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“水光CP”涌現 污水處理廠+光伏發電模式探索
更新時間:2021-08-18 來源:北極星水處理網 作者:趙阿寶

  污水處理廠內設備多、運行時間長,是絕對的用電大戶。據統計,我國城市污水處理廠平均電耗為0.292 KWh/m3,電耗逐漸成為污水廠成本控制的關鍵因素之一。

  國家曾出臺文件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。

  然而,由于污水處理廠水池橫跨長、地下管線多、障礙物高、施工困難等問題,“污水廠+光伏”的項目并未能大規模落地。

  雙碳目標下,污水處理廠節能降耗被提上日程,專業人士認為,如果全國4000多座污水處理廠按照每個污水廠平均可建設5兆瓦光伏電站預估,則這些污水廠可建設光伏電站的規模將超20吉瓦。為了提高污水處理效率及水質,越來越多的污水廠開始探索光伏發電的模式,污水處理廠+光伏電站這一CP也越來越多地出現在大眾的視野里。

  比如,已經成功運營王小郢污水廠這個超級光伏電站的節能國禎近期也在投資者互動平臺表示,公司在安徽、華東、華南、華中、西北、華北等地區的污水處理項目大部分具備添加分布式光伏項目條件。

  接下來,北極星水處理網就為大家盤點下已經建成及即將建成的污水處理廠+光伏發電項目。

  據統計,“水光CP”主要集中在安徽、湖南、江蘇等地區。

  安徽:

  王小郢污水處理廠

  王小郢污水處理廠占地約400畝,于1993年正式開工建設。設計處理能力為30萬立方米/日,主要收水范圍為老城區、 西南郊等地,服務面積達95.68平方公里。該污水處理廠分兩期建設,兩期工程的日處理污水能力均為15萬立方米,先后于1998年、2001年建成投產,一度成為全國最大規模的改良性氧化溝污水處理廠。

  特別值得一提的是,該污水處理廠是超級光伏電站。王小郢污水處理廠分布式光伏發電項目于2018年8月正式并網發電。這是安徽省首家建成投產的污水處理廠光伏項目,單體規模位居全國前列。據介紹,該項目通過在污水處理廠的氧化溝和沉淀池上方空間布排光伏組件,有效地實現了土地及空間資源的二次開發利用。

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  王小郢污水處理廠占用空間面積約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1200萬度綠色清潔電能,相當于每年節約標準煤3936噸,減排二氧化碳11965噸,降低碳粉塵排放3264噸。所發電能采用“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。王小郢污水處理廠因享受電價優惠政策,每年可節省電費支出70萬元以上。在源源不斷的輸送“綠色”電力的同時,有效的實現了土地及空間資源的二次開發利用。同時光伏板對污水池的遮擋,能有效抑制池內水體藻類生長,很大程度上提高了污水處理效率及水質。

  由于污水池周邊管線錯綜復雜且年代久遠,在施工期間為避免對原有管線的破壞及影響水廠的正常生產運營,本項目采用了先進的物勘探測技術、人工二次復測工藝,做到對水廠管線零破壞、零影響。同時加大對安裝過程的現場監控,采取主動及被動管理、保證了安裝期間不破壞不影響水廠的正常運行。

  蕪湖市朱家橋污水處理廠

  去年10月,蕪湖市朱家橋污水處理廠光伏項目一期裝機容量2兆瓦,已經并網發電,真正發揮作用。

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  據了解,項目的一塊塊光伏板主要位于該污水處理廠的二次提升泵房、廢水回收泵房屋頂以及生物池、消毒池的上空。為了讓光伏板充分發電,每塊板根據實際情況傾斜3度或26度,更好地吸收太陽光。

  蕪湖污水處理廠光伏項目是三峽集團首個“長江大保護+清潔能源”項目,也是三峽集團當前裝機規模最大的分布式光伏項目。該項目主要利用長江環保集團在蕪湖市7個污水處理廠水池上方空間及建筑物屋頂開發分布式光伏,規劃裝機容量22.868兆瓦(峰值功率),采用“自發自用,余電上網”的運行模式,動態總投資1.06億元。建成后每年可向長江大保護項目提供綠色電能超2000萬千瓦時,每年可節約標準煤約0.65萬噸、減少二氧化碳排放約1.59萬噸、節約用水約8.53萬噸、減排二氧化硫約165.50噸、減排氮氧化物約142.2噸、減排煙塵約69噸等。

  湖南:

  長沙市城北污水處理廠

  2019年11月21日,長沙城北污水處理廠伏電站成功并網發電。

  城北污水處理廠光伏發項目由湖南筱豪新能源有限公司全資子公司——湖南卓達新能源科技有限公司投資建設。該項目裝機容量1.65MW,每年可向廠區輸送134萬千瓦時的綠色清潔電能。

  作為長沙經濟技術開發區首個污水處理廠光伏發電項目,城北光伏電站的成功并網發電,進一步推進了光伏系統與水務領域的有機結合,對可再生能源應用及創新起到了良好的示范效應。

