可持续水管理难度指数级增加，双碳目标下哪些技术手段可以用？

水资源管理是实现可持续发展的基础。联合国可持续发展目标6提出，到2030年，所有行业大幅提高用水效率。

6月5日举办的第六届国际工业水领袖论坛（IWLF）上，来自钢铁、发电、石化、煤化工等用水终端行业代表均提出，进一步的提高水利用效率，需要依靠包括数字化解决方案、绿色能源、低碳膜等在内的技术创新。同时，技术创新也要更多与终端行业结合，进一步拓展低碳应用场景。

水资源管理需求迫切但难度加大

今年3月，为期三天的联合国2023年水事会议召开，会议通过了《水行动议程》，包含700多项来自各方旨在保护“人类最宝贵的共同利益”——水资源的相关承诺。

而在中国，《“十四五”节水型社会建设规划》提出，坚定走节水降碳绿色发展道路，全面推进水资源循环利用。到2025年，遴选火电、钢铁、石化化工、有色、造纸、印染、食品等行业水效领跑者50家，缺水地区重点高耗水行业用水效率达到国际先进水平。

近年来，随着双碳目标的提出，高碳排放的行业面临产能升级的严峻压力，越来越多工业企业加大力度，深挖通过水管理实现节能降耗的可能性。

工业是我国最重要的用水部门之一， 也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。

中国节能协会副秘书长、中国节能协会冶金专委会秘书长郜学表示，当前，钢铁行业正在积极践行碳达峰行动计划，节水工作应着眼长远，结合实际，适度超前。建议企业建立源头减量、分质控制、处理回用的节水理念，全面谋划水效升级路径，实现水资源消耗刚性约束目标，同时加强精细管理，推动低碳绿色发展。

艺康集团副总裁兼大中华区造纸及重工事业群总经理韩江文表示，水是工厂的血液。工业生产不仅需要大量用水，输送、加热、冷却及处理水也都需要消耗能源，因而工业生产不仅面临水资源紧缺挑战，未经高效管理的工业用水还会造成更多温室气体排放。“无论哪个行业，现在提升水的使用效率，相较于10年、5年以前，难度是指数级在增加。”韩江文提到，实现可持续水管理，共同迈向净零未来，比原来更加需要技术进步。

“十三五”以来，我国工业用水效率明显提升，全国万元工业增加值用水量从2015年的58.3立方米下降至2021年的28.2立方米，规模以上工业用水重复利用率从89%提高至92.9%。

2022年国民经济和社会发展统计公报显示，我国2022年万元GDP用水量为49.6立方米、万元工业增加值用水量为24.1立方米，分别较2015年下降33.4%、50.3%。

但是，工业领域节水提效仍面临产业结构布局与水资源条件不匹配、部分行业水重复利用率不高、非常规水利用不足、关键技术与装备存在短板等问题。

作为制造业大国，中国有着持续增长的水资源需求，在钢铁、化工、微电子、数据中心等行业尤为突出。但同时，当前全球都面临着水资源短缺和气候变化的负面影响，碳达峰、碳中和目标明确而艰巨。

“到底如何真正能帮助工业企业，真正能够进一步减少水的使用，提高水的使用效率，是摆在艺康面前的课题。”韩江文表示，艺康希望借助“水的力量”，以专业、高效的可持续水管理，助力企业业务转型与持续盈利，同时将企业的气候承诺转化为整个企业的行动，推动可持续的业务增长。

“蚊子肉”也不能放过

“对于继续提高水的使用效率来说，蚊子再小也是肉，一点也不能放松，不能满足于今天已经实现了超过90%的循环用水，应该设定更高的目标。”韩江文说。

因此，艺康提出“以水之力，实现气候目标”（Ecolab Water for Climate）的可持续水管理理念，引入全面水管理的战略方向，也就是不再局限在某一个非常狭窄的行业领域，而是站在钢铁、化工等多行业企业的角度，来全面的去看水的利用，哪些地方还有提高水效的机会。

这其中，数字化、智能化解决方案是重要的抓手之一。

目前，通过数字化技术将水管理与企业生产效能管理有机结合，遵循“减量化、再循环、再利用”的原则实现可持续水管理，从而在提升生产效能的同时实现节能减排目标，已然成为水管理的新趋势与发展方向。

但是，挑战在于，一是没有端到端水管理全景图，二是难以实时掌控生产运营表现，造成企业工厂用水风险高，降本增效难度大，无法实现持续优化运营。

“我们全面开发了数字化的解决方案，通过数字化的方法来精密的监控管理，优化工业企业里水的使用、循环、减排，通过大量数据跟踪、自动化控制以及优化，来真正帮助工业企业实现水资源的高效使用，进一步减少整个生产过程中的排放，以及保护水资源。”韩江文说。

