未来新水务水务新未来——专家座谈会纪实(一)
发布时间:2023-04-06 16:21:18 来源:北控水务 作者:本站编辑 浏览次数:

党的二十大擎画了以中国式现代化推进中华民族伟大复兴的宏伟蓝图,标志着一个新的基于生态文明的新发展范式来临。全球范围的碳中和共识与行动,彻底地改变传统工业时代形成的发展理念,公用事业领域无人驾驶、黑灯工厂、新零售等未来发展新范式已初见端倪。经过内部长时间的思考和讨论,北控水务提出“未来新水务”这一概念,旨在为水务行业科技创新升级范式,为提升水务行业发展贡献力量,为北控水务未来发展指引方向。


2023年3月3日,北控水务邀请院士、行业主管领导、国家智库专家、勘察设计大师及行业知名专家近20位,就水务行业未来发展方向、水务行业科技创新、行业领军企业发展战略等议题,与行业同仁共创共建研讨未来。


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上一篇,我们借助人工智能分析工具和ChatGPT,对专家发言进行了分析,相信让很多读者印象深刻。这次,北控水务未来新水务工作组的小伙伴对会议发展内容进行了摘录纪实,为您原汁原味呈现会议内容,本文为座谈会纪实第一篇。


专家座谈会纪实

第一篇



关于未来新水务,要着重思考几个问题

王浩


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▲中国工程院院士、中国水利水电科学研究院水资源所名誉所长 王浩


智慧化第一关——数据壁垒如何破?怎么用?现在天下大势有二,一是向着AI、智慧化前进,一是向着低碳方向,都是与生态文明建设的总基调相适应相协调的。水务行业智慧化发展,首先考虑要打破与其他各行业之间的数据壁垒,与其他行业的智慧化发展、以及智慧城市实现协同和融通;其次要考虑数据融通协同后,能不能利用其谋划供排水发展的新模式、新格局,如结合城市出行大数据对某个城市不同供排水服务区人口的动态增减,进而推导出供、排水量的发展趋势和变化,支撑城市给排水模式的优化,探索给排水新模式。


智慧化是目标还是手段?智慧化到底能给行业带来什么?智慧水务势必会带来用人减少,那么怎么平衡就业和社会稳定,就是一个现实挑战。其次,智慧化水平的提升势必也会增加成本,比如有人测算,要做到自动驾驶L5级的智慧化,其投入要占到工程总投资的15%,这样的投资体量,投资回报的年限也很漫长。这个问题在流域治理的时候就会非常突出,治洪、治理黑臭水体、智慧化工作的投入怎么取得回报?能向哪方面收费?这个分寸感怎么把握?行业、企业要谨慎考虑。


智慧化的核心传感器能不能自主突破?智慧化系统有赖于四大器官——眼、脑、手、脉。“眼”即各式各样的传感器;“脑”即模型加大数据的双因素驱动;“手”即控制系统、操纵系统;最后还有“脉”,用网络把“眼、脑、手”连起来。


传感器作为智慧水务的基础元素,就像芯片之于信息产业一样,具有重要的基础性作用。现代技术是否可以破解传感器的问题?不妨一试。人工智能的快速迭代,比如ChatGPT使得传感器行业也面临根本性改革。未来应用于水的传感器可能就是一种便携式、成本低、利用电磁波扫描的识别机器。


立足污水厂平台资源,重构区域再生水大循环

张波


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▲中国生态文明研究与促进会会长,原生态环境部总工程师、水生态环境司司长 张波


中国水生态环境保护事业从聚焦污染治理,向统筹水资源、水生态、水环境,实施系统治理的方向演进,这是行业的重大战略转变。意味着我们不再鼓励各地一味地追求水环境理化指标,而是需要解放思想、夯实基础、补齐短板、提质增效。