  長沙市城西污水處理廠

  日前,長沙市經開區城西污水處理廠分布式光伏發電項目舉行儀式,宣告并網發電試運行。

  走進城西污水處理廠,艷陽高照下,原來露天的污水處理區域現在已被密密麻麻“披上”了一塊塊光伏板。據相關負責人介紹,污水處理廠白天工業電價較高,光伏發電系統恰好在白天運行,能抵消一部分電力費用,減少污水處理廠成本。此外,水池上空安裝光伏板,直射水池的太陽光被遮擋了,抑制了原本經常要清理的綠藻生長。光伏板還能遮擋雨雪、雜物,降低設備損耗。在光伏板下蔭涼環境中,員工工作起來也舒服多了。

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  長沙市經開區城西污水處理廠分布式光伏發電項目由長沙東方筱豪新能源有限公司投資建設,該項目通過土地的二次開發,有效利用廠區生物池和綠化用地空間面積約1萬平方米,采用“鋼結構+預應力鋼索”的新型光伏支架形式,架空安裝太陽能光伏組件,系統總裝機容量1.51兆瓦,安裝380瓦的單晶硅光伏組件3998塊,配置110千瓦逆變器10臺,根據廠區變壓器和負荷情況,將光伏系統容量合理分配。項目全部電量優先供廠區負載設備使用,多余電量上傳到國家電網。預計首年發電量約為146.60萬度,25年運行期累計發電量約為3,418.29萬度,平均每年發電量約為136.73萬千瓦小時。

  長沙長善垸污水處理廠

  長善垸污水處理廠光伏電站由湖南筱豪新能源控股公司長沙湘潔能源投資建設,是湖省南內第一個污水處理廠大型光伏發電項目。該光伏電站裝機容量4.16MW, 于2018年底竣工驗收順利并網發電,電站年均發電量約400萬度,全部用于污水處理設備使用。

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  項目太陽能光伏板選用的275瓦多晶硅電池組件,單塊面積約1.6平方米,共需15134塊,它們將整齊地被安裝在這些鋼絞線上,呈18度角朝南傾斜。采用“自發自用、余電上網”模式,每年可提供約400萬度綠色清潔電能。

  長善垸污水處理廠分布式光伏發電項目采用新型“鋼結構+預應力鋼索”光伏支架形式。成功解決了污水處理池跨度大建設成本高、鋼架易腐銹等難題,與傳統鋼架結構方案相比,新型支架具有用鋼量少、跨度大、造價低、施工周期短等特點。鋼結構及鋼索都采用熱鍍鋅工藝處理,滿足在污水廠高腐蝕條件下支架25年以上防腐要求。

  不僅如此,長善垸光伏電站還引進了“智能化運維”的模式。通過采用智能運維云中心實現電站數據影像實時監控、發電數據分析、故障預警及故障定位等智能化手段,實現對項目整體情況的掌握,達到全方位數字化、精細化、效益化的光伏電站智能化管理目標,保障電站效益的最大化。

  江蘇:

  南京鐵北污水處理廠

  2018年6月15日下午,隨著最后一道工序完成,電閘上推,南京公用能網公司鐵北污水處理廠分布式光伏電站順利通電,實現并網發電,標志著南京市第一家污水處理廠分布式光伏電站順利運行。

  鐵北污水處理廠分布式光伏電站項目項目主要利用水務集團所屬南京公用水務有限公司下屬鐵北污水處理廠屋頂及生化池建設分布式光伏電站,項目裝機容量約1兆瓦。

  項目采用“自發自用,余電上網”的節能環保方式進行運營管理,采用的定制化技術工藝在業內屬先進水平,起到了一定的示范效應。該項目在水池上方加蓋光伏發電板,降低了處理污水的溫度,延緩池內藻類生長,提高了污水處理效率,進一步節約了生產成本,一舉多得。

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  項目利用水廠3棟建筑屋頂、4個二沉池、2個生化池安裝近4000塊高效多晶硅光伏組件,屋頂部分組件安裝采用預制混凝土壓塊配重形式,不與屋頂剛性連接,不破壞原屋頂結構。二沉池部分采用傘狀單立柱支架形式沿池壁圓形布置,2.5m凈高保證檢修不受影響,既美觀又實用。凈高4.9m的生化池部分采用門式鋼架結構安裝光伏組件,節省大量鋼材,同時對水廠生產作業完全不造成影響。項目運營后預計平均每年可為電網提供電量94.24萬千瓦時。與相同發電量的火電相比,相當于每年可節約標準煤約287.43噸,每年減少排放溫室效應性氣體CO2767.12噸、S02排放量約5.84噸、NOx排放量約1.98噸。此外還可節約用水,減少相應的水力除灰廢水和溫排水等對水環境的污染。

