2024-11-11来源:
古有卖炭翁,伐薪烧炭南山中。而新时代的“卖碳翁”,则被赋予了完全不同的含义。随着我国经济发展步入新阶段,环境保护的重要性日益凸显,“双碳”相关政策标准接连出台,节能减排、减污降碳等方面新要求井喷。
水资源管理是实现绿色低碳目标的关键领域,也是一直以来容易被忽视的环节。“一方面,水资源的采用、使用、运输等都需要能源。另一方面,水也是能源的载体,就像工业里的血液一样。同时,在中水回用和废水处理方面,也会消耗大量的能源。”艺康集团全球执行副总裁兼大中华区总裁孔听云指出,水和能源的消耗,包括碳排放,都息息相关。
换言之,水管理与碳达峰碳中和之间更直接的联系便在于:通过深入有效地管理和利用水资源,加强循环利用,来减少能源的使用和相应产生的碳排放,进而实现更环保、更可持续的生产模式。
工业水处理面临更高要求
双碳目标给传统周期性行业带来的影响仍在持续。钢铁、水泥、化工等高耗能行业供给端产能增量受限,行业整合加速。“与此同时,工业企业正面临着越来越多来自投资者、监管机构和公众在可持续制造方面的压力,要求他们以对环境负责的方式进行生产。”GWI国际水务智库中国区总经理沈雨佳表示。
这既是一场挑战,又是一场机遇。对于高能耗的工业企业而言,近年来,随着工业互联网、绿色智能制造等概念相继出现,产业链条上生产与运营的数字化、智能化等,正成为企业提高效率、降低成本的实现路径。
水与能源作为工业生产的重要组成部分,拥有巨大的节能降碳潜力。根据GWI国际水务智库对2018年至2022年主要工业行业用水量的统计,自高到低排序为电力、采矿、食品饮料、炼油石化、上游油气、造纸、微电子、制药、消费品。
其中,电力和炼油石化是五年间用水量减少最为明显的两个行业。“这主要得益于企业对节水技术的投资和废水回收系统的应用。”沈雨佳直言。微电子行业在2018年至2022年间用水量不断增加,而随着干旱时间频发,半导体的缺水压力指数亦逐日增高。
由此,工业企业纷纷制定气候战略,对二氧化碳排放量、取水量、用水量、水回用率等关键指标进行控制。其中,开发多元化新水源供给工业生产、采用数字化技术优化工业能效、利用工业废水资源发电供能,是当下全球工业可持续发展的三大重要变革趋势。
当前,中国的工业领域正遭遇一系列严峻挑战,其中,提升工业生产中水与能源的利用效率已成为同步推进节水节能与“双碳”目标实现的关键所在。孔听云的这一观点深刻揭示了当前工业发展面临的紧迫性。在此背景下,这些层出不穷的挑战促使社会各界愈发重视水资源及其对于可持续发展的深远影响,迫切呼唤着创新、可持续的解决方案,以保障水资源的长期可持续利用。
《工业水与能源双效升级:迈向数智化、精细化、资源化的可持续未来》白皮书(以下简称“白皮书”)的发布恰逢其时。白皮书由艺康集团及旗下水管理品牌纳尔科联合GWI国际水务智库共同撰写,深入剖析了全球工业水与能源管理现状和趋势发现,通过分析不同工业领域水与能效可持续管理的优秀案例,为国内工业企业绿色转型发展提供参考。
为五大行业提供针对性解决方案
记者了解到,白皮书共涵盖微电子、石化、电力、造纸、钢铁五大行业的客户企业,结合当前中国水资源与工业生产分布不匹配,以及环境保护监管和惩罚力度不断加严的情况下,这些企业日常运营中可持续发展面临的关键挑战,并对其使用的艺康和纳尔科节能减碳技术的优势进行分析,从而为工业企业提供可借鉴的经验。
在微电子行业,受全球变暖影响,水灾与旱灾等极端气候给微电子行业稳定的水资源供应带来了挑战。同时,随着循环经济概念的提出,如何将处理后的废水再次为生产线所用,并将其中有价值的资源变废为宝,也成为了半导体厂商努力精进的课题。
白皮书指出,使用废水分类及资源化技术,按照工艺废水成分和浓度建立废水分流系统,并针对不同污染物使用不同技术进行分类处理,处理后废水中的有价值资源可以回收并为产业所再利用,从而实现循环经济。
在石化行业,石化废水具有成分复杂、高浓度、高生物毒性、难生物降解的“一杂两高一难”特点。近年来,随着水资源短缺问题的加剧、排放标准的提高,越来越多的石化企业开始重视废水的精细化分类处理。
