艺康观点丨2030年前碳达峰，工业水处理迎来一个多大的新市场？

双碳目标的顶层设计出台后，节能降耗市场正在发生一些变化。10月24日，双碳目标的顶层设计方案——《中共中央国务院关于完整准确全面

双碳目标的顶层设计出台后，节能降耗市场正在发生一些变化。

10月24日，双碳目标的顶层设计方案——《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》发布。2天后（10月26日），国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》（下称《方案》）发布。

“这对我们确实是一个非常重大的战略机遇，我们要思考怎样和中国的双碳目标更好、更紧密地结合起来。”艺康集团高级副总裁兼工业事业群大中华区总经理潘世昆说，这也会推动各行各业天天琢磨怎样减少能耗，如何优化单位产值的能耗，进而激发更多智能化生产、先进生产装置的创新。“包括水处理行业怎样优化换热效率、降低设施耗能，都会成为很大的话题。”

对工业企业来说，节能并不是一个新鲜的话题。但在双碳目标下，投入产出的计算公式正在发生变化，也为更多的突破性新技术、优化方案提供了更大的使用空间。

1923年在美国成立的艺康集团（纽交所代码：ECL），是全球水、卫生和感染控制等服务领域的领跑者，2020财年年报显示营收达118亿美元。2011年并入艺康集团的纳尔科，是水处理和工艺技术领域的全球领导者。

水处理的节能降碳潜力

聚焦2030年前碳达峰目标，《方案》对中国推进碳达峰工作作出总体部署：到2030年，非化石能源消费比重达到25%左右，单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降65%以上，顺利实现2030年前碳达峰目标。

为实现上述目标，《方案》提出重点实施“碳达峰十大行动”，其中之一，就是“工业领域碳达峰行动”。

工业是产生碳排放的主要领域之一，对全国整体实现碳达峰具有重要影响。《方案》提出，工业领域要加快绿色低碳转型和高质量发展，力争率先实现碳达峰。其中特别提出推动钢铁、有色金属、建材、石化化工行业碳达峰。

以钢铁行业为例，作为能源消耗高密集型行业，钢铁行业是工业制造业31个门类中碳排放量的大户，占全国碳排放总量15%左右。

冶金工业规划研究院党委书记、总工程师李新创前曾表示，钢铁行业的碳达峰目标已初步定为：2025年前，钢铁行业实现碳排放达峰；到2030年，钢铁行业碳排放量较峰值降低30%，预计将实现碳减排量4.2亿吨。不过，他也表示，目前我国大多数钢铁企业还处于低碳发展初级阶段，实现这一目标还是有很大的挑战。

为推动钢铁行业碳达峰，《方案》提出，推广先进适用技术，深挖节能降碳潜力。

水处理能在其中做什么？

水处理能在其中做什么？

潘世昆解释说，从原理上来讲，高耗水行业与能效管理的关系，主要体现在三方面，

一是企业需要大量能源用于取水、送水、排水。比如取水后，要再通过复杂的管路把水送到需要的地方比如冷却塔，之后再送去做废水处理。

“这其中就有优化空间。如果原来工厂用1万吨水，现在减少到7000吨的话，就节省了运送处理3000吨水的能源消耗。”潘世昆说。

二是在工业领域，水最大的用途是做热交换的介质。一般是通过锅炉和冷却循环水或冰机实现的。这个过程中，怎样通过好的水管理提高换热效率，减少无效热交换，从而实现节能，也有巨大的空间。

三是越来越多的行业有用水的总量控制指标。一旦总量指标超限，企业就会加强废水回用。但目前回用最常用的技术路线“双膜法”，是一个非常耗电的过程，也就是用电来换水。

潘世昆说，通常废水回用项目的成本里，日常运行费用中有近一半都是能源费用。另外，一些特殊的行业比如造纸，由于废水里的木质素特别容易堵住反渗透膜，导致它无法正常运行，所以一些造纸厂的回用系统花了很多钱，但实际上没法真正运行起来。

虽然不同的行业或者企业里，水对能耗、能效的影响很难有一个准确数字来描述，但显然，优化空间很大。

目前，艺康正在某大型钢铁集团的北方厂区部署纳尔科水管理数字化系统的二期，也就是数字化的动态水平衡和能耗监控系统。该系统覆盖21个水系统，通过实现远程关键水质数据监测、自动加药和药剂管理功能，达到水系统可视化监测、异常安全预警、水系统性能优化等目标。

这个总体数字化改造项目，是基于艺康的3D TRASAR™智能水管理控制器及其他设备收集检测系统的水质参数。I期工程包含炼钢、钢轧和冷轧的净环水、浊环水、锅炉水进行远程监控、风险预警。通过独立的算法和模型对不同水系统进行智能诊断，自动调整控制水运行，实现水工艺流程的闭环管理。

“从进水一直到出水，所有水的变化包括水量、水质，都通过数字方式实时监控，把水和水对应的能源做一个动态的平衡。”

另一个案例是，某大型钢铁厂自备电厂因补水水质恶劣，水质波动大，导致凝汽器冷却管腐蚀穿孔、换热效率偏低等问题。艺康帮助该自备电厂循环冷却水系统实现了高浓缩倍数下的稳定运行，同工况下凝汽器吨蒸汽发电量得到了显著提高，每年帮助节约工业新水14万吨；同工况下每年增发810万度电；每年减少二氧化碳总排放6167吨。

