冷門知識(shí)，城市排水系統(tǒng)碳排放解析

時(shí)間：2025-10-27 10:30:42 作者：GBWindows 來源：行業(yè)網(wǎng)站閱讀：754

內(nèi)容摘要：降雨增多導(dǎo)致城市內(nèi)澇，增加城市排水系統(tǒng)碳排放。今天就對這一方面進(jìn)行相關(guān)探究，主要包含以下幾個(gè)板塊內(nèi)容：排水系統(tǒng)碳排放來源、排水系統(tǒng)碳排放核算方法、城市雨水系統(tǒng)優(yōu)化路徑、雨水與可再生能源的協(xié)同發(fā)展。一、排水系統(tǒng)碳排放來源傳統(tǒng)的城市排水系統(tǒng)在全生命周期中都產(chǎn)生顯著碳排放，具體如下：建設(shè)期：材料生產(chǎn)、運(yùn)輸和施工是主要碳排放來...

降雨增多導(dǎo)致城市內(nèi)澇，增加城市排水系統(tǒng)碳排放。今天就對這一方面進(jìn)行相關(guān)探究，主要包含以下幾個(gè)板塊內(nèi)容：排水系統(tǒng)碳排放來源、排水系統(tǒng)碳排放核算方法、城市雨水系統(tǒng)優(yōu)化路徑、雨水與可再生能源的協(xié)同發(fā)展。

一、排水系統(tǒng)碳排放來源

傳統(tǒng)的城市排水系統(tǒng)在全生命周期中都產(chǎn)生顯著碳排放，具體如下：

建設(shè)期：材料生產(chǎn)、運(yùn)輸和施工是主要碳排放來源，其中生產(chǎn)環(huán)節(jié)占比高達(dá)92%；

運(yùn)行期：泵站能耗和藥劑使用是排放的關(guān)鍵。其中泵站能耗比較好理解——利用水泵抽水、排水嘛，其產(chǎn)生的排放表示方法例如雨水泵站每立方米泵送水排放0.37-1.40KgCO?。

藥劑主要體現(xiàn)在污水處理方面，比如去除水中的懸浮固體和膠體物質(zhì)、去除營養(yǎng)物質(zhì)防止水體富營養(yǎng)化、消菌殺毒，保障公共衛(wèi)生安全以及調(diào)劑PH值等。藥劑產(chǎn)生碳排放主要體現(xiàn)在生產(chǎn)藥劑時(shí)產(chǎn)生的高能耗排放，以及部分藥劑在使用過程中化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的溫室氣體，比如氧化亞氮。

拆除期：設(shè)施拆除和重建產(chǎn)生的隱含碳排放。

二、排水系統(tǒng)碳排放核算方法

目前排水系統(tǒng)碳排放核算方法可參照全生命周期法和排放因子法。

1.全生命周期法

中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)發(fā)布的《城鎮(zhèn)水務(wù)系統(tǒng)碳核算與減排路徑技術(shù)指南》采用全生命周期法，將雨水系統(tǒng)分為三個(gè)階段：

規(guī)劃建設(shè)階段：材料生產(chǎn)(占95%以上)、運(yùn)輸和施工過程中的碳排放。

運(yùn)行維護(hù)階段：設(shè)施運(yùn)行直接產(chǎn)生的溫室氣體排放和間接能耗排放。

資產(chǎn)重置與拆除階段：設(shè)施拆除和重建產(chǎn)生的隱含碳排放。

2.排放因子法

排放因子法是最常用的方法，其優(yōu)勢在于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)較多、核算過程方便、結(jié)果總體可靠。主要核算公式包括：

材料生產(chǎn)碳排放 = 材料用量 × 單位材料碳排放因子

運(yùn)行能耗碳排放 = 能耗量 × 電網(wǎng)碳排放因子

(注：中國電網(wǎng)碳排放因子為0.581KgCO?/kWh)

直接排放 = 排放量 × 全球變暖潛勢(GWP)系數(shù)

(注：直接排放是指處理過程中產(chǎn)生的CH?、N?O等溫室氣體)

