国际智库关注我国水资源利用与水生态文明建设

作者: 2017-07-03 14:45 来源:
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    3月,世界资源研究所(WRI)及兰德公司(RAND)分别以山东省的青岛市和济南市以及湖北省的襄阳市为例,发布了《城市水源选择的水-能源耦合分析:以青岛为例》[1]、《济南市水生态文明建设试点实施方案评估及改善建议》[2]和《污泥资源化的环境-能源-经济效益评估:以湖北省襄阳市鱼梁洲污泥甲烷捕获实践为例》[3]等研究报告,关注我国城市水资源利用、城市用水脆弱性评估及城市污水处理、污泥处置的可持续发展等问题。这些报告的主要内容包括3个方面。

一、海湾城市面临的水能挑战及水资源优化配置

世界资源研究所以海湾城市青岛为例,分析未来用水趋势、水系统潜在能耗、得出可供参考的结论,为决策制定者提供水资源优化配置建议,制定低碳供水策略。

1、未来主要可用水源及能耗分析:指出未来青岛用水主要分为5类,既本地地表水、本地地下水、外调水、淡化海水和再生水。利用制水能耗(含取水)以及碳排放进行预测,发现制水能耗强度和碳排放都呈现必然的增长趋势,但是利用非常规水资源补充本地水资源的不足,将是青岛保障水源安全,建设低碳城市的最佳选择。

2、水资源利用存在问题:未来生活用水增速及占比居首,但各区增速和驱动因素不一;外调水、污水再生利用、海水淡化等非常规资源开发,其水源配置将会影响水系统的能耗与碳排放。

3、水能可持续发展的优化措施:在水源规划中纳入碳核算和能源管理,降低城市水系统碳足迹,走低碳可持续发展;不同类型水源的配置不仅要考虑成本和保证率等因素,还应充分考虑用水类型、制水能耗与碳排放、环境生态健康风险等因素;建立分用户、分水源的精细化城市水资源管理,深化水价改革,继续强化节水管理。

二、水生态文明建设用水脆弱性评估

兰德公司采用水资源评估与规划(WEAP)软件平台开发了济南系统数学模拟模型的结构与校准方法。根据历史需求假设未来30年的需求的基线评估。采用情景设计方法,对未来情境中济南水资源系统面临的脆弱性进行评估并提出了应对策略。

1、脆弱性分析的模型结果显示:生活用水在面临高需求情景时具有最大的脆弱性;当引黄指标减少50%,工业用水出现脆弱性;受未来气候影响下农业用水表现为最大脆弱性;济南泉水在所有未来情境下都表现为脆弱性。

2、兰德公司提出的主要应对策略:中水回用以及改善单位生活用水量可以极大地减少生活用水脆弱性;提高小清河水质并采取有效的用水效率可以使工业用水需求的脆弱性得以解决;减少灌溉需求及输水渠道供给应对农业用水需求;地下水资源的管理在济南未来水资源系统中起到关键作用,推出泉域适应性地下水资源管理政策,减少出现低泉水出流量的月份;更广泛和有效地利用地表水资源满足各行业的水资源需求并减少地下水所面临的压力。

三、城市建设中废水-污泥-能源的3E评估

中国污水处理设施数量以及污水处理量的迅速增长带来了污泥产量的激增。世界资源研究所以湖北襄阳污泥处理的成功经验为例,建立“环境—能源—经济”(简称3E)效益综合评估框架,进行系统量化分析评估,以期为更多城市的建设和环境管理部门提供决策依据,为其他发展中国家污泥项目的规划、运营和投资提供可行借鉴。

世界资源研究所3E综合评估,得到以下结果:通过污染物的全消纳、资源的全回收和能源平衡,成功实现了污泥稳定化、无害化、减量化、资源化目标。氮、磷等营养物质被充分回收利用,最大程度上避免了水体污染;最终的固态产物作为生物炭土用于苗木种植和土壤修复,避免了固体废弃物的产生;实现了良好的能源回收和温室气体减排。政府与市场的共同支持可以有效解决污泥处置融资困境。实现政府与市场资源的结合,条件优惠的低息长期贷款(市场资源)不仅很好地满足了项目建设初期的投资需求,也降低了项目的金融成本;政府较高的补贴标准确保了项目的运营资金;形成较为完善的产品链,并实现了可承受的经济成本。                      (吴秀平)



[1] Water Energy Nexus in Urban Water Source Selection: A Case Study from Qingdao. http://www.wri.org/publication/water-energy-nexus-urban-water-source selection-case-study-qingdao

[2] Evaluation of the Jinan City Water Ecological Development Implementation Plan and Recommendations for Improvement. http://www.rand.org/pubs/research_reports/RR1682.html

[3] Sludge to Energy: An Environment-Energy-Economic Assessment of Methane Capture from Sludge in  Xiangyang City, Hubei Province. http://www.wri.org/publication/sludge-energy-environment-energy-economic-assessment-methane-capture-sludge-xiangyang

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