污水如何助力绿色转型 - 彭博社

在管道和下水道中，废水在最寒冷的月份中可以保持在50℉至68℉之间的温度。这意味着能源。

摄影师：Gary Hershorn/Getty Images在加拿大温哥华的False Creek，一个海滨社区，供暖用的能源来自一个不太可能的来源。

每栋建筑物的热水不是通过锅炉供应，而是通过地下管道从一个城市拥有的工厂输送过来——这种系统被称为区域供热。越来越多的市政府正在将这种策略纳入到减少化石燃料消耗的计划中，使用可再生能源，如地热或太阳能，而不是石油或天然气。

但在False Creek的情况下，他们使用的是污水。

BloombergGreen一家银行正在将非洲的气候脆弱性转化为机遇戴姆勒首席执行官称缺少电动卡车充电桩是头等大事德克萨斯州立法者指责Xcel电力杆引发了该州最大的火灾美国、欧洲担心中国的主导地位威胁到气候斗争，习近平的特使表示原来从你的厨房水槽、洗衣机、淋浴、洗碗机——甚至马桶流出的水比刚到你家时要温暖。通过市政下水道流动的废水即使在最寒冷的月份中也可以保持在50℉（10°C）至68℉（20°C）之间的温度。

因此，False Creek利用这种热量而不是浪费它。2022年，当地公用事业公司表示，他们从污水中产生了23,441兆瓦时的热能——足以为3,000个住宅公寓供暖一年。“我们正在将废水转化为资源，”温哥华社区能源经理Derek Pope说道。“通过这样做，我们能够为整个社区供暖。”

随着全球变暖持续加剧，能源转型滞后，城市正竭力寻找方法来弥合差距。废水是被利用的多种替代能源选项之一。

根据欧洲投资银行的一份2022年报告，全球每年产生3800亿立方米的城市污水。随着城市的增长，预计到2050年将增加51%。根据美国能源部的数据，一年的美国废水中含有约350太瓦时的能量，足以供给3000万户家庭取暖。换句话说，这是大量未被利用的热量。

温哥华的False Creek能源中心来源：温哥华市供暖家庭和工作场所所需的能量是个人碳足迹中最大的贡献者之一。燃气锅炉和木炉释放大量二氧化碳，而电暖器的环保程度取决于其电源——通常是燃气或煤炭。全球范围内，供暖占所有与能源相关排放的40%。

也许不足为奇的是，根据全球工程公司丹佛斯于2023年发布的报告，多余的热量是世界上最大的未开发能源来源。仅在欧盟，每年产生约2860太瓦时的废热，几乎等同于该地区住宅和服务业建筑物供暖和热水的总能源需求。

全球推动捕捉这种热量可以帮助避免每天燃烧近3000万桶石油，或每年6500亿立方米天然气，报告称。这大约是欧盟2021年从俄罗斯进口的四倍。

“这不仅仅是为了减少温室气体排放；也是关于重新思考我们如何看待废热资源，比如污水，” Pope说。“在任何一个城市周围，都有各种废热资源，我们的系统可以利用，我们需要开始认真考虑它们认真。”

伦敦南岸大学建筑脱碳教授Aaron Gillich表示，False Creek等倡议使实施更严格的建筑温室气体限制以及更可持续的城市规划变得更容易。在温哥华，其中很大一部分是减少对天然气的依赖。“我们使用了如此之多，没有任何单一事物可以独自取代它，” Gillich说。废水“在这方面可能是一个非常重要的因素化解这一难题。”

一艘双壳油轮停靠在温哥华附近的本拿比炼油厂前。天然气是该城市能源使用的关键组成部分。摄影师：Darryl Dyck/Bloomberg废水是一种吸引人的能源来源，因为其供应稳定——温度也是如此。这意味着将其热量传递给清洁水的泵可以在冬季运行，当供暖需求最高时。但具体来说，这一切是如何运作的呢？这到底是如何运作的？

首先，液体制冷剂通过蒸发器，变成气体，然后被导入被废水包围的管道中。气体吸收水的热量，然后通过压缩机运行，使其变得更热——高达176°F（80°C）。热气体然后循环在包含清洁水的管道周围。当这些水流经绝缘的分配管道到达个别建筑物时，气体会恢复成液体形式。尽管这些热泵需要一些电力，但它们比锅炉或电加热器高出四倍的效率。在False Creek，这些泵从水电大坝获取电力。

废水热能提取的做法已经在许多欧洲国家得到采纳。瑞士在上世纪80年代就开始从污水中获取热能，德国公司Uhrig表示已经在德国和国外建造了100多个废水热项目，在德国和国外都有。在英国，这种方法已经成为一个“新兴领域”，爱丁堡那皮尔大学的可再生能源专家安托万·雷吉斯表示。吉利估计，英国每天42亿加仑的废水中蕴含的能量可以为160万户家庭提供空间供暖和热水。

