您的位置：2030年前碳達(dá)峰，工業(yè)水處理迎來一個多大的新市場？
雙碳目標(biāo)的頂層設(shè)計出臺后，節(jié)能降耗市場正在發(fā)生一些變化。
10月24日，雙碳目標(biāo)的頂層設(shè)計方案——《中共中央國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》發(fā)布。2天后（10月26日），國務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達(dá)峰行動方案》（下稱《方案》）發(fā)布。
“這對我們確實是一個非常重大的戰(zhàn)略機(jī)遇，我們要思考怎樣和中國的雙碳目標(biāo)更好、更緊密地結(jié)合起來。”藝康集團(tuán)高級副總裁兼工業(yè)事業(yè)群大中華區(qū)總經(jīng)理潘世昆說，這也會推動各行各業(yè)天天琢磨怎樣減少能耗，如何優(yōu)化單位產(chǎn)值的能耗，進(jìn)而激發(fā)更多智能化生產(chǎn)、先進(jìn)生產(chǎn)裝置的創(chuàng)新。“包括水處理行業(yè)怎樣優(yōu)化換熱效率、降低設(shè)施耗能，都會成為很大的話題。”
對工業(yè)企業(yè)來說，節(jié)能并不是一個新鮮的話題。但在雙碳目標(biāo)下，投入產(chǎn)出的計算公式正在發(fā)生變化，也為更多的突破性新技術(shù)、優(yōu)化方案提供了更大的使用空間。
1923年在美國成立的藝康集團(tuán)（紐交所代碼：ECL），是全球水、衛(wèi)生和感染控制等服務(wù)領(lǐng)域的領(lǐng)跑者，2020財年年報顯示營收達(dá)118億美元。2011年并入藝康集團(tuán)的納爾科，是水處理和工藝技術(shù)領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者。
水處理的節(jié)能降碳潛力
聚焦2030年前碳達(dá)峰目標(biāo)，《方案》對中國推進(jìn)碳達(dá)峰工作作出總體部署：到2030年，非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到25%左右，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降65%以上，順利實現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰目標(biāo)。
為實現(xiàn)上述目標(biāo)，《方案》提出重點(diǎn)實施“碳達(dá)峰十大行動”，其中之一，就是“工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰行動”。
工業(yè)是產(chǎn)生碳排放的主要領(lǐng)域之一，對全國整體實現(xiàn)碳達(dá)峰具有重要影響。《方案》提出，工業(yè)領(lǐng)域要加快綠色低碳轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展，力爭率先實現(xiàn)碳達(dá)峰。其中特別提出推動鋼鐵、有色金屬、建材、石化化工行業(yè)碳達(dá)峰。
以鋼鐵行業(yè)為例，作為能源消耗高密集型行業(yè)，鋼鐵行業(yè)是工業(yè)制造業(yè)31個門類中碳排放量的大戶，占全國碳排放總量15%左右。
冶金工業(yè)規(guī)劃研究院黨委書記、總工程師李新創(chuàng)前曾表示，鋼鐵行業(yè)的碳達(dá)峰目標(biāo)已初步定為：2025年前，鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)碳排放達(dá)峰；到2030年，鋼鐵行業(yè)碳排放量較峰值降低30%，預(yù)計將實現(xiàn)碳減排量4.2億噸。不過，他也表示，目前我國大多數(shù)鋼鐵企業(yè)還處于低碳發(fā)展初級階段，實現(xiàn)這一目標(biāo)還是有很大的挑戰(zhàn)。
