早在2018年，中—荷未來污水處理技術研發中心便著手開始“摸底”污水處理碳排放（碳足跡）情況，并從全生命周期（lca）角度建立評價污水處理對總環境影響的模型方法。這與目前國內強調的“碳達峰”、“碳中和”戰略目標不謀而合。日前，污水處理碳足跡模型與全生命周期環境影響評價模型已完成構建，并以應用軟件方式呈現于北京首創股份有限公司服務器。
研發目的
通過建立適用于國內水務企業碳排放核算方法，可以規范運營企業碳足跡核算方法，體現環保企業的社會責任感與對國家政治抱負的主動擔當。同時，碳足跡核算方法也能增加企業在項目執行過程中對碳排放與環境影響方面的透明度，從而提高項目方案競爭能力。此外，這也能促進國內水務企業積極參與碳稅、碳配額、碳交易等過程，不僅讓自己從中獲益，也能對整個社會碳減排做出必要貢獻。環境影響lca評價模型則可系統評價污水處理廠對總環境產生的影響，同時，亦可評價藉資源與能源回收方式幫助污水處理在總環境方面“扭虧為盈”的可行性及其完成程度。
模型構建
碳足跡模型：選取華北、華東、華中、華南與西南共6座污水處理廠采集水樣，主要進行有機物（cod）中化石碳含量（9~21%）檢測，以區分于生源碳（不計入co2排放核算）為我國污水進水化石碳比例提供參考。在碳足跡模型中補充化石碳系數，構建全流程污水處理碳足跡核算模型。核算分為已建運行污水廠（大部分參數由實際數據獲得）和新建未運行污水廠（部分參數無法實際獲得）兩種情景，按“生物處理”、“厭氧消化”、“污泥處置”、“電力消耗”、“化學藥劑消耗”五大單元予以核算溫室氣體（co2、ch4與nxo）。
延伸閱讀
化石碳指的是進水有機物中來源于石油化工產品（如洗滌劑、化妝品等）的部分，其降解釋放的溫室氣體應計入污水廠導致的凈碳排放中。相對而言，生源碳則是指來源于動植物的那部分碳，該部分碳來源于大氣中的碳且處于動態循環中，因此不對大氣溫室氣體總量形成貢獻。ipcc（政府間氣候變化專門委員會）雖然已在報告中提到了化石碳的存在和比例，但目前仍未計入到污水處理的凈碳排放中。
全生命周期環境影響評價模型：根據《中國統計年鑒》、《中國礦產資源報告》、《污染源普查報告》等數據來源，進行環境影響因子本地化、區域化。考慮全球變暖潛能（gwp）、水體富營養化潛能（ep）、大氣酸化潛能（ap）、非生物資源枯竭潛能（adp）、人體毒性潛能（htp）、黑臭水體潛能（bop）、填埋空間消耗（lsd）、淡水資源消耗潛能（fwu）等8項影響指標。建立全生命周期評價與多目標數學規劃法相耦合（lca-mop）模型，建立污水處理廠全生命周期環境綜合效益評價模型，并利用實際污水/污泥處理處置過程數據完善模型。
軟件開發
應用軟件基于北京首創股份有限公司服務器，登錄使用簡便，輸入操作明晰，計算結果可以圖、表、pdf報告等形式導出，實現了數據可視化。
圖1、圖2分別為碳足跡軟件界面圖，內置化石碳因子等參數默認值，亦可隨時更新。
圖3、圖4分別為環境影響評價軟件界面圖，包括建設、運行、拆除三個階段，參數輸入界面簡潔，計算方便。
成果應用
目前，項目研發成果已達到工程技術成熟度評價標準第五級（共九級），即，已形成行業碳排放評估手冊、模型及軟件。研發成果已達到推廣應用水平（圖5），包括企業內部污水廠應用，以及外部與地方政府及其它企業合作。同時，也呼吁全行業能共同建立和完善我國污水處理行業碳足跡背景數據清單、區域化環境影響因子等，使評價結果更符合我國實際情況。
碳交易額潛力估算
以北京市污水處理量和北京市碳交易成交單價進行碳交易額潛力估算（2020年），結果如圖6所示。如果平均碳減排10%，則潛在碳交易額度是934萬元/年；若實現出水余溫熱能回收，污水廠不僅可輕松實現“碳中和”運行，而且可以實現的潛在碳交易額高達0.93億元/年。
內容來源：水業碳中和資訊
