国内最大的污水处理厂分布式光伏发电项目即将并网发电啦！
北极星水处理网获悉，5月30日，国内一次性建成的规模最大的污水处理厂——武汉北湖污水处理厂最后一块光伏板悬挂完毕。从3月23日第一块光伏板正式“上线”到5月30日全部安装完成，历经两过多月的施工，这个总面积约18.5万平方米的巨型“太阳帽”终于建成。
据悉，该光伏电站每年可提供绿色清洁电能总量约2200万千瓦时，全部用于厂区生产用电，每年将可节约发电燃煤约0.8万吨，相当于减排约2万吨二氧化碳。预计下月中旬并网发电。
据了解，北湖污水处理厂光伏发电站暂无储电功能，即发即用。所有光伏板都被安装在露天，工作人员已做好应对雷击、冰雹等极端天气的充分准备，确保安全万无一失。
01 克服困难，污水处理厂+光伏组合“真香”了！
曾几何时，污水处理厂分布式光伏项目因为“水池横跨长、地下管线多、障碍物高、施工困难”等问题未能大规模落地。
事实上，污水厂分布式光伏项目在施工过程中确实存在着一定困难。北湖污水处理厂光伏发电站工作人员也坦陈，在施工过程中，并非都是一帆风顺的，他们曾在施工过程中遭遇8、9级大风，项目团队未雨绸缪，连夜施工加装稳定系统，给光伏板做好加固等防范应对工作，最终，安稳地度过了这一“大风大雨”之时。
除此之外，北湖污水处理厂内大型处理池较多，仅二次沉淀池直径就达59.3米，为目前全国预应力钢索光伏支架体系的最大单跨跨度。池面大跨度铺设光伏板也成为了此项目的难点之一。据介绍，该项目采用钢结构与预应力钢索系统组合支架结构，通过对钢索施加预应力使得其获得刚度，并通过纵向稳定系统将各行连成一个整体，共同抵御风振影响。
对于污水厂光伏电站施工方面的困难，中机国能浙江工程有限公司也曾表示：“事实上，一般污水处理厂的水池直径大约在40～50米左右，各种污水、污泥、给排水、电缆管道等多而密集，且实际管线位置或与图纸上有偏差，二沉池集配水井及污泥泵房、回流及剩余污泥泵房地面以上高度约10m，这些问题对整个项目的施工难度挑战几乎是几何级的提升。”
而现在，为什么越来越多的污水处理厂开始与分布式光伏相结合，并且“真香”了呢？其主要原因还在于政策的驱使以及技术的进步、光伏发电成本的降低。
政策层面上来说，国家开始鼓励光伏在污水处理厂这一场景应用。
2020年4月，国家5部委出台文件，鼓励污水处理企业综合利用场地空间，采用“自发自用、余量上网”模式建设光伏发电项目。
2021年11月，浙江省能源局正式印发了全国首个针对整县推进分布式光伏开发试点工作的省级实施工作导则。文件明确，对现有污水厂和自来水厂的光伏安装比例要求90%以上，成为分布式光伏开发重点工作之一。
与此同时，“双碳”目标下，作为耗能大户的污水处理厂的节能降耗也被提上日程。为了提高污水处理效率及水质，越来越多的污水厂开始探索光伏发电的模式。
从技术层面上来说，越来越多企业从材料方面升级，克服施工方面的困难。
如湖南省第一个污水处理厂大型光伏发电项目——长善垸污水处理厂光伏电站采用新型“钢结构+预应力钢索”光伏支架形式。成功解决了污水处理池跨度大建设成本高、钢架易腐锈等难题，与传统钢架结构方案相比，新型支架具有用钢量少、跨度大、造价低、施工周期短等特点。钢结构及钢索都采用热镀锌工艺处理，满足在污水厂高腐蚀条件下支架25年以上防腐要求。
而随着光伏发电成本持续降低，加之污水处理厂的主要处理单元，如初沉池、曝气池、二沉池拥有较大的表面空间，厂区内的绿化地带和办公建筑屋顶也能安装光伏电池组件，因此具备在污水处理厂实施光伏发电系统的基本硬件条件。
光伏发电会受到天气、昼夜、季节等影响，无法实现全年全天候全时发电。但在晴朗天气的白天，水厂可以利用光伏系统发电自用，实现降本增效。在夜间和阴雨天气则仍然要依靠市政电网保障供电。
光伏发电在白天负荷高峰时期采用“自发自用”的方式，光伏电站所有发电量直接被污水处理厂的用电负荷所消纳，一方面减少对电网的电能质量影响，减少并网发电向电网馈送电能时与电力运行公司发生的业务纠纷，另一方面可以充分利用国家对新能源分布式发电的政策补贴，降低电力成本。
诸多方面的因素叠加，污水处理厂已然成为光伏发电的一大应用场景，二者携手逐渐走向各地。