為推動鋼鐵行業(yè)碳達(dá)峰，《方案》提出，推廣先進(jìn)適用技術(shù)，深挖節(jié)能降碳潛力。
水處理能在其中做什么？
水處理能在其中做什么？
潘世昆解釋說，從原理上來講，高耗水行業(yè)與能效管理的關(guān)系，主要體現(xiàn)在三方面，
一是企業(yè)需要大量能源用于取水、送水、排水。比如取水后，要再通過復(fù)雜的管路把水送到需要的地方比如冷卻塔，之后再送去做廢水處理。
“這其中就有優(yōu)化空間。如果原來工廠用1萬噸水，現(xiàn)在減少到7000噸的話，就節(jié)省了運(yùn)送處理3000噸水的能源消耗。”潘世昆說。
二是在工業(yè)領(lǐng)域，水最大的用途是做熱交換的介質(zhì)。一般是通過鍋爐和冷卻循環(huán)水或冰機(jī)實現(xiàn)的。這個過程中，怎樣通過好的水管理提高換熱效率，減少無效熱交換，從而實現(xiàn)節(jié)能，也有巨大的空間。
三是越來越多的行業(yè)有用水的總量控制指標(biāo)。一旦總量指標(biāo)超限，企業(yè)就會加強(qiáng)廢水回用。但目前回用最常用的技術(shù)路線“雙膜法”，是一個非常耗電的過程，也就是用電來換水。
潘世昆說，通常廢水回用項目的成本里，日常運(yùn)行費(fèi)用中有近一半都是能源費(fèi)用。另外，一些特殊的行業(yè)比如造紙，由于廢水里的木質(zhì)素特別容易堵住反滲透膜，導(dǎo)致它無法正常運(yùn)行，所以一些造紙廠的回用系統(tǒng)花了很多錢，但實際上沒法真正運(yùn)行起來。
雖然不同的行業(yè)或者企業(yè)里，水對能耗、能效的影響很難有一個準(zhǔn)確數(shù)字來描述，但顯然，優(yōu)化空間很大。
目前，藝康正在某大型鋼鐵集團(tuán)的北方廠區(qū)部署納爾科水管理數(shù)字化系統(tǒng)的二期，也就是數(shù)字化的動態(tài)水平衡和能耗監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)覆蓋21個水系統(tǒng)，通過實現(xiàn)遠(yuǎn)程關(guān)鍵水質(zhì)數(shù)據(jù)監(jiān)測、自動加藥和藥劑管理功能，達(dá)到水系統(tǒng)可視化監(jiān)測、異常安全預(yù)警、水系統(tǒng)性能優(yōu)化等目標(biāo)。
這個總體數(shù)字化改造項目，是基于藝康的3D TRASAR?智能水管理控制器及其他設(shè)備收集檢測系統(tǒng)的水質(zhì)參數(shù)。I期工程包含煉鋼、鋼軋和冷軋的凈環(huán)水、濁環(huán)水、鍋爐水進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、風(fēng)險預(yù)警。通過獨(dú)立的算法和模型對不同水系統(tǒng)進(jìn)行智能診斷，自動調(diào)整控制水運(yùn)行，實現(xiàn)水工藝流程的閉環(huán)管理。
“從進(jìn)水一直到出水，所有水的變化包括水量、水質(zhì)，都通過數(shù)字方式實時監(jiān)控，把水和水對應(yīng)的能源做一個動態(tài)的平衡。”
另一個案例是，某大型鋼鐵廠自備電廠因補(bǔ)水水質(zhì)惡劣，水質(zhì)波動大，導(dǎo)致凝汽器冷卻管腐蝕穿孔、換熱效率偏低等問題。藝康幫助該自備電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)實現(xiàn)了高濃縮倍數(shù)下的穩(wěn)定運(yùn)行，同工況下凝汽器噸蒸汽發(fā)電量得到了顯著提高，每年幫助節(jié)約工業(yè)新水14萬噸；同工況下每年增發(fā)810萬度電；每年減少二氧化碳總排放6167噸。
同時，藝康也在幫助一家中國北方地區(qū)的造紙企業(yè)，研究如何通過工藝設(shè)計、化學(xué)品處理，讓其廢水回用系統(tǒng)能夠更高效的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。潘世昆說，通過反滲透膜系統(tǒng)，一般行業(yè)可以實現(xiàn)60%~70%的廢水回用，微電子行業(yè)的頭部企業(yè)甚至可以達(dá)到80%，但造紙行業(yè)只能到50%。
