哥本哈根港帆影綽綽,湛藍的海水上,不時有白天鵝優雅地游弋,讓人想起丹麥著名童話作家安徒生筆下《丑小鴨》的故事。過去40年,丹麥的水也經歷了從“丑小鴨”到“白天鵝”的蛻變。
“上世紀70年代,丹麥遇到許多水問題,包括用水太多、水污染等。”當地時間8月27日,在丹麥環境與食品部五樓會議室,丹麥環境署水資源特別顧問馬茲比爾格(kim madsbjerg)告訴第一財經記者,窗外所見哥本哈根港的海水,現在人們可以暢泳其中,而30年前這里水污染嚴重,人們很少直接去游水。
馬茲比爾格表示,從1990年到2015年,丹麥經濟一直增長,人均水資源消耗卻在持續降低,關鍵在于水資源節約沒有影響經濟成長,政府通過政策驅動“水創新”,基礎設施建設有了回報。
隨著水處理創新技術的應用,丹麥2015年水行業消耗的社會電力占比僅為1.9%,低于全球4%的水平。丹麥計劃到2040年水行業消耗的社會電力占比降為0,其產生的能源與消耗的能源抵消。換句話說,即“零能耗”。
如今,這個童話王國的治水經驗正在輸入到中國,它背后有什么秘訣呢?
控制污染源:醫院污水凈化可養魚
在哥本哈根大區(注:大區相當于中國的省份)的赫勒福(herlev)醫院旁邊,有一座占地500平方米的小型污水處理廠,它就地處理這家當地第二大醫院的污水,經過四個步驟的處理,凈化后的水可以養魚,大部分排入附近的小河中。
負責赫勒福醫院污水處理廠項目的格蘭富公司市政業務總監雅各布(jakob)告訴第一財經記者,2012年~2014年,這個污水處理廠建設測試;2016年正式投入使用,目前一年可以處理15萬立方米的醫院污水。
雅各布拿出一瓶咖啡色的水。這是醫院出來的污水樣本,含有大量的抗生素和藥物殘留。在這個廠里,經過第一步大顆粒過濾、第二步處理塔化學處理、第三步陶瓷膜過濾細菌,第四步臭氧和活性炭的凈化。在出水處,雅各布舀起一杯水,清澈透明,沒有氣味。旁邊一個水族箱里,金魚正在凈化后的水中嬉戲。
最終凈化后的水,其中10%與分流收集的雨水一起,輸入到醫院的冷卻塔,實現廢水循環利用;余下大部分直接排放到附近的小河里。在此過程中,凈化水中剩余的熱量會輸入到醫院供暖系統。
這帶來了多重好處。雅各布說,一是有效處理醫院污水中的有害物質,把其中的抗生素、藥物殘留和病菌全部清除掉;二是節約成本,醫院污水如果排入市政管網,污水處理費為每立方米(即1000升)3歐元,折合約24元人民幣,就地由醫院污水處理廠處理的成本可降低25%,而且由于循環利用,每立方米污水處理還帶來2歐元的收益;三是有助于環境改善,附近的小河枯水期缺水,醫院污水凈化后排入河中,有利于周圍生物生長;此外,通過監測醫院污水中的病菌和藥物成分,可以向醫院發出病菌傳染、抗生素使用過量等預警,提前做好防范措施。
這個污水處理廠無人值守,只需醫院派一個人操作,且一天只需工作2個小時。因為水質凈化的數據通過電腦信息系統,會反饋到格蘭富公司,由專業的工程技術人員在網上進行監控。
哥本哈根大區正在積極推廣這樣的無人值守醫院污水處理廠,計劃未來在10~15家醫院建設類似的污水處理廠。
此外,項目投資采取的是政府、企業多方合作的ppp(政府和社會資本合作)模式。赫勒福醫院污水處理廠投資額為450萬歐元(約合3565萬元人民幣),其中哥本哈根大區政府出資150萬歐元、技術支持方格蘭富公司出資150萬歐元,余下資金由哥本哈根市政局提供,而一家污水監測的技術公司也是項目參與方。
“很多國家認為污水處理成本貴,但在我看來,廢水都是資源。廢水可以變為沼氣,發電用于水泵運轉。” 馬茲比爾格說,丹麥水資源充足,關鍵是如何防止污染。
作為農牧業大國,丹麥對防止水污染巨細靡遺。許多奶牛廠也有污水處理設施,處理后的“中水”可再次使用。在丹麥屠宰一頭豬,1997年需近700升水,2008年用水量降至約200升,也得益于水的凈化及循環利用。此外,防止農藥殘留污染水體、防止水井旁雜質污染地下水,也是監管重點。
從1995年到2007年,農藥、重金屬等有害物質在丹麥水體中的含量明顯減少,現在人們可以直接在河流、湖泊和海里游泳。
水價倒逼:用水量下降和技術創新
水是生活中重要的資源,也是重要的商品。過去30年,丹麥水價上漲幅度大大高于物價漲幅。經濟杠桿背后,政府、企業與學校結成創新伙伴,不斷推動水處理技術的創新進步。