02 遍地开花，污水处理厂+光伏项目逐步落地
减污降碳协同增效目标下，行业龙头们在污水处理厂+光伏领域已经纷纷出动，污水处理厂+分布式光伏呈现遍地开花之势。
三峡集团主导的长江大保护项目与光伏项目多次合体：芜湖市朱家桥污水处理厂分布式光伏项目一期工程已于2020年9月并网；芜湖市城东污水处理厂分布式光伏项目于2021年9月开始发电；芜湖市三山区的高安污水处理厂于2021年11月上旬正式并网发电，其余规划中的4座污水厂分布式光伏项目将陆续投入运营。芜湖市这7座污水厂分布式光伏项目规划总装机容量约2万千瓦，预计建成后平均每年可为电网提供约2300万千瓦时清洁电能，相较于火电每年可节约标煤0.72万吨，减少排放二氧化硫约0.07万吨，二氧化碳约1.97万吨。
北控水务宜兴市污水处理厂分布式光伏发电项目，覆盖宜兴市城市污水处理厂等8个污水处理厂。项目在污水处理厂污水池、沉淀池、絮凝池、办公楼屋面等位置建设光伏电站，采取“自发自用，余电上网”模式，有效节省土地资源，助力节能减排目标达成。
已经成功运营王小郢污水厂这个超级光伏电站的节能国祯曾在投资者互动平台表示，公司在安徽、华东、华南、华中、西北、华北等地区的污水处理项目大部分具备添加分布式光伏项目条件。
首创环保表示，目前公司在合肥、铜陵等区域的部分项目公司，利用建筑物、构筑物的顶面和厂区空地铺设太阳能光伏板，应用光伏发电，取代部分传统电厂发电。
光大水务积极围绕“减污降碳”进行研学、探索和试点工作，并于2021年推出“厂内光伏”试点项目——依托污水处理和光伏发电设施，打出了一套“减污降碳”组合拳，助力公司的“绿色低碳”可持续发展之路。其山东淄博的污水处理项目光伏设施已于2021年8月并网发电，预计发电量可满足项目厂区用电的9%；继淄博厂的“厂内光伏”试点项目之后，光大水务亦于天津北塘污水处理厂搭建了厂内光伏设施，占地面积约6万平方米，装机容量为5.74MWp，光伏发电系统采用自发自用余电上网模式，预计年发电量680万千瓦时，可满足厂区总用电量的10-20%。
中原环保在旗下具备条件的马头岗污水处理厂、五龙口污水处理厂等10家污水处理厂开展“水务+光伏”分布式电站项目，由控股子公司河南晟融新能源科技有限公司具体实施。
随着对减污降碳要求的逐步提高，除了污水+光伏二合一的模式之外，三合一项目、四合一的升级款也多有出现。
日前，华东勘测设计研究院EPC总承包的仙居县污水处理二期工程荣获2020—2021年度国家优质工程奖。这座新概念式的污水处理厂集污水处理、湿地公园、光伏发电于一体，在服务污水处理需求的同时，为居民提供了一座科普教育、休闲游览的亲水公园，为高质量绿色发展提供生动实践。
日前，聊城市水务污水处理有限公司2.13MW分布式光伏发电项目开工，该项目拟利用水源热泵技术回收污水中的热能和有机物能量等，实现综合能源利用，开创了全省污水处理厂+光伏+综合能源应用的先河。
6月6日，国内首个市内风光水多能互补尾水发电站一期示范项目在武汉成功发电。该项目由东湖高新集团、国网武汉供电公司和武汉大学协同研发建设，能够将污水处理厂尾水进行水力发电，再配置分布式光伏电站和风力发电，三种发电形式多能互补，产生源源不断的绿电。
03 前景广阔，但也不可能盲目上马
目前看来，污水处理厂+光伏模式已然具备广阔的前景，但切忌也不可盲目上马。毕竟，项目是一个长期运营的过程，其存在着基础建设和安装成本高、对建筑器材的防腐蚀要求高及光伏组件质量等不确定因素，需要有针对性地提出解决方案。
以上海环境的竹园第一污水厂光伏发电一期项目为例，其运营期存在高空清洗作业难度大、发电效率逐年递减的技术难点。
针对此，上海环境计划采用自动清洗机器人技术，在提升运维效率的同时，可再提高约10%的年发电量。项目还将辅以充电桩、储能装置、智慧照明及小型科普基地等综合智慧能源系统建设，通过EMC能源梳理、数据统计分析及过程优化，进一步提升竹园一厂的能耗管理智慧化水平，实现精细化能源管理，实现节能降耗。
另外，受天气、昼夜、季节等影响，为了更好地节能降耗，降低成本，还需要在全国日照条件较好地区推广实施，不是说所有地区都能“依葫芦画瓢”。