假溪污水热回收系统。在温哥华，建筑物占温室气体排放的57%。来源：温哥华市在加拿大西海岸的温哥华，人口68万，建筑物占温室气体排放的57%。假溪的系统是波普称之为北美第一个应用原始污水热回收的系统，在2010年冬季奥运会之前开始运行，为运动员住宅提供供暖。

当时，该系统为9栋建筑供暖；如今，它为46栋建筑提供服务，其中包括6000套住宅公寓。2022年，该社区71%的供暖能源来自可再生能源，污水热是主要来源。

但假溪项目是为特定目的而建的。在现有开发项目中安装必要的基础设施可能成本过高。此外，从废水中最大程度地回收能量通常在或接近水处理厂，那里的流量最大。这些设施往往位于城市的郊区，这意味着加热水需要更长的传输距离。

“即使是绝缘良好的管道每米也会有一定的热量损失，因此您希望携带加热水的管道尽可能短，”吉利奇说。但根据总部位于新西兰的咨询公司Applied Energy的主任尼克·米滕所说，每座城市下面都有流量足够高以供应大型建筑物甚至整个城市街区的地方。

在奥斯陆，可再生能源公司Hafslund Oslo Celsio正在利用一条主污水管道，据该公司称，每小时有超过一百万加仑的废水通过。该项目每年为1.3万套公寓提供供暖和热水。

具有大量需求的特定点可以选择进行局部废水热转移 — 医院、火车站、游泳池或大学校园。例如，在瑞典Rockhammar，纸厂废水的余热被用来供暖一个工业规模的温室。

“你绘制废水热的流动，寻找大热能用户所在的地方，然后寻找一些匹配点，” Meeten说。“几乎每个城市都会找到一些，而且不用费太大劲。”

在奥斯陆，可再生能源公司Hafslund Oslo Celsio正在利用主污水管道为1.3万户公寓提供热和热水。摄影师：Fredrik Solstad/Bloomberg废水只是用来限制化石燃料使用的众多策略之一。在伦敦的伊斯灵顿社区，当地政府表示，利用地铁列车的电动机和制动器产生的能量为数百户住宅、一所学校和两个娱乐中心提供供暖。生成的电力。巴西Curitiba的Sanepar公司将来自食品配送中心的废水和有机废弃物结合起来，产生生物气体发电，然后馈送到电网中。

但更常见的废热回收涉及建筑本身。通常，大型建筑物的温暖空气通过通风管道释放到大气中。但也可以将其热量去除。瑞典公用事业公司Stockholm Exergi利用超市、溜冰场和数据中心的废热。“在我们进行机械工作或制冷的地方，我们也有多余的热量，”该公司的研发负责人Erik Dahlén说。与零售商和工业合作，称为“开放式区域供热”，还允许这些企业为提供的能源收费。

也许最明显的废热来源是遍布城市内外的大型数据中心。服务器释放出大量多余的热量，可以被捕获用来加热水。

在大赫尔辛基，两家微软公司数据中心的多余热量将被转移至超过250,000名客户，根据芬兰能源公司Fortum的说法，它们最终将提供埃斯波、考尼艾宁和基尔科努米地区约40%的区域供暖需求，每年可节省约400,000公吨二氧化碳排放。

温哥华的False Creek开发项目摄影师：SeongJoon Cho/Bloomberg作为温哥华气候紧急行动计划的一部分，False Creek社区能源公用事业表示计划到2030年实现全面可再生能源，其中70%的能源来自污水热，每年可节省约7,000公吨温室气体排放。

可以肯定的是，整个城市不太可能很快，甚至永远不会被废热供暖。但为了减缓全球变暖的竞赛，需要探索每一种选择，康奈尔大学系统工程教授Semida Silveira表示。尽管在利用和扩展这种热源方面存在挑战，但投资于这项技术是有意义的，因为每一点帮助都很重要。

在污水处理方面，至少可以用来节省处理水的能源。“令人惊讶的是，更多的城市以前没有更多地使用这种方法，” Silveira说。

微软公司和布鲁克菲尔德资产管理的绿色能源部门签署了有史以来宣布的最大企业清洁能源购买协议，这家科技巨头正在加大对人工智能的投资。

布鲁克菲尔德可再生合作伙伴将从2026年开始在美国和欧洲提供超过10.5吉瓦的可再生能源容量，根据周三的一份声明。这相当于约10座核电站的容量，反映了数据中心和人工智能对电力的超高需求。