國(guó)內(nèi)最大的污水處理廠分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目即將并網(wǎng)發(fā)電啦！

北極星水處理網(wǎng)獲悉，5月30日，國(guó)內(nèi)一次性建成的規(guī)模最大的污水處理廠——武漢北湖污水處理廠最后一塊光伏板懸掛完畢。從3月23日第一塊光伏板正式“上線”到5月30日全部安裝完成，歷經(jīng)兩過(guò)多月的施工，這個(gè)總面積約18.5萬(wàn)平方米的巨型“太陽(yáng)帽”終于建成。

據(jù)悉，該光伏電站每年可提供綠色清潔電能總量約2200萬(wàn)千瓦時(shí)，全部用于廠區(qū)生產(chǎn)用電，每年將可節(jié)約發(fā)電燃煤約0.8萬(wàn)噸，相當(dāng)于減排約2萬(wàn)噸二氧化碳。預(yù)計(jì)下月中旬并網(wǎng)發(fā)電。

據(jù)了解，北湖污水處理廠光伏發(fā)電站暫無(wú)儲(chǔ)電功能，即發(fā)即用。所有光伏板都被安裝在露天，工作人員已做好應(yīng)對(duì)雷擊、冰雹等極端天氣的充分準(zhǔn)備，確保安全萬(wàn)無(wú)一失。

01 克服困難，污水處理廠+光伏組合“真香”了！

曾幾何時(shí)，污水處理廠分布式光伏項(xiàng)目因?yàn)?/span>“水池橫跨長(zhǎng)、地下管線多、障礙物高、施工困難”等問(wèn)題未能大規(guī)模落地。

事實(shí)上，污水廠分布式光伏項(xiàng)目在施工過(guò)程中確實(shí)存在著一定困難。北湖污水處理廠光伏發(fā)電站工作人員也坦陳，在施工過(guò)程中，并非都是一帆風(fēng)順的，他們?cè)谑┕み^(guò)程中遭遇8、9級(jí)大風(fēng)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)未雨綢繆，連夜施工加裝穩(wěn)定系統(tǒng)，給光伏板做好加固等防范應(yīng)對(duì)工作，最終，安穩(wěn)地度過(guò)了這一“大風(fēng)大雨”之時(shí)。

除此之外，北湖污水處理廠內(nèi)大型處理池較多，僅二次沉淀池直徑就達(dá)59.3米，為目前全國(guó)預(yù)應(yīng)力鋼索光伏支架體系的最大單跨跨度。池面大跨度鋪設(shè)光伏板也成為了此項(xiàng)目的難點(diǎn)之一。據(jù)介紹，該項(xiàng)目采用鋼結(jié)構(gòu)與預(yù)應(yīng)力鋼索系統(tǒng)組合支架結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)鋼索施加預(yù)應(yīng)力使得其獲得剛度，并通過(guò)縱向穩(wěn)定系統(tǒng)將各行連成一個(gè)整體，共同抵御風(fēng)振影響。

對(duì)于污水廠光伏電站施工方面的困難，中機(jī)國(guó)能浙江工程有限公司也曾表示：“事實(shí)上，一般污水處理廠的水池直徑大約在40～50米左右，各種污水、污泥、給排水、電纜管道等多而密集，且實(shí)際管線位置或與圖紙上有偏差，二沉池集配水井及污泥泵房、回流及剩余污泥泵房地面以上高度約10m，這些問(wèn)題對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的施工難度挑戰(zhàn)幾乎是幾何級(jí)的提升。”

而現(xiàn)在，為什么越來(lái)越多的污水處理廠開(kāi)始與分布式光伏相結(jié)合，并且“真香”了呢？其主要原因還在于政策的驅(qū)使以及技術(shù)的進(jìn)步、光伏發(fā)電成本的降低。

政策層面上來(lái)說(shuō)，國(guó)家開(kāi)始鼓勵(lì)光伏在污水處理廠這一場(chǎng)景應(yīng)用。

2020年4月，國(guó)家5部委出臺(tái)文件，鼓勵(lì)污水處理企業(yè)綜合利用場(chǎng)地空間，采用“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)”模式建設(shè)光伏發(fā)電項(xiàng)目。

2021年11月，浙江省能源局正式印發(fā)了全國(guó)首個(gè)針對(duì)整縣推進(jìn)分布式光伏開(kāi)發(fā)試點(diǎn)工作的省級(jí)實(shí)施工作導(dǎo)則。文件明確，對(duì)現(xiàn)有污水廠和自來(lái)水廠的光伏安裝比例要求90%以上，成為分布式光伏開(kāi)發(fā)重點(diǎn)工作之一。

與此同時(shí)，“雙碳”目標(biāo)下，作為耗能大戶(hù)的污水處理廠的節(jié)能降耗也被提上日程。為了提高污水處理效率及水質(zhì)，越來(lái)越多的污水廠開(kāi)始探索光伏發(fā)電的模式。