  宜興市污水處理廠

  該項目位于無錫市宜興市。此項目利用8個污水處理廠區內污水池、沉淀池、絮凝池、辦公樓屋面、新建廠區道路光伏通廊或光伏車棚的形式建設光伏電站。8個廠區安裝總容量約8.1MW,采用0.4kV電壓等級并網、“自發自用,余電上網”模式。

  該項目在2017年12月底順利并網。

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  連云港城南污水處理廠

  日前,連云港首個污水處理廠光伏發電項目正式在城南污水處理廠開工建設,該項目由市城建控股集團權屬企業——市市政公用公司投資建設。

  據介紹,項目建成后,其發電系統預計年發電量可達23.3萬千瓦時,其產生的電能全部為城南污水處理廠自用,年可節約電費約14萬元。

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  連云港城南污水處理廠光伏發電項目,總投資100萬元,項目充分開發污水處理廠空間及土地資源的二次利用,將在城南污水處理廠一期生化池上方建設相當規格的光伏發電面板。為保證項目建設順利進行,市政公用供熱部聯合城南污水處理廠,在項目開工前做好現場施工人員安全交底和防疫核查,根據項目特點制定防暑降溫、池面防護網、并網方式等重點任務,按照“抓質量、促工期、保安全”的總體要求,面板面積約1120平米,預計年發電量23.3萬KWh,年節可約電費約14萬元,所發電量由城南污水處理廠自用。近期各參建單位將積極推進,確保本月底完成項目建設并實現并網發電。

  城南(原南城)污水處理廠位于海州開發區東部,是國家淮河流域水污染防治工程項目之一,項目設計規模為日污水處理量4萬噸。其服務范圍包括錦屏山以東、寧連高速以西、玉帶河以南區域以及鳳凰新城、寧海街道、錦屏鎮、板浦鎮等片區。城南污水處理廠光伏發電項目是我市進軍光伏新能源領域的試點項目,通過光伏發電并網利用,將有效降低污水處理廠生產成本,實現降本增效、節能減排。未來我市將加強“光伏+污水處理”建設運營管理,并在試點成功的基礎上在市內其他規模污水處理機構加以推廣。

  湖北:

  武漢北湖污水處理廠

  今年6月,記者從武漢市水務集團獲悉,武漢市水務集團攜手中南電力設計院,將“綠色融合”利用到國內一次性建成的面積最大的污水處理廠——北湖污水處理廠的建設運營和發展中。

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  《北湖污水處理廠分布式光伏項目合作開發框架協議》顯示,北湖污水處理廠區內一期現有建筑物屋頂將安裝屋面光伏。同時,在一期現有構筑物(二沉池、生物池等)上方安裝大跨越柔性支架光伏。

  光伏電站一期場地屋面光伏裝機規模約1.46016兆瓦,占地約1.5萬平方米;一期場地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,總建設規模約23.7276兆瓦。該項目全壽命周期為25年。

  據悉,武漢控股下屬的北湖污水處理廠是全國范圍內一次性建成占地面積最大的污水處理廠,具有 80萬噸/日的處理規模能力,現已進入試運行期。

  河南:

  中原環保馬頭崗水務公司

  中原環保股份有限公司馬頭崗水務分公司(簡稱“馬頭崗水務”)是國務院批復的《國家重點流域水污染防治“十二五”規劃》中規模最大、功能最全、污染物減排最強的城市生活污水處理項目。項目投運以來,大大改善了鄭州市北部區域地面河流水體質量,對保護淮河水系、改善生態環境有著重大意義。同時,自主開發出“水務+光伏”的分布式光伏發電新模式,已成為亞洲最大的“全流程智能自動控制+光伏能源回用”的現代化污水處理廠。

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  馬頭崗水務在廠區內安裝了約15萬平方米的光伏板,總容量高達17兆瓦,每年可提供約3300萬度的綠色電能,相當于植樹造林約18300棵,節約發電燃煤約1.32萬噸,減少二氧化碳排放量約3.29萬噸,減少粉塵排放約8976噸,環保效益突出,節能減排效果顯著。

  馬頭崗水務位于河南省鄭州市東北部,服務范圍為鄭州市東北部區域,服務面積約209平方公里,占地面積1057畝,總投資約16億元,總設計污水處理規模60萬立方米/日,目前出水水質執行河南省《賈魯河流域水污染物排放標準》。一期工程建設規模30萬立方米/日,污水處理采用多點進水前置缺氧A2/O工藝;二期工程建設規模30萬立方米/日,污水處理采用“改良A2/O+混凝、沉淀、過濾+次氯酸鈉消毒”工藝。

  浙江:

  仙居縣樂安環保能源污水廠

  浙江省臺州市仙居縣城發集團與國網仙居縣供電公司協同在樂安環保能源公司污水處理池和空地上,投資1100萬元,建設了1.1萬平方米的太陽能光伏發電站,該項目自2019年6月并網發電,裝機容量共計1.166兆瓦,采用“自發自用、余電上網”模式,每年可提供約140萬度綠色清潔電能。

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