“如果能夠提升到60%，就相當(dāng)于提升了20%的能效。”潘世昆說。
新基建也要節(jié)能減碳
不僅是傳統(tǒng)的工業(yè)耗能大戶，新基建項目也必須加入節(jié)能降耗的行列中來。
在“節(jié)能降碳增效行動”中，《方案》提出，實施重點(diǎn)行業(yè)節(jié)能降碳工程，推動電力、鋼鐵、有色金屬、建材、石化化工等行業(yè)開展節(jié)能降碳改造，提升能源資源利用效率。此外，“節(jié)能降碳增效行動”還特別提出，要加強(qiáng)新型基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)能降碳。
比如，加強(qiáng)新型基礎(chǔ)設(shè)施用能管理，將年綜合能耗超過1萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤的數(shù)據(jù)中心全部納入重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，開展能源計量審查。
隨著5G、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施得以快速增長。但數(shù)據(jù)中心同時也是能耗大戶，如何加快數(shù)據(jù)中心行業(yè)的綠色發(fā)展、降低碳排放，成為當(dāng)下的一個重要課題。
“評價數(shù)據(jù)中心的能源效率，主要是關(guān)注一個指標(biāo)PUE（數(shù)據(jù)中心總能耗/IT設(shè)備能耗）。”潘世昆說。
10月22日，國家發(fā)改委聯(lián)合工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、市場監(jiān)管總局、國家能源局發(fā)布《關(guān)于嚴(yán)格能效約束推動重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能降碳的若干意見》明確，鼓勵重點(diǎn)行業(yè)利用綠色數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施實現(xiàn)節(jié)能降耗。新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心PUE不超過1.3。到2025年，數(shù)據(jù)中心PUE普遍不超過1.5。
7月27日，北京市發(fā)展和改革委員會發(fā)布《關(guān)于印發(fā)進(jìn)一步加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心項目節(jié)能審查若干規(guī)定的通知》顯示，為加強(qiáng)北京市內(nèi)數(shù)據(jù)中心項目節(jié)能審查，即日起北京市內(nèi)新建、擴(kuò)建數(shù)據(jù)中心若PUE值超1.4，將被征收差別電價電費(fèi)。
由于數(shù)據(jù)中心的集成化CPU和存儲器電耗量過大，傳統(tǒng)水冷解決方案很難滿足1.3的要求。“我們在和行業(yè)頭部企業(yè)聯(lián)合做技術(shù)創(chuàng)新，通過液冷解決方案直接冷卻服務(wù)器。令數(shù)據(jù)中心在有限空間內(nèi)，能夠布置盡可能多的服務(wù)器，從而提升數(shù)據(jù)中心運(yùn)算效率。”
所謂液冷型解決方案，也就是指CDU（冷液分配單元Cooling Distribution Unit）冷卻系統(tǒng)，通過冷卻背板，調(diào)節(jié)冷液并將冷液循環(huán)于數(shù)據(jù)中心的IT設(shè)備之內(nèi)對服務(wù)器進(jìn)行冷卻控溫，保障數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定運(yùn)營。相比傳統(tǒng)的通過水冷空調(diào)控制整個機(jī)房的溫度，這一解決方案可以降低20~30%的電量消耗；滿足新建大型數(shù)據(jù)中心PUE低于1.3的要求。