從技術(shù)層面上來(lái)說(shuō)，越來(lái)越多企業(yè)從材料方面升級(jí)，克服施工方面的困難。

如湖南省第一個(gè)污水處理廠大型光伏發(fā)電項(xiàng)目——長(zhǎng)善垸污水處理廠光伏電站采用新型“鋼結(jié)構(gòu)+預(yù)應(yīng)力鋼索”光伏支架形式。成功解決了污水處理池跨度大建設(shè)成本高、鋼架易腐銹等難題，與傳統(tǒng)鋼架結(jié)構(gòu)方案相比，新型支架具有用鋼量少、跨度大、造價(jià)低、施工周期短等特點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)及鋼索都采用熱鍍鋅工藝處理，滿(mǎn)足在污水廠高腐蝕條件下支架25年以上防腐要求。

而隨著光伏發(fā)電成本持續(xù)降低，加之污水處理廠的主要處理單元，如初沉池、曝氣池、二沉池?fù)碛休^大的表面空間，廠區(qū)內(nèi)的綠化地帶和辦公建筑屋頂也能安裝光伏電池組件，因此具備在污水處理廠實(shí)施光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本硬件條件。

光伏發(fā)電會(huì)受到天氣、晝夜、季節(jié)等影響，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全年全天候全時(shí)發(fā)電。但在晴朗天氣的白天，水廠可以利用光伏系統(tǒng)發(fā)電自用，實(shí)現(xiàn)降本增效。在夜間和陰雨天氣則仍然要依靠市政電網(wǎng)保障供電。

光伏發(fā)電在白天負(fù)荷高峰時(shí)期采用“自發(fā)自用”的方式，光伏電站所有發(fā)電量直接被污水處理廠的用電負(fù)荷所消納，一方面減少對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量影響，減少并網(wǎng)發(fā)電向電網(wǎng)饋送電能時(shí)與電力運(yùn)行公司發(fā)生的業(yè)務(wù)糾紛，另一方面可以充分利用國(guó)家對(duì)新能源分布式發(fā)電的政策補(bǔ)貼，降低電力成本。

諸多方面的因素疊加，污水處理廠已然成為光伏發(fā)電的一大應(yīng)用場(chǎng)景，二者攜手逐漸走向各地。

02 遍地開(kāi)花，污水處理廠+光伏項(xiàng)目逐步落地

減污降碳協(xié)同增效目標(biāo)下，行業(yè)龍頭們?cè)谖鬯幚韽S+光伏領(lǐng)域已經(jīng)紛紛出動(dòng)，污水處理廠+分布式光伏呈現(xiàn)遍地開(kāi)花之勢(shì)。

三峽集團(tuán)主導(dǎo)的長(zhǎng)江大保護(hù)項(xiàng)目與光伏項(xiàng)目多次合體：蕪湖市朱家橋污水處理廠分布式光伏項(xiàng)目一期工程已于2020年9月并網(wǎng)；蕪湖市城東污水處理廠分布式光伏項(xiàng)目于2021年9月開(kāi)始發(fā)電；蕪湖市三山區(qū)的高安污水處理廠于2021年11月上旬正式并網(wǎng)發(fā)電，其余規(guī)劃中的4座污水廠分布式光伏項(xiàng)目將陸續(xù)投入運(yùn)營(yíng)。蕪湖市這7座污水廠分布式光伏項(xiàng)目規(guī)劃總裝機(jī)容量約2萬(wàn)千瓦，預(yù)計(jì)建成后平均每年可為電網(wǎng)提供約2300萬(wàn)千瓦時(shí)清潔電能，相較于火電每年可節(jié)約標(biāo)煤0.72萬(wàn)噸，減少排放二氧化硫約0.07萬(wàn)噸，二氧化碳約1.97萬(wàn)噸。

北控水務(wù)宜興市污水處理廠分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，覆蓋宜興市城市污水處理廠等8個(gè)污水處理廠。項(xiàng)目在污水處理廠污水池、沉淀池、絮凝池、辦公樓屋面等位置建設(shè)光伏電站，采取“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”模式，有效節(jié)省土地資源，助力節(jié)能減排目標(biāo)達(dá)成。

已經(jīng)成功運(yùn)營(yíng)王小郢污水廠這個(gè)超級(jí)光伏電站的節(jié)能?chē)?guó)禎曾在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，公司在安徽、華東、華南、華中、西北、華北等地區(qū)的污水處理項(xiàng)目大部分具備添加分布式光伏項(xiàng)目條件。

首創(chuàng)環(huán)保表示，目前公司在合肥、銅陵等區(qū)域的部分項(xiàng)目公司，利用建筑物、構(gòu)筑物的頂面和廠區(qū)空地鋪設(shè)太陽(yáng)能光伏板，應(yīng)用光伏發(fā)電，取代部分傳統(tǒng)電廠發(fā)電。

