。
北湖污水处理厂光伏电站
2022年11月，国内最大的污水处理厂分布式光伏发电项目北湖污水处理厂光伏电站实现全容量并网运行。
北湖污水处理厂光伏电站｜图源：网络
光伏电站一期现有建筑物屋面光伏装机规模约1.46016兆瓦，占地约1.5万平方米；一期现有构筑物（二沉池、生物池等）上方大跨越柔性支架光伏装机规模约22.26744兆瓦，占地约16.67万平方米。
厂区共计安装54000余块光伏板，电站采用“自发自用，余电上网”模式，预计未来25年运营期内每年可发电约2200万度，全部用于污水处理厂的生产，减少对传统电力的依赖。
◎ 水面光伏系统
在水库、湖泊等水面建设桩基固定式或漂浮式光伏电站。一般来说，在水深小于等于3米的浅水区，可采用桩基固定式；在水深大于3米的深水区，径流稳定、水位变化一般小于6米时，可采用漂浮式。水面光伏系统不仅利用了水面空间，还能减少光伏板表面的温度，提高发电效率。
华能德州丁庄水面光伏发电项目
2021年12月，华能德州丁庄水面光伏发电二期项目120兆瓦全容量顺利并网发电。加上前期项目一期200兆瓦已经全容量并网发电，总装机容量达到320兆瓦，为全球单体容量最大的水上漂浮式光伏电站。
该项目由81个超大型光伏矩阵构成，每个发电单元由8000多块1米多的光伏板链接构成光伏矩阵，共计66万块光伏板，总面积达7000余亩。
与传统陆地光伏相比，华能德州丁庄水面光伏发电项目每年减少蒸发量300万平方米，相当于2个大明湖的蓄水量。同时利用水面冬暖夏凉的特点，发电效率能够提升10％到15%。每天的发电量约为165万度，相当于能够满足50家中型企业每天的用电量。
◎ 海上光伏系统
在海面上建立的光伏电站，利用海洋资源进行发电。目前主要以滩涂光伏和近岸光伏为主，水深一般不超过50米。海上光伏电站具有发电量高、土地占用少、易与其他产业相结合等特点。
中广核招远海上光伏项目
2024年7月2日，中广核招远海上光伏项目在山东烟台正式并网发电，该项目也是全国首座集中式海上光伏项目。
中广核招远海上光伏项目现场｜图源：国网山东电力官网
该项目位于山东省莱州湾海域，总用海面积约6.44平方公里，规划容量40万千瓦，首批并网1.2万千瓦，是全国首个大规模近海桩基固定式海上光伏项目。项目全部投运后预计年平均发电量6.9亿千瓦时，可满足约40万户家庭一年的用电需求。
◎ 光伏泵站
将光伏系统与泵站相结合，利用光伏发电驱动水泵运行，是“光伏+水务”的又一重要应用，这种模式在偏远地区或缺乏稳定电力供应的地方尤为适用。
宣威市西泽河光伏提水项目，充分利用当地丰富的日照资源，采用从水量足水质好、年流量达3.06亿立方米的老桥村西泽河段，以光伏提灌的新模式替代传统机电泵站灌溉模式，建成后日供水可达1.5万立方米，年平均提水量可达280万立方米以上。
攀枝花市迤沙拉太阳能光储泵站，既用光伏又用储能，统筹新建泵站和管道系统，该项目设计扬程1050米，装机容量1111千瓦，提水泵站日均提水量达852立方米、年供水量31余万立方米。
◎ 综合能源管理系统
将光伏发电与其他可再生能源（如风能、储能等）以及智能控制系统相结合，构建综合能源管理系统，是光伏+水务的更高层次应用。这种系统可以根据水务设施的实时用电需求调整能源供应策略，实现能源的最大化利用。
三、结语
总的来说，无论是“光伏+污水厂”模式还是其他“光伏+水务”模式，都可以降低电力成本开支，减少污水处理成本，而且还可以减少碳排放，缓解城市的环保压力。
虽然该种模式当前还存在较多不确定因素，导致投资回收期较长，但是从整个运营周期来看，投资是可行的，发展潜力大，可在全国日照条件较好地区推广实施。
这也印证了国家鼓励推广“光伏+污水厂”的前提，即“在光照资源丰富地区推广‘光伏+’模式”。
当然，大家也不能过于乐观，污水厂的电力供应自给自足，电力费用支出是降低了，但还存在着不少后续难题。
比如在已建污水处理厂实施光伏发电系统存在基础建设和安装成本高、对建筑器材的防腐蚀要求高及光伏组件质量、报废光伏组件的处理处置等等。
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