三、城市雨水系統(tǒng)優(yōu)化路徑

排水設(shè)施可以分為兩類：灰色設(shè)施和綠色設(shè)施?；疑O(shè)施主要為混凝土管道和混凝土蓄水池；綠色設(shè)施為雨水花園和生物滯留區(qū)。研究表明：鋼筋混凝土調(diào)蓄池建設(shè)期碳排放強(qiáng)度是綠色調(diào)蓄設(shè)施濕塘的59倍。面對降雨增多這一氣候問題，城市雨水系統(tǒng)的低碳化尤為重要，其核心路徑如下：

1.源頭減排設(shè)施優(yōu)化

源頭減排設(shè)施是雨水系統(tǒng)低碳優(yōu)化的核心，主要通過如下方式進(jìn)行優(yōu)化：

綠色屋頂：通過植物固碳和降低建筑能耗，年碳減排量可達(dá)27.6萬噸。

透水鋪裝：采用透水混凝土(碳排放強(qiáng)度低于普通混凝土)減少徑流，同時(shí)降低市政用水需求。

雨水收集系統(tǒng)：收集雨水用于非生活用水(如灌溉、沖廁)，減少自來水消耗。

2.中途轉(zhuǎn)輸設(shè)施低碳化

中途轉(zhuǎn)輸設(shè)施的低碳化改造包括：

智能泵站：采用高效水泵和智能控制系統(tǒng)，降低能耗。

分布式處理：減少長距離輸送，降低管網(wǎng)能耗。

多能互補(bǔ)系統(tǒng)：結(jié)合雨水發(fā)電與太陽能、風(fēng)能等可再生能源。

3.末端調(diào)蓄設(shè)施創(chuàng)新

末端調(diào)蓄設(shè)施的低碳創(chuàng)新方向：

生態(tài)調(diào)蓄池：結(jié)合濕地和植被，既實(shí)現(xiàn)調(diào)蓄功能又發(fā)揮固碳作用。

再生材料應(yīng)用：采用再生混凝土等低碳建材，降低建設(shè)期碳排放。

雨水發(fā)電系統(tǒng)：利用雨水重力勢能發(fā)電，如墨西哥城Pluvia系統(tǒng)，將雨水過濾凈化與發(fā)電相結(jié)合。

四、雨水與可再生能源的協(xié)同發(fā)展

1.雨水清潔光伏板

降雨可自然清潔光伏板表面灰塵，提升發(fā)電效率：

自然清潔效應(yīng)：干凈的光伏板發(fā)電效率能提升10%-20%，雨后初晴時(shí)效果尤為顯著。

智能清潔系統(tǒng)：結(jié)合雨水收集系統(tǒng)，開發(fā)智能清潔裝置，如廣西電力設(shè)計(jì)研究院的"高速公路邊坡光伏集水排水清潔一體化裝置"，實(shí)現(xiàn)雨水收集與光伏板自動(dòng)清潔。

2.雨水驅(qū)動(dòng)的分布式能源

主要是利用雨水重力勢能進(jìn)行發(fā)電：

微型渦輪機(jī)系統(tǒng)：在建筑排水管道中安裝微型渦輪機(jī)，將雨水重力勢能轉(zhuǎn)化為電能。

屋頂雨水發(fā)電站：設(shè)計(jì)高效屋頂雨水發(fā)電系統(tǒng)，如澳大利亞案例顯示優(yōu)化設(shè)計(jì)可使微水電發(fā)電頻率提升至60%。

社區(qū)級(jí)雨水能源站：結(jié)合海綿城市理念，建設(shè)社區(qū)級(jí)雨水能源站，為周邊建筑供電。

此外，還可以開發(fā)道路雨水收集系統(tǒng)，利用城市道路雨水徑流，建設(shè)小型水電站；利用降雨預(yù)測技術(shù)，搭建智能預(yù)測系統(tǒng)，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)和降雨模型，預(yù)測未來降雨量，優(yōu)化水電站運(yùn)行和水庫調(diào)度。

未來，隨著氣候變化加劇，降雨模式將進(jìn)一步變化，城市需要更加注重降水管理與雙碳工作的協(xié)同。通過制定專項(xiàng)碳核算方法學(xué)、建立經(jīng)濟(jì)激勵(lì)機(jī)制、完善跨部門協(xié)作機(jī)制和強(qiáng)化技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用，城市可有效利用降水實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，為應(yīng)對氣候變化做出積極貢獻(xiàn)。

來源：豫碳先鋒

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