田利強 梁敏
污水處理,是將城市中的民用廢水、工業(yè)廢水等收集、處理,待水質達標后再進行排放。傳統(tǒng)污水處理設備耗電量極大,而且使用的電能大多來自火力發(fā)電,會產(chǎn)生大量二氧化碳排放。
從能量轉化的角度來說,污水處理模式本質是以能耗換水質,即使用電能去除水中的污染物。想要減少碳排放,必須考慮運用水電、風電、光伏、核能等清潔能源,或者自產(chǎn)再生能源(如污泥厭氧消化產(chǎn)生的沼氣)代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石能源。
近10年,光伏發(fā)電成本大幅度下降,已經(jīng)成為最具經(jīng)濟性的清潔能源之一。
光伏,實際上是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),是一種利用半導體材料的“光生伏特效應”將光能轉化為電能的新型發(fā)電方式。從1954年第一塊光伏電池被研發(fā)以來,經(jīng)過無數(shù)次技術迭代,目前光伏已成為全球第四大電力來源。中國對光伏等新能源尤為重視,預計到2050年,光伏將成為中國第一大電力來源。
污水處理廠搭建光伏模塊發(fā)電是有優(yōu)勢的。污水的主要處理單元是一些較大的水池,其上方適合安裝光伏太陽能電池板組件。
廠區(qū)內的綠化地帶和辦公建筑屋頂也具備安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)設備所需的空間。
但是,受光照強度、有效光照時間等因素影響,“光伏+污水廠”模式存在發(fā)電輸出功率不穩(wěn)定、無法全天持續(xù)供電等不足。為此,研究人員引入鋰電池儲能系統(tǒng)構成“光伏+儲能+污水廠”模式,即在光伏發(fā)電的基礎上增加儲能環(huán)節(jié),使其穩(wěn)定、持續(xù)供電,從而提高供電系統(tǒng)的可靠性,滿足了污水處理廠的需求。
大力發(fā)展光伏發(fā)電,可減輕化石能源燃燒發(fā)電對環(huán)境造成的污染,將清潔電能應用于污水廠污染物的治理,實現(xiàn)了大氣環(huán)境和水環(huán)境污染減排的雙贏!