水管理應(yīng)成為企業(yè)數(shù)字工廠一部分
雙碳目標(biāo)頂層設(shè)計以及“碳達(dá)峰十大行動”的提出，是否已經(jīng)帶來了水管理以及節(jié)能降耗需求的爆發(fā)？
潘世昆說，在有些行業(yè)，比如鋼鐵，造紙，微電子、數(shù)據(jù)中心等，客戶發(fā)現(xiàn)水跟能源的交叉比較大，在這些行業(yè)更好地管理水，既能達(dá)到節(jié)水的目的，也能達(dá)到節(jié)能的目的。所以有更多客戶對能帶來節(jié)能和能效提升的水管理技術(shù)，特別是數(shù)字化技術(shù)和創(chuàng)新的技術(shù)，表現(xiàn)出更濃厚的興趣。
潘世昆說，更多的企業(yè)開始深挖節(jié)能降耗的可能性，原來可能只做了一些簡單的變頻泵、節(jié)能燈，現(xiàn)在則是要做一些比較大的技改和創(chuàng)新項目、精細(xì)化管理。
“（需求）肯定有影響，但還不是爆發(fā)式的。”在他看來，行業(yè)對此有預(yù)期，但市場發(fā)展依然有自己的規(guī)律。
所謂的規(guī)律，一方面是新的技術(shù)突破需要時間，一方面是行業(yè)的頭部企業(yè)還需要做很多變革管理，要把先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)、智能化的生產(chǎn)、管理方式的變革相結(jié)合。“否則很難做到，或者做的成本代價太高，完全沒有競爭力。”
在這個過程中，數(shù)字化尤其重要。
潘世昆說，數(shù)字化在工業(yè)領(lǐng)域要比在消費(fèi)領(lǐng)域復(fù)雜得多，但如果沒有數(shù)字化解決方案，就很難規(guī)模化復(fù)制，效率極低。“我們需要通過數(shù)字化識別到底有多少節(jié)能機(jī)會，是否能通過技術(shù)改造實現(xiàn)節(jié)能，以及改進(jìn)后能耗降了多少。”
4月22日，藝康發(fā)布了專門面向中國市場的數(shù)字化解決方案平臺藝康數(shù)智匯?。基于模塊化設(shè)計，通過物聯(lián)網(wǎng)＋技術(shù)，藝康數(shù)智匯?可以實現(xiàn)對全廠水管理進(jìn)行數(shù)字化、可視化呈現(xiàn)，并通過數(shù)字化洞察、先進(jìn)算法和分析進(jìn)行前瞻性預(yù)警，增加對問題的預(yù)見性，向客戶提供專業(yè)建議，將洞察轉(zhuǎn)化為可操作的結(jié)果。
即使在水管理方面有著先進(jìn)的經(jīng)驗和數(shù)字化產(chǎn)品，潘世昆依然認(rèn)為其中充滿了挑戰(zhàn)。其中最大的一個挑戰(zhàn)，是如何把藝康的數(shù)字化產(chǎn)品，和企業(yè)自身的數(shù)字化管理，以及節(jié)能減排的機(jī)制很好地結(jié)合起來。
“這三個條件缺一不可，如果不能很好聯(lián)動，就沒有意義。”潘世昆說，水管理必須納入企業(yè)的能耗管理，成為企業(yè)整體運(yùn)營管理的一部分，持續(xù)地把一些新的算法、新的診斷工具、新的解決方案加入進(jìn)去，通過數(shù)字化系統(tǒng)交互驗證效果。
即將舉行的第四屆中國國際進(jìn)口博覽會上，藝康會在微軟的展臺上展示自己的數(shù)字化解決方案，以及具體實施的全球和國內(nèi)案例。這些，是推動行業(yè)抵達(dá)碳達(dá)峰碳中和而扎實走出的每一步。
根據(jù)規(guī)劃，到2030年，藝康希望幫助行業(yè)每年節(jié)約用水3000億加侖（11億噸），相當(dāng)于10億人每年的飲用水需求。通過減少600萬公噸的溫室氣體排放，幫助客戶實現(xiàn)碳中和。最新的數(shù)據(jù)是，2020年，藝康幫助客戶節(jié)約了7.8億噸水，相當(dāng)于7.12億人每年的飲用水需求；節(jié)約了44萬億英熱單位的能源；減少350萬噸二氧化碳。
*本文轉(zhuǎn)載自《第一財經(jīng)資訊》、《藝康中國》微信公眾號