同时，艺康也在帮助一家中国北方地区的造纸企业，研究如何通过工艺设计、化学品处理，让其废水回用系统能够更高效的持续运转。潘世昆说，通过反渗透膜系统，一般行业可以实现60%~70%的废水回用，微电子行业的头部企业甚至可以达到80%，但造纸行业只能到50%。

“如果能够提升到60%，就相当于提升了20%的能效。”潘世昆说。

新基建也要节能减碳

不仅是传统的工业耗能大户，新基建项目也必须加入节能降耗的行列中来。

在“节能降碳增效行动”中，《方案》提出，实施重点行业节能降碳工程，推动电力、钢铁、有色金属、建材、石化化工等行业开展节能降碳改造，提升能源资源利用效率。此外，“节能降碳增效行动”还特别提出，要加强新型基础设施节能降碳。

比如，加强新型基础设施用能管理，将年综合能耗超过1万吨标准煤的数据中心全部纳入重点用能单位能耗在线监测系统，开展能源计量审查。

随着5G、云计算、大数据等新一代信息技术的发展，数据中心作为数字经济发展的重要基础设施得以快速增长。但数据中心同时也是能耗大户，如何加快数据中心行业的绿色发展、降低碳排放，成为当下的一个重要课题。

“评价数据中心的能源效率，主要是关注一个指标PUE（数据中心总能耗/IT设备能耗）。”潘世昆说。

10月22日，国家发改委联合工业和信息化部、生态环境部、市场监管总局、国家能源局发布《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》明确，鼓励重点行业利用绿色数据中心等新型基础设施实现节能降耗。新建大型、超大型数据中心PUE不超过1.3。到2025年，数据中心PUE普遍不超过1.5。

7月27日，北京市发展和改革委员会发布《关于印发进一步加强数据中心项目节能审查若干规定的通知》显示，为加强北京市内数据中心项目节能审查，即日起北京市内新建、扩建数据中心若PUE值超1.4，将被征收差别电价电费。

由于数据中心的集成化CPU和存储器电耗量过大，传统水冷解决方案很难满足1.3的要求。“我们在和行业头部企业联合做技术创新，通过液冷解决方案直接冷却服务器。令数据中心在有限空间内，能够布置尽可能多的服务器，从而提升数据中心运算效率。”

所谓液冷型解决方案，也就是指CDU（冷液分配单元Cooling Distribution Unit）冷却系统，通过冷却背板，调节冷液并将冷液循环于数据中心的IT设备之内对服务器进行冷却控温，保障数据中心的稳定运营。相比传统的通过水冷空调控制整个机房的温度，这一解决方案可以降低20~30%的电量消耗；满足新建大型数据中心PUE低于1.3的要求。

水管理应成为企业数字工厂一部分

双碳目标顶层设计以及“碳达峰十大行动”的提出，是否已经带来了水管理以及节能降耗需求的爆发？

潘世昆说，在有些行业，比如钢铁，造纸，微电子、数据中心等，客户发现水跟能源的交叉比较大，在这些行业更好地管理水，既能达到节水的目的，也能达到节能的目的。所以有更多客户对能带来节能和能效提升的水管理技术，特别是数字化技术和创新的技术，表现出更浓厚的兴趣。

潘世昆说，更多的企业开始深挖节能降耗的可能性，原来可能只做了一些简单的变频泵、节能灯，现在则是要做一些比较大的技改和创新项目、精细化管理。

“（需求）肯定有影响，但还不是爆发式的。”在他看来，行业对此有预期，但市场发展依然有自己的规律。

所谓的规律，一方面是新的技术突破需要时间，一方面是行业的头部企业还需要做很多变革管理，要把先进技术的引进、智能化的生产、管理方式的变革相结合。“否则很难做到，或者做的成本代价太高，完全没有竞争力。”

在这个过程中，数字化尤其重要。

潘世昆说，数字化在工业领域要比在消费领域复杂得多，但如果没有数字化解决方案，就很难规模化复制，效率极低。“我们需要通过数字化识别到底有多少节能机会，是否能通过技术改造实现节能，以及改进后能耗降了多少。”

4月22日，艺康发布了专门面向中国市场的数字化解决方案平台艺康数智汇™。基于模块化设计，通过物联网＋技术，艺康数智汇™可以实现对全厂水管理进行数字化、可视化呈现，并通过数字化洞察、先进算法和分析进行前瞻性预警，增加对问题的预见性，向客户提供专业建议，将洞察转化为可操作的结果。

即使在水管理方面有着先进的经验和数字化产品，潘世昆依然认为其中充满了挑战。其中最大的一个挑战，是如何把艺康的数字化产品，和企业自身的数字化管理，以及节能减排的机制很好地结合起来。

“这三个条件缺一不可，如果不能很好联动，就没有意义。”潘世昆说，水管理必须纳入企业的能耗管理，成为企业整体运营管理的一部分，持续地把一些新的算法、新的诊断工具、新的解决方案加入进去，通过数字化系统交互验证效果。

即将举行的第四届中国国际进口博览会上，艺康会在微软的展台上展示自己的数字化解决方案，以及具体实施的全球和国内案例。这些，是推动行业抵达碳达峰碳中和而扎实走出的每一步。

根据规划，到2030年，艺康希望帮助行业每年节约用水3000亿加仑（11亿吨），相当于10亿人每年的饮用水需求。通过减少600万公吨的温室气体排放，帮助客户实现碳中和。最新的数据是，2020年，艺康帮助客户节约了7.8亿吨水，相当于7.12亿人每年的饮用水需求；节约了44万亿英热单位的能源；减少350万吨二氧化碳。