污水处理“水-能-碳”协同减排：从“能耗大户”到“低碳工厂”的转型之路

污水处理厂正站在一场深刻的角色转型十字路口。

长期以来，污水处理行业被视为“环境守卫者”，却也是不折不扣的“能耗大户”——全国污水处理年耗电量约占全社会总用电量的1%-2%，与此同时，处理过程中直接或间接产生的温室气体排放也不容忽视。

2023年12月，国家发展改革委、住房城乡建设部、生态环境部联合印发《关于推进污水处理减污降碳协同增效的实施意见》，明确提出“协同推进污水处理全过程污染物削减与温室气体减排”。2026年2月1日，《协同降碳绩效评价 城镇污水处理》国家标准正式实施，填补了该领域绩效评价的标准空白。

“十五五”开局之年，一场围绕“水-能-碳”协同治理的深刻变革正在污水处理行业全面展开。

一、政策框架：从单一定向到多维协同

1.1 三部委实施意见的核心导向

《关于推进污水处理减污降碳协同增效的实施意见》为行业转型提供了顶层设计。文件明确，到2025年，污水处理行业减污降碳协同增效取得积极进展，建成100座能源资源高效循环利用的污水处理绿色低碳标杆厂。

文件提出的三大方向构成协同治理的支柱：

 

源头节水增效：深入实施国家节水行动，减少生产生活新水取用量和污水排放量；加快消除城镇污水收集管网空白区，对于进水生化需氧量浓度低于100毫克/升的污水处理厂，推行“一厂一策”整治

 

 

处理过程节能降碳：推广高效节能设备，建设智慧水务管理系统，推广污水源热泵技术，支持将上游生产企业可生化性强的废水作为下游污水处理厂碳源补充

 

 

污水污泥资源化利用：推广“光伏+”模式，扩大再生水利用场景，加强污泥沼气回收利用，积极推广污泥土地利用

 

1.2 绩效评价国家标准填补空白

2026年2月1日起实施的《协同降碳绩效评价 城镇污水处理》国家标准，为行业提供了可量化的评价工具。

标准明确了“协同降碳”的定义：在满足污染物排放（控制）标准要求基础上，通过节能降耗、能源优化、资源循环利用等技术和管理措施，综合降低城镇污水处理厂运行过程中的碳排放强度。

评价指标体系由必选指标和可选指标构成。必选指标包括污染控制、节能降耗、能源优化、资源循环、管理协同5个一级指标，下设19个二级指标，适用于设计规模不小于1万m³/d的城镇污水处理厂。

二、技术路径：三大方向重塑污水处理

在政策驱动下，低碳化、智慧化、资源化成为技术创新的“主航道”。

2.1 节能降碳改造：从设备更新到系统优化

高效设备替代：推广选用高效节能的电机、风机、水泵、照明器具等通用产品设备，加快淘汰老旧低效的重点用能设备。

智慧水务管控：推广建设智慧水务管理系统，开展全过程智能调控与优化，实现精准曝气与回流控制、泵站变频调控与负载匹配、数字计量精准加药。智慧化运营可将响应时间缩短至20分钟以内，处理周期缩短一半以上。

低碳工艺应用：加强高效脱氮除磷等低碳技术应用，减少脱氮过程氧化亚氮逸散。鼓励污水处理厂使用植物除臭剂、环保型絮凝剂等新型绿色药剂。

2.2 能源替代：从“光伏+”到污水源热泵

“光伏+污水厂”模式：在光照资源丰富地区，利用厂区屋顶、处理设施、开阔构筑物等闲置空间布置光伏发电设施。

四川眉山青龙第二工业污水处理厂分布式光伏项目是这一模式的典型案例。项目利用清水池屋顶建成约4000平方米光伏阵列，总装机容量354.24kWp，采用“自发自用、余电上网”模式，预计首年发电量约32万kWh，可满足厂区白天用电需求的15%，每年节约标准煤约120吨，减少二氧化碳排放约320吨。

污水源热泵技术：污水源热泵可对厂内及周边区域供暖供冷。北京排水集团正在推进的华能北京热电厂热网回水再生水源热泵并热项目，展现了这一技术在北方地区的应用潜力。

沼气热电联产：加强污泥沼气回收利用，推广沼气热电联产，实现能源自给率的提升。

2.3 资源循环：从“除碳”到“补碳”的价值重构

传统污水处理做的是“赔本买卖”——先将上游废水中的有机物（碳源）作为污染物去除，再购买商业碳源（如乙酸钠、葡萄糖）补充给微生物用于脱氮。这一“先除后补”模式既增加了成本，也造成了碳排放的重复计算。

“输碳管”创新实践：2026年3月，湖北省武汉市东西湖区打通了一条特殊的“输碳管”——蒙牛乳制品武汉有限公司将每年45万余吨的高浓度有机废水，经预处理后作为“碳源”补给输送到附近的金银湖污水处理厂。

这一模式实现了多方共赢：

 

对企业：每年节省污水处理成本200多万元

 

 

对污水厂：获得稳定的碳源补充，降低外购碳源费用

 

 

对环境：每年可减少碳排放量近400吨

 

武汉市生态环境局东西湖区分局专项帮扶小组组长雷鸣形象地指出：“这条专用管道，既是废水输送的‘物理通道’，更是协同推进减污降碳的‘连心桥’。”

三、创新实践：从单体突破到系统集成

3.1 北京排水集团：“水能耦合”的系统探索

作为首都水务公共服务主力军，北京排水集团正在构建可复制、可推广的绿色低碳发展模式。集团党委委员、副总经理张志渊介绍，集团聚焦好氧颗粒污泥工程实践，深化“水能耦合”发展路径，集成热泵、光伏、沼气利用等技术。

