污水如何助力綠色轉型 - 彭博社

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

攝影師：Gary Hershorn/Getty Images在加拿大温哥華的False Creek，一個海濱社區，供暖用的能源來自一個不太可能的來源。

每棟建築物的熱水不是通過鍋爐供應，而是通過地下管道從一個城市擁有的工廠輸送過來——這種系統被稱為區域供熱。越來越多的市政府正在將這種策略納入到減少化石燃料消耗的計劃中，使用可再生能源，如地熱或太陽能，而不是石油或天然氣。

但在False Creek的情況下，他們使用的是污水。

BloombergGreen一家銀行正在將非洲的氣候脆弱性轉化為機遇戴姆勒首席執行官稱缺少電動卡車充電樁是頭等大事德克薩斯州立法者指責Xcel電力杆引發了該州最大的火災美國、歐洲擔心中國的主導地位威脅到氣候鬥爭，習近平的特使表示原來從你的廚房水槽、洗衣機、淋浴、洗碗機——甚至馬桶流出的水比剛到你家時要温暖。通過市政下水道流動的廢水即使在最寒冷的月份中也可以保持在50℉（10°C）至68℉（20°C）之間的温度。

因此，False Creek利用這種熱量而不是浪費它。2022年，當地公用事業公司表示，他們從污水中產生了23,441兆瓦時的熱能——足以為3,000個住宅公寓供暖一年。“我們正在將廢水轉化為資源，”温哥華社區能源經理Derek Pope説道。“通過這樣做，我們能夠為整個社區供暖。”

隨着全球變暖持續加劇，能源轉型滯後，城市正竭力尋找方法來彌合差距。廢水是被利用的多種替代能源選項之一。

根據歐洲投資銀行的一份2022年報告，全球每年產生3800億立方米的城市污水。隨着城市的增長，預計到2050年將增加51%。根據美國能源部的數據，一年的美國廢水中含有約350太瓦時的能量，足以供給3000萬户家庭取暖。換句話説，這是大量未被利用的熱量。

温哥華的False Creek能源中心來源：温哥華市供暖家庭和工作場所所需的能量是個人碳足跡中最大的貢獻者之一。燃氣鍋爐和木爐釋放大量二氧化碳，而電暖器的環保程度取決於其電源——通常是燃氣或煤炭。全球範圍內，供暖佔所有與能源相關排放的40%。

也許不足為奇的是，根據全球工程公司丹佛斯於2023年發佈的報告，多餘的熱量是世界上最大的未開發能源來源。僅在歐盟，每年產生約2860太瓦時的廢熱，幾乎等同於該地區住宅和服務業建築物供暖和熱水的總能源需求。

全球推動捕捉這種熱量可以幫助避免每天燃燒近3000萬桶石油，或每年6500億立方米天然氣，報告稱。這大約是歐盟2021年從俄羅斯進口的四倍。

“這不僅僅是為了減少温室氣體排放；也是關於重新思考我們如何看待廢熱資源，比如污水，” Pope説。“在任何一個城市周圍，都有各種廢熱資源，我們的系統可以利用，我們需要開始認真考慮它們認真。”

倫敦南岸大學建築脱碳教授Aaron Gillich表示，False Creek等倡議使實施更嚴格的建築温室氣體限制以及更可持續的城市規劃變得更容易。在温哥華，其中很大一部分是減少對天然氣的依賴。“我們使用瞭如此之多，沒有任何單一事物可以獨自取代它，” Gillich説。廢水“在這方面可能是一個非常重要的因素化解這一難題。”

一艘雙殼油輪停靠在温哥華附近的本拿比煉油廠前。天然氣是該城市能源使用的關鍵組成部分。攝影師：Darryl Dyck/Bloomberg廢水是一種吸引人的能源來源，因為其供應穩定——温度也是如此。這意味着將其熱量傳遞給清潔水的泵可以在冬季運行，當供暖需求最高時。但具體來説，這一切是如何運作的呢？這到底是如何運作的？

首先，液體制冷劑通過蒸發器，變成氣體，然後被導入被廢水包圍的管道中。氣體吸收水的熱量，然後通過壓縮機運行，使其變得更熱——高達176°F（80°C）。熱氣體然後循環在包含清潔水的管道周圍。當這些水流經絕緣的分配管道到達個別建築物時，氣體會恢復成液體形式。儘管這些熱泵需要一些電力，但它們比鍋爐或電加熱器高出四倍的效率。在False Creek，這些泵從水電大壩獲取電力。

廢水熱能提取的做法已經在許多歐洲國家得到採納。瑞士在上世紀80年代就開始從污水中獲取熱能，德國公司Uhrig表示已經在德國和國外建造了100多個廢水熱項目，在德國和國外都有。在英國，這種方法已經成為一個“新興領域”，愛丁堡那皮爾大學的可再生能源專家安託萬·雷吉斯表示。吉利估計，英國每天42億加侖的廢水中藴含的能量可以為160萬户家庭提供空間供暖和熱水。

