一方面,大量的城市污水和废水需要净化,另一方面,高层建筑中的空调机组需要消耗大量的能源用于制冷和制热。
在江苏省南京市南部的新城,两个能源中心正在建设中,但它们是连在一起的。污水达标后,会继续发挥“余热”,为建筑物提供制冷和供暖。
记者从近日举行的南部新城可再生能源集中供能合作签约仪式上获悉,这是南京市规划建设的首个再生水集中供能项目,将为新城核心区240多万平方米公共建筑实现集中供冷供热。
污水再生如何变废为宝
“再生水”又称再生水,是指用于非饮用目的的有益水,如城市生活污水、工业废水等。经适当处理后可满足一定的使用要求,代替自来水和地表天然水。
过去,无害化处理后的再生水大多用于环卫保洁、园林浇灌、景观供水、消防用水和工业用水。事实上,人们已经在净化处理后的再生水方面做出了巨大努力,潜力远不止于此。
“中水有一个很大的特点,就是夏天冷,冬天热。”远大能源利用管理有限公司节能经理周一鸣告诉科技日报记者,以南京为例,夏季再生水比市政自来水低4-5摄氏度,冬季平均温度可达11-12摄氏度,也远高于暴露在冷空气中的自来水。
据介绍,中水集中供能项目将建设两个能源中心。能源中心夏季使用磁悬浮冷水机组,先用再生水制冷,制冷不足时用冷却塔进一步散热。冬季采用水源热泵机组,利用城市再生水余热供热。
周一明说,通过这种“水空调”,曾经“染色”的水可以转化为高品质的“绿色能源”。与传统分散供能相比,使用中水可节省70%的空调配电和80%的空调房间面积。
由于取消了分散在楼顶的供暖冷却塔用燃气锅炉,大大提高了新城区的建筑质量和环境,节约了用户成本。
从能源中心回收的水还可以用来补充城市河流的水,绿化水和清洗道路,每年节省2200万吨水。同时,与常规供能方式相比,利用再生水供能每年可节约标准煤1.2万吨,减少二氧化碳排放2.95万吨。
同时,中水集中供能工程还采用了高效磁悬浮离心式制冷机和双模供热机组。磁悬浮技术使整个空调系统无需润滑油,比传统空调节能40%。
中水集中供能项目全面投产时将覆盖240万平方米公共建筑。
扩大利用规模仍存挑战
早在20世纪70年代,再生水供暖技术就在欧洲投入使用。近年来,中国的Xi、沈阳、长沙、常州等地也建设了一些试点项目,但与大量的污水处理设施和制冷供热的巨大需求相比,目前再生水供热设施的规模仍然很小。
“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出,实施全民节水行动,建立水资源刚性约束制度,加强农业节水增效、工业节水减排、城市节水降损,鼓励再生水利用。
近年来,在加强污水处理和提升污水处理标准的同时,各地也在加快再生水的利用,扩大其使用和消费。
所以,与传统技术相比,中水制冷制热技术有很多优势,但也有一定的局限性。由于该技术需要再生水作为水源,长距离调水不仅增加了工程造价,而且降低了水温,降低了热能的有效利用率。所以能源中心要建在污水处理厂旁边。
因此,专家建议,污水处理厂的建设应以小型化、分散化为重点,这样会更有利于这项技术的推广和普及。但是,这也对城市建设的整体规划提出了更高的要求。
“要实现二氧化碳排放峰值和碳中和的目标,可再生能源的充分利用是一个重点,包括一些新能源、污水源、河流水源的利用,这样才有可能在一些领域实现低碳甚至零碳引导。”东南大学能源与环境学院教授陈正安认为,发展再生水集中供能等低碳技术具有积极的示范意义。