俄乌战争至今已经八个多月，战事仍然持续。雪上加霜的是，前不久俄罗斯的北溪管道还被炸了，导致欧洲各国天然气短缺，能源价格飙升。凛冬将至，今年的欧洲有点冷。
不过你曾否想过，对污水处理行业来说，俄乌战争可能是一个能源转型的机遇？
在“碳达峰”、“碳中和”的浪潮下，“能源转型”已经成为当下的一个热词，前几天刚举办的G20峰会、进博会都以能源低碳转型及环保技术为核心议题。
那么对于污水处理厂来说，如何进行能源转型呢？
01
污水厂与垃圾发电厂的联动
北溪天然气管道被炸之后，面对长期依赖国外天然气的局面，瑞士国内对于能源转型的研究变得更加火热。
瑞士有家污水厂进行了一个电转气的工业案例试点，将多余的电能转化为可长期储存的氢或甲烷等化学能源。比较特别的是，这个项目的原料来自附近的垃圾焚烧发电厂和污水处理厂。
它的原理大致可分为两步：
首先，垃圾发电厂的可再生电能将水电解成氧气和氢气；其次，把产生的氢气和污水厂已有的污泥厌氧消化器产生的气体，送入厌氧反应器中。
后者的产甲烷菌将混合气体中的二氧化碳和氢气进一步转化为甲烷。甲烷经过提纯后(过滤掉氨、硫、重金属、余氢和臭味)，并入当地天然气管网。
据介绍，这个项目的电解装机容量为2.5MW，每小时可以生产450Nm3的氢气；每年可以生产约18GWh的甲烷，相当于2000户家庭一年5000吨CO2的排放量。
不过由于现在瑞士太阳能发电的剩余量还不多，所以还不是电转气技术大展身手的时候，但从更长远来说，从2035年开始，如果瑞士大规模发展光伏发电，电转气的潜力是巨大的。
这个技术把排放的二氧化碳转换成甲烷，不仅实现了能源转型，还可以降低碳排放。污水厂还是最合适的选址之一，因为很多污水厂都有厌氧消化器。
02
“光伏+污水处理厂”的CP组合
除了垃圾发电厂，通过污水处理厂实现“电转气”的电力还能从何而来？
“2060碳中和目标”、污水厂“高耗能、电耗费大、运行费用高”等一系列因素，让低碳、环保、节能的“光伏+污水处理”运营模式顿时火了起来。
随着光伏发电成本持续降低，加之污水处理厂空间庞大的天然优势，污水处理厂的主要处理单元，如初沉池、曝气池、二沉池拥有较大的表面空间，厂区内的绿化地带和办公建筑屋顶也能安装光伏电池组件，具备在污水处理厂实施光伏发电系统的基本硬件条件。
白天光伏发电，污水用电，即发即用，避开用电高峰，晚上低谷电价，可大幅节约成本。
不过，需要错峰供电的光伏发电和需要远距离行驶的电动车一样，有一个共同的需求：储能。且现在还不能解决储能问题，那不就浪费了那些没有用掉的电了嘛，都是白花花的银子啊。
有了可能会被浪费的电、有了厌氧反应器、可以电解的回用水，接下来的电转气步骤水友们应该很清楚了。
除了能转化为甲烷，生成的氧气还可以用来纯氧曝气，提高了曝气效率，降低了风机能耗，一举多得。
03
结语
由于能源生产和利用占到了全世界近80%的二氧化碳排放，能源转型被视为实现“碳中和”的最重要支柱。其根本目标是降低碳排放量，最终实现净零排放。
污水厂作为能耗大户，自然也要面临能源转型，通过节能降耗、污泥厌氧消化、太阳能等方式很大程度上能减少碳排放量。但是，由于我国污水存在有机质含量低的特点，要通过这些常规手段实现碳中和目标差距较大。
因此，除了在常规“降碳”技术上下功夫，还应在管理层面，从整个污水处理领域的整体规划、污水处理厂的设计布局，以及碳汇政策等多方面着手，来选择适合我国国情的污水处理厂碳中和的路径。