比如,难生化废水处理单元采用自养专项微生物固定化高效微生物滤池工艺,高浓度废水处理单元采用高负荷厌氧IC反应器,回用水单元采用超滤-反渗透双膜工艺,乙烯废水处理单元采用气浮/中和-生化(纯氧曝气)工艺,浓水深处理单元则采用高级氧化工艺。
在电力行业,循环冷却水管理是电厂节水节电的重要途径,配合3DTRASAR?冷却水自动监控系统,OMNI?凝汽器能效管理系统的OMNI?技术可通过对凝汽器进行在线监测,评估和分析其性能的变化趋势,从而诊断和预防凝汽器性能衰减的原因和风险,提升凝汽器运行效率,降低运行成本。
在造纸行业,纤维节降技术可以性价比较高且自然界储量较大的矿石资源(如碳酸钙)部分代替价高且储量较小的森林资源。以一台年产能约100万吨的纸机为例,使用该技术年产能提升3%,每年可节约用水10000吨,保护树木230000棵,节降纸浆原材料10000吨,并减少4200吨CO2排放。
在钢铁行业,使用分盐结晶及废水零排放技术,通过膜技术(如超滤UF、纳滤NF、反渗透RO等)对废水进行水盐分离,可使纯水作为工业新水供钢厂回用,减少原水取水量,达到节水目的;浓盐水通过高温蒸发水分并不断浓缩,所得盐晶可循环利用为城市中部分行业的生产原料,深度除盐的同时零废水排放,实现绿色经济。
数智赋能打造精益水管理系统
当前,我国工业企业面临污废水处理技术难度大、专业门槛高、企业专业技术人员配备不足,处理成本高、经济效益和环境效益难平衡,企业发展可能受污废水的制约,亟需技术革新等问题。“在水资源管理与循环利用方面,低水价未能体现水资源的稀缺性,节水设备更新需要较大的前期投入,企业缺乏节水动力和设备投资动力,并且缺少金融租赁等工具来帮助企业转型。”SGS中国ESG业务拓展主任王立婷坦言。
而白皮书同时反映了中国工业企业响应2030年联合国可持续发展目标的四大重要趋势。一是数智技术赋能工业水管理绿色转型,借助物联网、大数据、AI等技术实现全厂水与能源管理的指标监控和数字化呈现,提升运营效率并减少环境影响;二是分类处理实现工业废水精细化治理,针对废水中不断增加的污染物种类和数量进行分流处理,以减少污染并优化运营;三是废水回用加速工业可持续水效升级,特殊工业行业废水处理要求更高需实现“零排放”;四是资源回收挖掘工业废弃物价值潜能,转化废水成分,减轻处理负担并创造额外利润。
“地球目前71%是被水覆盖的,但是其中只有0.007%是可供人类使用的淡水资源。如何让地球上仅有的淡水更好地物尽其用,是一个值得企业充分发挥社会责任来共同解决的问题。”艺康纳尔科化工事业部大中华区副总裁许葵提到,艺康纳尔科利用物联网、大数据、AI等数智技术,对工业生产全厂水与能源管理进行7/24指标监控和数字化呈现,持续开发新技术和数字化解决方案,助力更多企业实现多维度、可视化的水系统运营管理,提高用水效率,达成高效水循环,也为中国的发展带来可观的经济效益,助力可持续发展目标的实现。
例如,艺康纳尔科推出的Ecolab3D?艺康数智汇?智能水管理平台,通过丰富的模块化功能,结合自动化终端3DTRASAR?、创新的化学品和设备方案、现场和远程的专家服务,对工业水系统和回用水系统实现实时多维的智能管理,进一步节省水和能源的消耗。
“以可持续发展为核心的工业绿色转型是道,数智化即是术。”白皮书指出,数智技术在工业水效和能效双效升级的应用共包含三个层面,即以数字为平台,智慧为纽带,将专家网络和智能运营紧密结合起来,形成“设备+平台+服务”的数智化新生态,为工业企业带来持续的价值。
理念先行、实践为本、聚沙成塔。展望未来,孔听云表示,越来越多的企业对工业水处理的认知、理念“破圈”,逐渐认识到提升水资源利用效率在工业生产的各个环节,对可持续发展的重要意义;企业要能够结合行业知识、经验、数字化,提供比较完整的全面水管理解决方案;需要各利益方共同行动,不断追踪、衡量和提升企业运营中的用水效率,实现环境、资源友好的绿色发展。