近日，第四届中国综合能源服务暨能源数字化大会在苏州隆重举行。湖南筱豪新能源有限公司技术总工、长三角水务能源创新中心主任周程晟受邀出席，并发表题为《水务能源化：绿氢驱动的综合能源系统实践》的主题演讲，分享筱豪新能源在推动水务行业绿色低碳转型中的创新理念与实践成果。

湖南筱豪新能源有限公司技术总工

长三角水务能源创新中心主任

博士 周程晟

背景与挑战

随着“双碳”政策的提出和水务行业的发展，能源消耗已经成为水务行业改革方向的重要内容。从全球能源格局看，水务行业能源消耗“分量”可观，约占全球能源使用总量的3%-4%。在水务运营中，供水、排水与污水处理各环节能耗显著。

面对资源枯竭、污染排放、成本波动三重压力，作为能耗密集的水务行业需要，尽快通过技术创新、能源高效清洁利用、智能生产等手段实施低碳变革，降低行业碳排放。同时，以清洁能源替代化石能源消耗建立绿色电力使用渠道，进一步抵消行业碳排放，赋能产业绿色低碳转型。

在水务行业迫切转型的需求背景下，筱豪新能源正式推出“零碳”水务计划。“零碳”水务指的是通过综合能源解决方案，实现水务系统在生产和运营过程中碳排放为零，达到绿色环保的目标。“零碳”水务通过整合多种能源形式、优化能源使用效率以及促进可再生能源的广泛应用，显著减少碳排放，甚至达到碳中和。

水务综合能源应用与系统实践

水务综合能源应用是指在水务系统中集成和利用多种可再生能源和创新技术，以提高能源效率和可持续性，筱豪新能源将其分为八项内容：光伏发电、微风发电、尾水余压发电、微动力发电、储能系统应用、工业节能、污水制氢、氢站。

周程晟表示，在政策新规的影响下，筱豪新能源将污水制氢作为创新实现路径，通过污水制氢技术将污水变成能源新载体。

清洁能源-绿氢

氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，是战略性新兴产业重点发展方向。但目前主流可再生能源电解水制氢技术对水质要求严苛，清洁水源消耗量大，易引发“资源-能源”不平衡矛盾。而从污水中制备绿氢，既能解决余电消纳，又可解决水制氢淡水消耗问题，是污水处理碳中和的理想路径。同时绿氢作为“零碳氢气”，也是新一轮科技革命和产业变革的竞争焦点。

相比于其他类型的水源，我国城镇污水处理厂出水水量稳定，水质比海水好，可成为电解水制氢的替代水源。据统计，全球每年因处理污水新产生约3800亿立方米的污水，预计到2050年将再增加51%，因此污水供应完全可以获得保证。

各行业废水因来源、污染物不同，需适配的制氢工艺也不同。筱豪新能源将制氢工艺分为四大类：电解污水制氢、太阳能污水制氢、生物污水制氢、压电污水制氢。

电解污水制氢分为“污水预处理+电解水制氢”和污水直接电解制氢两种模式。采矿、钢铁、制革废水，源于金属加工，含重金属离子、氰化物等，电导率高，宜用电解水制氢。

太阳能污水制氢分为光催化污水制氢和光电催化污水制氢两种模式。在石化工业中含石油、油脂等短碳链烷烃有机物的废水适配光催化反应制氢。

生物污水制氢分为光发酵污水制氢、暗发酵污水制氢、微生物电解污水制氢。造纸、酿酒等废水，富含有机物（如溶解性固体），适合生物分解制氢，借微生物发酵转有机物为氢。

污水制氢总体技术路线

在制氢项目实践中，某污水处理厂与制氢厂共生的制氢项目利用光伏剩余的可再生能源进行发电；建设1个1MW的电力和热力发电系统，用于平衡2.5MW太阳能系统的电力供应，并并入天然气管网系统；配备1200辆特殊车辆作为燃料应用终端，车辆类型包括叉车、公交和卡车等。项目产生的氧气可用于污水厂的好氧处理工艺。

该项目是成功实施融合新能源的零碳化项目，安装光伏、微风发电机，年发电量满足能耗70%。通过尾水余压发电，每年额外获得10%能源供给。污水制氢的应用，结合储能系统作用，最终实现零碳化运营，降低成本，具有良好经济和环境效益。

综合能源系统构建

在综合能源系统构建中，筱豪新能源致力于打造多元化能源体系。在能源生产方式上，通过光伏、微风、尾水余压和微动力等方式生产清洁能源；在能源储存手段上，利用电池和氢能储存，实现能源灵活调度和长期储备；能源利用环节，将储存能源用于供水、污水处理、管理系统等环节；最终在系统整体效益上实现能源利用效率提高、水务系统稳定运行。

周程晟表示，在能源智慧管控方面，筱豪新能源通过智能系统实时监控，优化能源生产、储存和消耗调度，同时运用大数据、物联网和人工智能实现能源系统智能化，从而提高水务系统运营效率，保障系统稳定性。

应用案例

上海嘉定大众污水厂

项目总装机容量为8.82兆瓦，利用厂区池顶面积约63461㎡，共用光伏组件15340块，年均发电量约901万千瓦时，项目采用“自发自用，余量上网”模式。

苏州园区第二污水处理厂

该项目获得“光能杯”光伏行业2024最具影响力场景化产品奖以及第二届能源电子产业创新大赛太阳能光伏赛道创新应用类二等奖。

白荡水质净化厂分布式光伏发电项目

该项目为“光伏+污水处理厂”项目，总装机容量3.03MWp，位于苏州市高新区，预计平均每年发电量约300万千瓦时，采用“自发自用，余电上网”模式，是江苏省首个在污水处理厂上空建设索结构柔性光伏支架的光伏发电项目。

花桥水质净化厂分布式光伏发电项目

该项目为“光伏+污水处理厂”项目，总装机容量10MWP，年平均发电量约916万度，采用“自发自用、余电上网”的模式，从而提高花桥水质净化厂能源自给率。与传统火电相比，可节约标准煤约2745吨，每年可减少二氧化碳排放量约6862吨。是湖南省内最大的污水处理厂光伏发电项目，被评为2023年度中国电力中小型优质工程

南京桥北厂分布式光伏发电项目

该项目为“光伏+污水处理厂”项目，总装机容量3.87MWP，年平均发电量约400万度，采用“自发自用、余电上网”的模式，是南京首个突破超过2MWp一个用电户，采用低压并网项目。

长沙县妇幼保健院分布式光伏发电项目

该项目为“光伏+工商业屋顶”项目，总装机容量为120KWp，利用屋顶空间面积1200㎡，将光伏发电系统铺设在长沙县妇幼保健院屋顶上，采用“自发自用，余电上网”模式。该项目屋顶障碍物比较多，传统固定支架方式无法实施，筱豪新能源采用预应力柔性支架解决方案，使得光伏与建筑屋顶完美结合典范。

关于长三角水务能源创新中心

长三角水务能源创新中心是由筱豪新能源依托苏州高新区绿碳平台，为推动水务和能源领域技术创新与发展成立的综合性研究机构。平台坐落于苏州，汇聚了众多行业顶尖的科研人才和先进的技术资源，主要围绕水务资源管理、水务光伏关键技术创新、可再生能源利用、能源效率提升等关键领域展开深入研究和技术开发。