基于“水--能—碳”关联的城市水系统碳排放研究

摘要

揭示城市水系统与碳排放的内在关系机理,对于推动城市水能节约和水系统低碳运行具有重要的理论和实践意义。本文分析了城市水系统"水—能—碳"关联机理,并构建了城市水系统碳排放的核算体系,采用2008—2017年的统计数据和调查问卷等资料,对郑州市水系统碳排放进行了核算和实证分析,探讨了其"水—能—碳"关联特征,并分析了不同情景下水系统的碳减排潜力。结果显示:(1)郑州市水系统碳排放涉及取水、给水、用水、排水及污水处理等不同环节。其中,用水系统是郑州市水系统碳排放的主要来源,这表明由城市扩展和人口增长导致的用水需求增加是碳排放增长的主要因素;(2)郑州市水系统不同环节的碳排放构成及其强度具有较大差异。其中,用水和取水系统能耗和碳排放强度增长态势明显,而给水与排水及污水处理系统则相对稳定。取水和用水系统的能耗增加,特别是由城市远距离供水和污水回用引起的碳排放增长应引起关注;(3)郑州市水系统不同环节"水—能—碳"关联特征的差异主要受城市水消耗量的变化、水处理方式和工艺、居民用水行为习惯和节水意识、自然条件及气候变化等因素的影响;(4)未来应重点从城市工业和生活节水、水处理工艺改进、水系统能效提升等方面入手,降低水系统能源消耗和碳排放。