多年的城市化、工业化进程打断了很多传统农耕社会的循环链条,比如生活污水、粪污原本是直接回田的,现在进了污水处理厂,农田则转而用化工化肥。但根据自然资源部的数据,中国磷矿石储量到2050年左右就会枯竭,届时如果没有新的矿藏被发现,工业化肥也就无以为继。如果依赖进口,粮食安全则难以保障。所以重新打通循环链条势在必行。


污水进水用理化方法把绝大部分污染物变成固体分离出来,分离出的物质,连同城市餐厨垃圾、农业废弃物都可以统筹起来,开展大规模、标准化、产业化的清洁能源生产和有机肥的生产。


分离污染物后,对于污水厂内的水,可以在市县级的范围内统筹区域再生水循环,从而在缺水的地方形成一个个大水面。若污水厂达标排放,通过下游因地制宜的人工湿地再净化,使水质达到IV类水,甚至接近III类。在此基础上,一些高耗水的项目就可以批在再生水调配体系周边,这样就可以极大改变我们以高耗水为代价的发展。


从这个意义上来看,污水厂实际上是资源厂。谁掌握了污水处理厂,就掌握了未来高质量发展的资源。


“两山论”可通过一厂一策、一地一策实现

夏青


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▲中国环境科学研究院原副院长兼总工程师/研究员 夏青


水利部提出“节约水、用好水”,强调本地水、再生水、引黄水、引江水等统筹调度。据国务院南水北调办测算,南水北调东线进京水价约为6元/立方米。污水处理厂再生水需达到地表IV类水质,实际上不管是什么技术,成本都不会超过调水。污水处理厂排放标准不能一刀切,可以一厂一策,工艺路线也未必需要一样。如果污水处理厂出水标准提高,但可以实现生态补水而且成本低于调水,从补水这一点获得相应经济补贴,来补足标准提高带来的成本提高,同时还有其他方面带来的经济效益,绿水青山和金山银山是完全可以同时实现的。另外,目前环境治理权利和责任下沉到地方,每一个地方的政策和措施也都不一样。所以我们建议要因地制宜、一地一策、机动灵活地统筹规划水资源,以满足人民的需求、生态的需求及政府的需求。


而关于智慧水务,首先要实现水务智慧,具体来说要三步走——传感器实现数据收集、模型算法实现数据有效处理、万物智联下的智慧水务。现在的智慧大多集中在展示系统和低水平的重复性劳动方面,任重道远。


未来水务行业更需要机制创新

章林伟


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▲中国城镇供水排水协会会长,原住房城乡建设部城市建设司副司长 章林伟


水务行业是地方事权,国家主管部门的职责是指导,下一步的重点是制定合适的机制、破除障碍,而对企业则是要选择正确的发展模式。


现有机制存在的问题还很多。如国家推进城乡一体化建设,但供水条例的规定中就没有服务到乡镇级,只能到城市,从供水角度就并未实现城乡一体化;农村的污水管理模糊......这些都是机制的问题。产业机制也有问题,比如很多城市的自来水集团都是属地管理,一定程度影响了服务的范围,而作为供水企业和属地应当是什么关系?另外,水价机制不够全面和灵活,目前的水价中仅仅包含污水处理费,并不代表污水到回用水的整个过程,所以价格较低,靠财政支出补贴,这也为水务行业产业化发展造成了直接困难。另外,分段管理导致管理机制碎片化严重。近些年,很多城市都出台了关于推进供排水一体化的管理措施,在中心城区实行“厂网一体”管理,而从实施效果看,仍存在部门协调复杂、排水接口混乱等一系列问题,实施起来还有很大的挑战。


最有可能的颠覆性技术或将源于材料学

李艺


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▲北京市市政工程设计研究总院原总工程师兼副总经理/设计大师 李艺


