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在国家“双碳”战略目标下，净水厂作为城市基础设施中的重点能耗单元，正面临紧迫的减排任务与转型挑战，也对我院设计的技术理念创新提出了新要求，函需我们在设计中开展重点研究与分析，力争通过工程实践形成专属技术优势.
适逢我院营口供水项目开展“零碳”设计，提出以下思路，供大家参考：
1、关于零碳（碳中和）概念
中国科学院大气物理研究所将碳中和定义为：国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的CO.或其他温室气体排放总量，通过节能减排、植树造林等方式实现抵消，完成正负抵消后即可达到相对“零排放”.
基于上述定义，可将净水厂碳中和明确为：当净水厂的碳抵消比例≥100%、实现相对零排放时，即可认定水厂达成碳中和目标；为便于量化评估，定义中的“一定时间”明确限定为净水厂的运营周期.
2、净水厂零碳（碳中和）的特点和措施分析
当前零碳（碳中和）理念已在污水处理厂领域大力推广，相关技术方案也已基本成熟.污水处理厂的碳排放分为直接排放与间接排放两类：直接排放主要产生于生物处理过程，该过程排放的温室气体全球变暖潜能值（GWP）更高，是污水厂碳排放的主要来源：间接排放
则主要来自电耗、药耗及其他环节.而净水厂的碳排放特征与污水处理厂存在显著差异：净水厂直接碳排放极少，几乎可以忽略，间接排放占比高达99%以上，核心来源为电耗与药耗.
由于净水厂与污水厂的碳排放类型存在明显区别，二者的碳减排方向也各不相同.结合污水厂的碳排放特点，其碳中和措施可归为三类：一是通过节能降耗实现源头减排：二是回收能源，补充替代绿色能源：三是通过生态固碳抵消碳排放.
下图结合国内水务行业的成熟经验，梳理列出了污水厂碳中和措施体系：
图1污水厂碳中和措施
针对净水厂的碳排放特点，其零碳（碳中和）措施可归为四类：一是节能降耗：二是过程减排与碳汇建设；三是绿色能源开发：四是碳抵消与技术创新.
下图结合国内同行业实践经验，梳理列出了净水厂碳中和措施体系：
图2净水厂碳中和措施图
相较于污水厂，净水厂受自身工艺特点与资源条件限制，水处理过程中的能源与资源回收空间有限：同时，区域电力碳排放系数会直接影响清洁能源发电的碳抵消效果，需要结合项目所在地的电力碳排放系数单独测算，如果清洁能源可抵消的碳排放量偏低，会进一步提升碳中和的实施难度与成本.
因此，相较于污水处理厂，净水厂在推进碳中和的过程中，普遍存在碳排放强度设计偏高、内部潜力挖掘不足、方案系统性不足三类问题，一定程度上制约了净水厂碳中和的推进效率与可持续性：
（1）碳排放强度设计偏高.尤其是净水厂送水泵的高电耗导致碳抵消任务繁重，目标难以实现：
（2）供水系统内部潜力挖掘不足.未能充分开发供水系统的内部降碳空间，也未充分挖掘内部绿色能源资源：
（3）方案系统性不足.设计中容易忽略对原水系统、配水管网的整体考量，尚未形成系统性降碳方案.
3、碳中和净水厂实施路径设计
针对上述净水厂实现碳中和的难点与现存主要问题，参考国内同行业的先进经验，本文提出“系统筹划、绿建新能源为主、工艺协同降碳”三大设计原则，共同构建碳中和净水厂的设计技术措施框架.
系统筹划：打破传统“重厂区、轻系统”的设计思维，将原水、净水厂、配水管网视为一个整体，统筹实现供水系统整体碳中和目标.在水厂的规划设计阶段，就提前兼顾低碳运行要求，强调从规划设计源头控制碳排放.例如可将输水系统、配水系统设计为重力流，大幅降低电耗：针对泵送流系统，则可通过优化调度、提升泵组效率、优化制水工艺为绿色工艺等方式降低电耗.
绿建新能源为主：积极借鉴零碳建筑理念开展绿色建筑设计，同时配套应用太阳能光伏、新型低碳采暖等降碳措施.
工艺协同降碳：在供水系统的物理边界内挖掘降碳潜力，强调充分挖掘挖掘供水系统内部潜力，降低能耗，减少对外部碳抵消措施的依赖.
综上，净水厂往往受客观条件限制，不一定能实现真正的零碳（碳中和），只能通过“减碳、换碳”的路径推进，在低碳方向最大化实现碳中和目标.
“减碳”的核心措施为重力流输配优质原水低药耗工艺，目标是降低碳排放强度.
“换碳”的核心措施为富余水头发电厂区分布式光伏，采用碳排放系数低的方案进行替代，以清洁电力置换外购电力.
4、南方某零碳（碳中和）水厂案例介绍
粤海水务大罗水厂位于广东省梅州市丰顺县，原水水质可达工类，采用网格絮凝平流沉淀V型滤池水处理工艺.水厂于2023年正式碳中和水厂.
该厂的零碳实施措施列举如下：
（1）低碳系统设计.设计阶段以“低碳为先”为核心原则，通过优化水厂选址，原水与自来水均采用无动力的重力流输配模式，在实现全流程重力流输送的同时，积极开发利用富余水头，最大限度降低供水系统电耗；同时依托优质原水条件，大幅降低制水药耗，絮凝剂PAC与消毒剂次氯酸钠的用量均显著减少.
（2）水力发电.在重力流输配的基础上，提升原水管末端水压，利用原水45m的富余水头，设计安装功率250kW的水力发电机组，所发电量优先供给厂区生产使用，为厂区补充清洁电力，有效替代外购电，抵消间接碳排放.
（3）光伏发电.水厂充分利用厂区空间资源布设分布式光伏，总面积达4844.5m，总装机容量587.19kW，采用“自发自用，余电上网”模式，年均发电量可达64.8万kWh，可有效补充清洁电力.
（4）智慧管控.研发应用智能加药系统，实现药剂配制、输送和投加全流程的减排降碳；对供水管网开展压力分区管理，对重力流配水压力进行动态调控，减少管网漏损：采用远程数智化运维，实现少人值守，从多维度提升运营效能.
