烈日炎炎，涼爽的冷氣涌入千家萬戶。鮮為人知的是，其中一部分“冷”源竟然來自城市污水。北京排水集團潛心深研二十余年，創新污水源熱泵技術，將城市生活污水中的潛熱變為綠色能源。目前，北排自研的污水源熱泵系統正在為中關村東升科技園等160萬平方米區域提供夏制冷、冬取暖的清潔能源服務。每年替代天然氣約2370萬立方米，減少二氧化碳排放約5萬噸。
當清河再生水廠的再生水，流經中關村東升科技園，一場由創新技術與紅色動能共同驅動的綠色革命，成為首都國企落實“雙碳”目標下的生動注腳。
自主深研二十余年 歷經多次迭代 污水源熱泵技術是一種新型的能源提取模式，通過利用污水或再生水中蘊含的熱量，實現了廢熱的有效回收與再利用，用物理方式將熱能進行轉移，具備供暖、供冷、供熱水等綜合功能，污水和再生水溫度一年四季相對穩定，可應對極寒酷暑天氣，尤其適用于醫院、學校、大型公建、科技和工業園區等冷暖同供建筑。“早在1999年，北京排水集團就開始借鑒國內外開發利用污水、再生水潛能的經驗，在高碑店污水處理廠利用二級出水為廠內供暖、制冷。”北京北排能源科技有限公司技術總監楊勝東介紹“這是國內應用污水源熱泵供暖制冷的首個項目。”
水廠內部的成功應用提升了北排發展這種新型綠色能源的信心。雖然當時國內的知曉率不高，但北京排水集團愿意當綠色技術的“探索者”。1999年，污水源熱泵技術的研究緊鑼密鼓地展開，第一代污水源熱泵系統采用了“污水防阻機+污水換熱器+熱泵”的系統構成，初步解決了污水中污染物堵塞系統的問題。
此后二十年，北京排水集團對第一代系統進行階梯性優化，經過技術改進，逐步提升了換熱效率、降低了故障率。如今普遍使用的第四代污水熱泵系統已經實現了污水直接進入，大大增加了熱泵系統的裝備集成率，減少了占地面積，提高了熱泵效率。
經科學測算，如果把北京市現有的152座污水處理、再生水設施的水量充分利用，且滿足排水設施和供熱設施供求完全匹配的條件，污水源熱泵技術(取5攝氏度溫差)可為4600萬平方米建筑物提供供暖制冷服務，污水潛熱大概能占到市政熱力網管供熱的10%~15%。
這意味著，每年北京市可節約天然氣3.5億立方米，年碳減排量達75萬噸。“如果污水、再生水梯級利用，或與其他能源耦合開發，服務面積還將進一步增加。這項技術的應用前景非常廣闊，大有可為。”楊勝東表示。
四十余個示范項目落地 正在引入人工智能技術 技術逐步完備的同時，一個又一個示范項目在京落地。北京排水集團旗下已有15座再生水廠實現水源熱泵替換傳統供暖方式，在此基礎上，市場化應用一步步鋪開。
北京南站污水源熱泵空調系統項目和奧運村再生水源熱泵項目都在2008年投運，分別利用了北排東莊基點污水泵站和清河再生水廠的水源。小范圍的市場化應用為后來技術革新奠定了基礎。
作為北京市發展改革委推薦的五個典型代表項目之一，海淀區中關村科學城-東升科技園再生水源熱泵項目成功入選全國可再生能源供暖（制冷）典型案例匯編（2024）。該項目分兩期落地，一期項目已穩定使用10余年，二期項目是《北京市可再生能源替代行動方案（2023—2025年）》重點推進及試點工程，也是北京排水集團開發水源熱泵清潔能源技術的典型示范項目。
據介紹，二期項目使用北排清河再生水廠的再生水余熱供暖，降低化石能源消耗，并通過蓄能池進行調節，可以節約電費20%。在環保效益方面，項目只取熱能不影響水質，退水退回清河再生水廠作為再生水使用，相當于每年節約天然氣1127.82萬立方米，年碳減排量約2.5萬噸。“除了供暖，科技園還有制冷需求，如果使用純電制冷，一年大概消耗600多萬度電，而采用水源熱泵方式一年能節省30%。”中關村東升科技園8號院項目物業經理梅聰說。
目前，北京的再生水水源熱泵項目已經達到40多個，服務面積接近252萬平方米。北排能源公司還在不斷進行技術迭代，正計劃引入人工智能技術，打造智能預測維護系統。“具體來講，就是通過物聯網傳感器實時采集水質參數、設備運行數據等，結合預測模型，分析能耗系統能耗。同時，通過動態能效優化算法采用強化學習框架，根據進水溫度、流量等參數動態調整熱泵運行策略。”北排能源公司技術總監楊勝東表示，這樣的智能系統能夠進一步平衡能效、設備壽命以及出水穩定性。
黨建引領驅動創新 夯實低碳發展“技術底座” 污水源熱泵的研發與落地漫長而艱辛，堅持下來的為什么是北京排水集團？黨建引領發揮著至關重要的作用。北排堅持推行“黨建+N”模式，通過積極開展“技術創新攻關”“黨員突擊隊”“成立工作專班”等活動，將黨組織優勢轉化為創新動能，用“黨建紅”驅動創新路。
“黨建+技術創新”鍛造綠色科技硬實力。集團以黨員突擊隊為先鋒，針對水源熱泵技術開展專項攻關，僅2024年就完成4項核心專利申報，技術攻堅能力顯著提升。
“黨建+協同共建”拓展能源革命“朋友圈”。以北京排水集團作為北京市黨建引領新能源領域高質量發展輪值單位為契機，與行業協會、優質企業建立戰略合作關系，持續深化減污降碳協同增效，推動新能源產業由“鏈”向“圈”發展。通過深化合作交流，簽署華能大網增綠熱泵項目開發協議，拓展南中軸博物館群、連云港、宜興概念廠項目，推動業務協同發展落地落實，融通發展格局更加開闊。
“黨建+數字轉型”提升精細運維管理能力。2024年，集團積極開展水源熱泵供暖季自行維護保養，完成能源智慧管理平臺框架搭建，促進生產、安全、運營管理一體化。
“黨建+綠色低碳”走好“雙碳”行動“路線圖”。集團黨委牽頭制定碳中和規劃和實施方案，并穩妥有序運維集團沼氣綜合利用、餐廚漿液處理等能源項目。2024年，新增觀澳園、芳清園、方莊等熱泵運維項目，擴大集團外水源熱泵服務面積44.7萬平方米，進一步增強了集團核心功能，綠色低碳發展底蘊越來越渾厚。
下一步，北京排水集團將堅定不移貫徹新發展理念，以科技創新為引領，充分發揮綠色技術示范效應，加速推進能源結構優化升級，并通過重點項目實施落地，打造綠色發展標桿工程，為北京綠色低碳轉型注入強勁動力。
在“雙碳”目標引領下，北京排水集團正以實干擔當書寫著首都國企綠色低碳發展新答卷。
來源：北京日報
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