光大水務(wù)積極圍繞“減污降碳”進(jìn)行研學(xué)、探索和試點(diǎn)工作，并于2021年推出“廠內(nèi)光伏”試點(diǎn)項(xiàng)目——依托污水處理和光伏發(fā)電設(shè)施，打出了一套“減污降碳”組合拳，助力公司的“綠色低碳”可持續(xù)發(fā)展之路。其山東淄博的污水處理項(xiàng)目光伏設(shè)施已于2021年8月并網(wǎng)發(fā)電，預(yù)計(jì)發(fā)電量可滿(mǎn)足項(xiàng)目廠區(qū)用電的9%；繼淄博廠的“廠內(nèi)光伏”試點(diǎn)項(xiàng)目之后，光大水務(wù)亦于天津北塘污水處理廠搭建了廠內(nèi)光伏設(shè)施，占地面積約6萬(wàn)平方米，裝機(jī)容量為5.74mwp，光伏發(fā)電系統(tǒng)采用自發(fā)自用余電上網(wǎng)模式，預(yù)計(jì)年發(fā)電量680萬(wàn)千瓦時(shí)，可滿(mǎn)足廠區(qū)總用電量的10-20%。

中原環(huán)保在旗下具備條件的馬頭崗污水處理廠、五龍口污水處理廠等10家污水處理廠開(kāi)展“水務(wù)+光伏”分布式電站項(xiàng)目，由控股子公司河南晟融新能源科技有限公司具體實(shí)施。

隨著對(duì)減污降碳要求的逐步提高，除了污水+光伏二合一的模式之外，三合一項(xiàng)目、四合一的升級(jí)款也多有出現(xiàn)。

日前，華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院epc總承包的仙居縣污水處理二期工程榮獲2020—2021年度國(guó)家優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)。這座新概念式的污水處理廠集污水處理、濕地公園、光伏發(fā)電于一體，在服務(wù)污水處理需求的同時(shí)，為居民提供了一座科普教育、休閑游覽的親水公園，為高質(zhì)量綠色發(fā)展提供生動(dòng)實(shí)踐。

日前，聊城市水務(wù)污水處理有限公司2.13mw分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目開(kāi)工，該項(xiàng)目擬利用水源熱泵技術(shù)回收污水中的熱能和有機(jī)物能量等，實(shí)現(xiàn)綜合能源利用，開(kāi)創(chuàng)了全省污水處理廠+光伏+綜合能源應(yīng)用的先河。

6月6日，國(guó)內(nèi)首個(gè)市內(nèi)風(fēng)光水多能互補(bǔ)尾水發(fā)電站一期示范項(xiàng)目在武漢成功發(fā)電。該項(xiàng)目由東湖高新集團(tuán)、國(guó)網(wǎng)武漢供電公司和武漢大學(xué)協(xié)同研發(fā)建設(shè)，能夠?qū)⑽鬯幚韽S尾水進(jìn)行水力發(fā)電，再配置分布式光伏電站和風(fēng)力發(fā)電，三種發(fā)電形式多能互補(bǔ)，產(chǎn)生源源不斷的綠電。

03 前景廣闊，但也不可能盲目上馬

目前看來(lái)，污水處理廠+光伏模式已然具備廣闊的前景，但切忌也不可盲目上馬。畢竟，項(xiàng)目是一個(gè)長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)的過(guò)程，其存在著基礎(chǔ)建設(shè)和安裝成本高、對(duì)建筑器材的防腐蝕要求高及光伏組件質(zhì)量等不確定因素，需要有針對(duì)性地提出解決方案。

以上海環(huán)境的竹園第一污水廠光伏發(fā)電一期項(xiàng)目為例，其運(yùn)營(yíng)期存在高空清洗作業(yè)難度大、發(fā)電效率逐年遞減的技術(shù)難點(diǎn)。

針對(duì)此，上海環(huán)境計(jì)劃采用自動(dòng)清洗機(jī)器人技術(shù)，在提升運(yùn)維效率的同時(shí)，可再提高約10%的年發(fā)電量。項(xiàng)目還將輔以充電樁、儲(chǔ)能裝置、智慧照明及小型科普基地等綜合智慧能源系統(tǒng)建設(shè)，通過(guò)emc能源梳理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及過(guò)程優(yōu)化，進(jìn)一步提升竹園一廠的能耗管理智慧化水平，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化能源管理，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

另外，受天氣、晝夜、季節(jié)等影響，為了更好地節(jié)能降耗，降低成本，還需要在全國(guó)日照條件較好地區(qū)推廣實(shí)施，不是說(shuō)所有地區(qū)都能“依葫蘆畫(huà)瓢”。