好氧颗粒污泥（AGS）技术：相比传统活性污泥法，AGS技术可节约占地30%-50%，降低能耗20%-30%，被北京排水集团列为规模化应用的重点方向。2026年1月，集团“好氧颗粒污泥香港项目合作”完成签约，将推动该技术开拓粤港澳大湾区市场。

重点项目落地：北京排水集团“南中轴博物馆群综合能源站战略合作”项目，聚焦污水源热泵耦合市政热力系统，创新打造生态融合型清洁能源示范。

3.2 苏高新股份：“光-储-氢-水”多能融合

苏州高新区高新技术产业股份有限公司推出的“综合能源系统赋能污水处理厂零碳转型创新方案”，在第三届能源电子产业创新大赛中荣获太阳能光伏赛道一等奖。

该方案的创新点在于：

 

多能融合：打造“光-储-氢-水”综合能源系统

 

 

循环模式：将污水厂自产再生水作为制氢原料，副产氧气回用于污水处理，构建“以水治水、以水产氢”的循环模式

 

 

效益显著：经测算，智慧能源平台可提升能源自给率至110%，年减碳7000吨，并具备绿氢外售能力

 

这一案例展示了污水处理厂从“成本中心”向“资源与能源工厂”转型的可行性。

3.3 政企协同：武汉“输碳管”模式可复制

武汉市东西湖区的“输碳管”实践，为上下游企业协同减碳提供了可复制的操作范式：

关键步骤：

 

专项帮扶：生态环境部门成立帮扶小组，搭建沟通桥梁

 

 

风险严控：逐一梳理水质达标、管网运行、责任划分等潜在风险

 

 

技术评估：为企业“量身定制”预处理方案，设置水力筛、调节池缓解废水浓度波动

 

 

专管建设：建设协商间接排水专管，在进水、出水端分别实时水质监测

 

 

应急保障：设置污水暂存设施，完善应急处置全流程闭环管理

 

这一模式的成功，得益于2026年1月1日实施的《食品加工制造业水污染排放标准》（GB46817—2025），新标准明确允许食品加工制造企业与污水处理厂协商间接排放。

四、评价体系：让协同降碳可量化、可比较

2026年2月实施的《协同降碳绩效评价 城镇污水处理》国家标准，由全国节水标准化技术委员会提出并归口，中国城市规划设计研究院牵头，联合中国人民大学、同济大学、清华大学、北控水务、北京排水集团等29个单位共同编制。

4.1 评价指标体系

一级指标	评价重点
污染控制	污染物去除效率、出水达标稳定性
节能降耗	单位水电耗、药耗、综合能耗
能源优化	可再生能源占比、能源自给率
资源循环	再生水利用率、污泥资源化率
管理协同	智慧化水平、碳管理能力

根据各项指标的综合评分，将城镇污水处理协同降碳绩效划分为4个等级。这一标准的出台，为污水处理厂开展对标管理、持续改进提供了科学依据，也为地方政府评选绿色低碳标杆厂提供了统一标尺。

五、挑战与机遇：站在“十五五”门槛前

5.1 多重政策叠加的历史机遇

2026年作为“十五五”规划开局之年，污水处理行业迎来双重战略机遇：

 

万亿设备更新改造投资：国家推动大规模设备更新，污水处理设施作为城市基础设施的核心组成部分，将获得专项资金支持，涵盖泵站改造、智能仪表升级、高效曝气系统更换等，预计释放千亿级市场空间

 

 

“十五五”环境治理专项：新一轮五年规划将污水治理与环境提升整治列为重点，聚焦“城市更新”“无废城市”“海绵城市”等国家战略，推动系统性、区域化综合治理项目落地

 

5.2 三大挑战亟待突破

尽管前景广阔，协同减排仍面临多重挑战：

标准引导需细化：三部委《实施意见》明确要求“落实精准治污、科学治污要求”，基于本地区经济社会情况、流域水环境容量、污水水质等因素，统筹考虑能耗、药耗增加，科学合理、因地制宜制定污水排放地方标准。但各地如何平衡减排与降碳的关系，仍需探索。

技术集成待突破：好氧颗粒污泥、污水源热泵、光伏储能等技术已逐步成熟，但如何实现系统集成、优化组合，形成可复制的解决方案，仍需要更多工程实践检验。

体制机制需创新：武汉“输碳管”模式的成功，得益于新标准的政策支持和生态环境部门的主动帮扶。如何将这种“一事一议”的个案转化为常态化机制，需要进一步完善排污许可、按效付费等配套政策。

六、结语与展望

从“能耗大户”到“低碳工厂”，从“成本中心”到“资源与能源工厂”——污水处理行业的价值逻辑正在被重新定义。

北京排水集团党委委员、副总经理张志渊在2026年首场“向新而行”活动上表示：“在‘十五五’规划开局起势的关键节点，发展低碳水能源是呼应国家战略、关乎城市未来的重要命题。”

展望未来，污水处理“水-能-碳”协同减排将呈现四大趋势：

 

标杆引领：100座绿色低碳标杆厂将成为行业灯塔，带动全行业对标提升

 

数字赋能：智慧水务与AI技术深度融合，实现全过程智能优化

 

循环闭环：物质流与能量流协同，“以水治水、以废补碳”成为常态

 

价值重构：污水处理厂从“治污设施”升级为“城市能量节点”，融入区域能源互联网

 

站在“十五五”的起跑线上，一场围绕水的低碳变革正在加速。正如武汉那条“输碳管”所象征的——只要打通思维的壁垒，废水也能成为资源，减污与降碳完全可以双向奔赴、协同共赢。

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