在本届IWLF上，艺康分享了多个基于纳尔科3D TRASAR™技术的数字化、可持续水管理方案，包括全新发布的艺康数智汇®智能水管理平台等。

比如，艺康数智汇®智能水管理平台包括了数字化服务系统，可以提供实时的数据视图、动态报告、分析诊断和行动日志、经济收益和潜在优化机会；包括了智能水效管理，可以提供水系统各层级绩效、24小时数据指标监控、多维度数据分析；包括了OMNI™资产数据分析，可以提供资产健康诊断、资产效率分析、潜在风险评估、预警及改善建议，还包括了膜专家管理系统，可以提供膜运行的标准化分析、膜风险因子判断、系统告警、优化建议。

艺康大中华区工业事业群产品应用总监申建坤表示，作为数字化转型的先行者，艺康将水处理领域的专业知识、对客户工艺的深刻理解与数字科技相结合，构建了以物联网、云平台为依托的数字化水管理方案，通过对全场水系统的实时监控和数据分析，可以有效帮助企业降本增效，实现从“解决问题”到“预防问题”的转变。

“艺康一直致力于通过数字化全面的来监控反映每个企业的水的使用情况，也只有这样才能够定量，而不是定性地去优化水的使用效率。”韩江文说，只要持之以恒，5年10年坚持下去，中国企业的水资源利用效率一定能够上一个更明显的台阶。

有潜力的技术还有哪些？

数字化解决方案以外，在可持续的水处理，以及提升用水效率方面，有潜力的技术有哪些？

上海化工研究院有限公司环评中心副主任（主持工作）李森认为，有很多新技术可以减少水处理过程加入的药剂量。比如传统芬顿氧化技术，在液-液反应过程中，要添加双氧水、硫酸亚铁等液态铁盐，其在后续处理过程中又会产生对应污泥。而改性芬顿氧化技术实现了液-固反应，也就是说把起到催化作用的二价铁离子负载到固相载体上面，可以减少铁离子的流失、对应减少药剂的用量、实现污泥减排，也是有效的降碳路径之一。

宝武水务研究院副院长李恩超则认为，从一些碳中和示范场合来看，未来的发展技术可以分为三类。一类是以绿电为主的能源技术。比如在自来水厂、污水厂加装太阳能光伏板。

第二类是节约性的技术，比如提高水处理过程中膜的使命寿命。“比如说湛江的零排放系统应用1万支膜，马鞍山的零排放系统也是用1万支膜。如果延长膜的使用寿命，从原来用三年，延长到用四年、四年半，从碳排放的计算来说，是合算的。从企业运行成本来说，也是合算的。”李恩超说。

第三类则是一些先进的新技术，比如双极膜技术。原来是将浓盐水蒸发成氯化钠。但是如果用双极膜技术把它变成8%的稀酸，8%的稀碱，经济价值更高，而且酸和碱在水厂里面还可以用于弱酸树脂的再生。“这个新技术方面，我觉得市场空间，特别是节能减排的空间，是非常巨大的。”

杜邦水处理全球废水市场经理吴灿也表示，反渗透膜对碳减排意义非常重大。“倡议整个行业里面形成共识，对反渗透膜的碳排放进行要求。 从去年开始，杜邦主动逐步把市场上常见的普通苦咸水膜，升级成低碳排放的产品。如果全国范围内都能换成低碳排的反渗透膜，粗略估算每年可以节约千万吨级别的碳排放。”吴灿说。

同时，杜邦也加强与行业客户合作，实现更多新的低碳应用场景。 比如首次提出将膜技术应用于磷酸铁生产废水处理工艺，提供一整套以高浓盐水回用及近零排放为核心的解决方案，能大幅减少废水排放量和固废处理量、降低生产企业用水成本，最大限度地回收利用水资源和有价值固体资源，实现锂电池材料生产绿色可持续循环。

吴灿表示，电动车是一个低碳的出行方案，但电池的材料生产其实是一个高碳排放高污染的过程。“怎么用膜法或者用其他水处理技术把这个传统工艺转变成废水少，固废少，而且碳排放极低的新工艺，是现在摆在所有电池材料厂商面前的挑战，杜邦多技术低碳解决方案很好的解决了这个问题，协助行业突破了发展的瓶颈。”

推动可持续水管理，降低碳排放，还需要政府、机构、企业等多方共商共治。“碳排放永远不是某一个技术，某一个产品的事情，是一个体系，需要大家共同的努力”，吴灿说。

去年，艺康协助中国标准化研究院资源环境分院牵头起草了中国首部可持续水管理团体标准——《质量分级及“领跑者”评价要求 可持续水管理服务》。该团体标准不仅填补了国内可持续水管理领域团标空白，还汇聚了国内各行业可持续水管理理论与实践，更适应国内企业可持续水管理现状，也进一步提升了我国各行业可持续水管理的水准线。

艺康表示，未来希望继续通过与多方的紧密合作，合力形成“可持续水管理领跑者联盟”力量，为更多企业提供高水平可持续水管理标准标杆参照，帮助他们建立起更高水平的可持续水管理标准，领跑可持续水管理领域。

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