水务市场的增量来自三方面,城镇化、存量更新以及管网的提质增效,投资量是万亿级。


当前,各地成立水务投资集团,要整合厂、网、河,这是一个资金密集,技术密集的领域,因而北控水务“投资+技术”仍然具备优势,其中技术需要继续超前发展。


我们当前基于生化的处理流程,经过一百年的发展已经走到尽头,基于生化原理的突破,包括专用菌属、颗粒污泥等,实际上都仅是在效率上加以提高。且当前基于生化工艺的污水厂管理也逻辑不清,比如先去除BOD、COD,后面随着标准提高又一级级增加脱氮除磷,导致先花费成本去除COD后,后面为了脱氮又要外加碳源。


未来对水处理行业的颠覆性技术很可能来自材料学,通过物化处理技术的发展,开发一些新产品。比如能够去除特定污染物的选择性膜、铁基纳米材料以及新型的磷吸附剂等等。总之,材料学的发展终有一天将颠覆我们现有的污水处理工艺。


未来新水务应重视场景驱动的创新模式

王晓明


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▲中国科学院科技战略咨询研究院产业科技创新研究中心执行主任/研究员 王晓明


场景创新是近年来受到广泛关注的模式。“场景”的涵盖范围很广,未来水务、未来工厂、未来制造、未来城市、未来能源、未来交通都在其中。如何把新的技术、新的生产流程与新的场景结合起来是新水务的突破口。而对于未来谋划,一方面是从技术侧去推动,另一方面也需从需求侧牵引。


未来产业有⼀些领域出现颠覆性技术的可能性是很高的,比如新⼀代的信息技术、量子信息、类脑智能、未来网络等。未来水务要结合第四次工业革命下的颠覆性技术,对水务行业应用场景进行多元化构造、设想,路线清晰后,科技支撑、工程建设等如何创新也就清楚了。


水务行业技术创新来自整合和跨界

程鹏


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▲京津冀国家技术创新中心副主任 程鹏


颠覆性的技术,至少有两个特点:第一,它一定应用于主流市场,或者是未来的大市场,一个细分领域的技术颠覆无法放大其价值;第二,一定是改变,甚至颠覆了传统的技术路线,可能是原理,可能是主要技术,也可能是核心子路线,但一定不会是修修补补性质的创新。


水务行业是一个大市场,其本质是民生工程。从未来看,市场化的力量还要进一步增强。


水务行业里的创新可分为技术创新、商业模式创新、管理创新等。其中最核心的是技术创新,需要场景和关键能力的集合。此外,和芯片这类行业独有技术不同,水务行业的技术更多是别的行业技术的跨界应用,体现集成属性。从更大的时间跨度来看,行业的技术创新一定程度上相对滞后于其他科学技术领域的突破。


行业需要开放式技术创新平台

李涛


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▲国际水协会(IWA)战略和发展总监 李涛


未来水务的概念元素,一是One water,内涵是指,水就是水,水是一个统和的概念,在未来可能不区分污水、自来水、海水,而是应该依据水质和目的作区分;二是数字化,包括从数据到信息,从数字到解决方法的更新;三是资源化,包括氮磷的回收、水资源的回收等;四是减排和零碳。


这些颠覆性的概念需要一些创新的技术来推动。如果创新能带来30%的成本下降或30%的效率提升,则可以认为这是行业里的颠覆性创新。


水务行业是一个受管制的行业,有天然的垄断属性,创新也相对保守;行业终端用户差别较大,从而加大了产品标准化、装备化的难度;行业创新周期也较为漫长,走完技术的完整开发周期往往需要12-14年时间,因而在资本市场显得缺乏吸引力。


从全球范围来看,真正成功的水务公司或者国家,开放式的创新平台在提升创新效率、加快技术推广方面正在发挥越来越重要的地位,如荷兰的wetsus(欧洲卓越水处理技术中心)在技术创新及孵化方面形成了多专业、多主体的协同创新模式,并进行高强度支持。


以上为专家座谈会整理纪实的第一篇内容,其他几位专家的发言整理将在下篇与您见面,敬请期待!


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