據馬茲比爾格介紹,丹麥每個家庭都安裝了智能水表,可以通過監測提醒人們減少用水量;同時,從水廠到用戶的輸水過程中,減少“跑冒漏滴”也是一個重點。過去30年,通過水泵等技術創新,丹麥減少了40%的水泄漏。目前丹麥只有8%的水漏損率,其中哥本哈根的水漏損率更低至5%。而中國有的城市水漏損率高達20%~30%。
1990年以來,丹麥的水價的上漲幅度明顯高于物價漲幅:如果說物價上漲了20%,那么水價則上漲了40%。馬茲比爾格解釋說,水價快速上升,原因是其中包含了飲用水價格、飲用水增值稅、污水處理成本等,其中污水處理成本在水價構成中的占比高達51.9%。
8月29日,第一財經記者來到丹麥第二大城市奧胡斯,參觀了奧胡斯水務集團旗下的truelsbjerg無人值守自來水廠。這座占地1200平方米的水廠,坐落在一片原始森林旁。它從森林里的8口井抽取地下水,并加工為自來水,供應給周圍的4萬居民。奧胡斯水務集團總工程師佩德森(flemming fogh pedersen)介紹說,奧胡斯水務集團有8個這樣的水廠,水源來自90口井,并向27.5萬居民供水。
記者步入森林深處,看見這里有一個水井房,里面的格蘭富潛水泵把地下水抽取出來輸送給水廠。由于水源干凈,只需經過輸入氧氣讓金屬沉淀以及沙子過濾兩個環節,自來水便已達到飲用水標準。
佩德森說,目前奧胡斯的水價為每立方米46.41丹麥克朗(約合50元人民幣/噸),水價構成包括自來水的生產成本、增值稅、污水處理成本等。水廠依靠其中的增值稅部分運作,政府不給補貼,而且要求水廠每年將成本降低2%。
高昂的水價,使居民用水量和水的漏損率逐年下降。目前,奧胡斯市居民每天每人的水消耗量已降至99升,即每人每月用水量為3噸(即3000升)。而通過技術創新,這里的水漏損率已從1977年的10%,降至2017年的5%。
治水“北歐模式”輸入到中國
如何形成水資源的良性循環,馬茲比爾格說,“這需要政府、商業機構、大學一起溝通探討有什么新技術、新模式,一起推動水問題的解決”。
丹麥政府每年有1000萬~1500萬歐元提供給企業和大學,尋找水資源的創新解決方案。目前,丹麥每百萬居民的水處理技術專利數在全球排名第一,達到每年20個。“丹麥政府在投入資助研發資金的同時,也向企業提出要求,如有多大的商業效果轉化、有多少產品可以出口。這樣,項目成功之后企業也能從中獲利。” 馬茲比爾格表示。
一個例子就是,在丹麥比隆市的一家生物提煉廠,已經實現了零能耗。它利用污水的沉積物,變為沼氣,來換成電能。所產生的電能已經可以抵消它消耗的電能。
丹麥已有5座這樣的零能耗生物提煉廠,丹麥環保署還在國內積極推廣這種模式。而且,這種零能源的生物提煉廠模式也輸出到其他國家,在韓國已設立了兩座。
丹麥水處理行業正向全面“零能耗”進軍。馬茲比爾格說,目前全球有4%的電能用于水處理行業,預計到2040年這一比例仍維持在4%。2015年,丹麥有1.9%的電能用于水供應、水處理,受益于技術創新,預計到2040年這一比例降為0。
馬茲比爾格說,中國也在發展智慧水務,中國與丹麥之間有許多合作項目。 他介紹道,近年丹麥環保大臣每年都會訪問中國,并拜訪中國水利部、生態環境部(原環境保護部),雙方的合作非常多。比如,幫助中國解決水漏損的問題,丹麥環保部攜手丹麥具有領先技術的水泵、水表企業一起,推進相關項目,目標是推動中國在供水效率、能源節約方面也達到世界水平。
上文提到的丹麥無人值守的醫院污水處理廠,也即將首次引入中國,落戶在廣東省肇慶市鼎湖區的一家醫院。技術提供方格蘭富中國公司副總裁張小巖向第一財經記者透露,目前該項目正在敲定具體的設計方案。
中國駐丹麥大使館科技參贊彭斯震告訴第一財經記者,丹麥只有500多萬人口,國土面積4萬多平方公里,但環保目標很清晰,計劃到2050年實現零排放,而且依靠科技創新、結合市場機制,不斷推進目標落地。40年來,丹麥的經濟增長了80%,能源消耗量基本保持平衡;因風力發電等新能源占比提高,二氧化碳排放量卻減少了。丹麥找到了能源消耗與經濟發展脫鉤的方法,被稱為“北歐模式”,這種可持續發展的模式值得中國借鑒。
來源:一財網
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