假溪污水熱回收系統。在温哥華，建築物佔温室氣體排放的57%。來源：温哥華市在加拿大西海岸的温哥華，人口68萬，建築物佔温室氣體排放的57%。假溪的系統是波普稱之為北美第一個應用原始污水熱回收的系統，在2010年冬季奧運會之前開始運行，為運動員住宅提供供暖。

當時，該系統為9棟建築供暖；如今，它為46棟建築提供服務，其中包括6000套住宅公寓。2022年，該社區71%的供暖能源來自可再生能源，污水熱是主要來源。

但假溪項目是為特定目的而建的。在現有開發項目中安裝必要的基礎設施可能成本過高。此外，從廢水中最大程度地回收能量通常在或接近水處理廠，那裏的流量最大。這些設施往往位於城市的郊區，這意味着加熱水需要更長的傳輸距離。

“即使是絕緣良好的管道每米也會有一定的熱量損失，因此您希望攜帶加熱水的管道盡可能短，”吉利奇説。但根據總部位於新西蘭的諮詢公司Applied Energy的主任尼克·米滕所説，每座城市下面都有流量足夠高以供應大型建築物甚至整個城市街區的地方。

在奧斯陸，可再生能源公司Hafslund Oslo Celsio正在利用一條主污水管道，據該公司稱，每小時有超過一百萬加侖的廢水通過。該項目每年為1.3萬套公寓提供供暖和熱水。

具有大量需求的特定點可以選擇進行局部廢水熱轉移 — 醫院、火車站、游泳池或大學校園。例如，在瑞典Rockhammar，紙廠廢水的餘熱被用來供暖一個工業規模的温室。

“你繪製廢水熱的流動，尋找大熱能用户所在的地方，然後尋找一些匹配點，” Meeten説。“幾乎每個城市都會找到一些，而且不用費太大勁。”

在奧斯陸，可再生能源公司Hafslund Oslo Celsio正在利用主污水管道為1.3萬户公寓提供熱和熱水。攝影師：Fredrik Solstad/Bloomberg廢水只是用來限制化石燃料使用的眾多策略之一。在倫敦的伊斯靈頓社區，當地政府表示，利用地鐵列車的電動機和制動器產生的能量為數百户住宅、一所學校和兩個娛樂中心提供供暖。生成的電力。巴西Curitiba的Sanepar公司將來自食品配送中心的廢水和有機廢棄物結合起來，產生生物氣體發電，然後饋送到電網中。

但更常見的廢熱回收涉及建築本身。通常，大型建築物的温暖空氣通過通風管道釋放到大氣中。但也可以將其熱量去除。瑞典公用事業公司Stockholm Exergi利用超市、溜冰場和數據中心的廢熱。“在我們進行機械工作或製冷的地方，我們也有多餘的熱量，”該公司的研發負責人Erik Dahlén説。與零售商和工業合作，稱為“開放式區域供熱”，還允許這些企業為提供的能源收費。

也許最明顯的廢熱來源是遍佈城市內外的大型數據中心。服務器釋放出大量多餘的熱量，可以被捕獲用來加熱水。

在大赫爾辛基，兩家微軟公司數據中心的多餘熱量將被轉移至超過250,000名客户，根據芬蘭能源公司Fortum的説法，它們最終將提供埃斯波、考尼艾寧和基爾科努米地區約40%的區域供暖需求，每年可節省約400,000公噸二氧化碳排放。

温哥華的False Creek開發項目攝影師：SeongJoon Cho/Bloomberg作為温哥華氣候緊急行動計劃的一部分，False Creek社區能源公用事業表示計劃到2030年實現全面可再生能源，其中70%的能源來自污水熱，每年可節省約7,000公噸温室氣體排放。

可以肯定的是，整個城市不太可能很快，甚至永遠不會被廢熱供暖。但為了減緩全球變暖的競賽，需要探索每一種選擇，康奈爾大學系統工程教授Semida Silveira表示。儘管在利用和擴展這種熱源方面存在挑戰，但投資於這項技術是有意義的，因為每一點幫助都很重要。

在污水處理方面，至少可以用來節省處理水的能源。“令人驚訝的是，更多的城市以前沒有更多地使用這種方法，” Silveira説。

微軟公司和布魯克菲爾德資產管理的綠色能源部門簽署了有史以來宣佈的最大企業清潔能源購買協議，這家科技巨頭正在加大對人工智能的投資。

布魯克菲爾德可再生合作伙伴將從2026年開始在美國和歐洲提供超過10.5吉瓦的可再生能源容量，根據週三的一份聲明。這相當於約10座核電站的容量，反映了數據中心和人工智能對電力的超高需求。