No contexto das alterações climáticas globais e das pressões ambientais e de recursos cada vez mais severas, o desenvolvimento sustentável tornou-se uma busca comum de governos e empresas em todo o mundo. Como parte central da infraestrutura urbana, a transformação verde e o desenvolvimento sustentável da indústria da água desempenham um papel vital na promoção do desenvolvimento verde de toda a sociedade.

As empresas de água geralmente precisam operar 24 horas por dia, consomem muita energia e as contas de luz tornam-se o destaque dos custos operacionais, muitas vezes representando mais de 70%. Confrontadas com os desafios dos objectivos de "duplo carbono", as empresas de água precisam urgentemente de explorar um novo caminho de baixo carbono e amigo do ambiente que possa poupar energia e reduzir emissões e reduzir os custos de energia, a fim de alcançar a redução de custos e a melhoria da eficiência.

Neste contexto, a tecnologia de armazenamento de energia e a gestão da água, como duas áreas importantes nos domínios da energia e dos recursos hídricos, estão gradualmente a mostrar um grande potencial para a integração transfronteiriça.

Recentemente, o "Fotovoltaico + Armazenamento de energia + Água" da estação de água Songxian Yinji Waterworks Yidong foi colocado em uso, estabelecendo um exemplo de sucesso para a indústria.

É relatado que o projeto aproveita ao máximo os telhados dos edifícios da estação de água e locais ociosos, e instala 141 painéis solares com uma área total de ââ438 metros quadrados, gerando até 99.405 kWh de eletricidade. Ao mesmo tempo, está equipado com dois armários de armazenamento de energia com capacidade de armazenamento de 466 kWh, realizando cargas e descargas diárias. Através do modo de operação de "autogeração para uso próprio + carregamento de vale + descarga de pico", a geração média mensal de energia fotovoltaica da Usina de Água de Yidong atinge 24.000 kWh, e a descarga máxima de armazenamento de energia é de 12.000 kWh, representando 45,5% do consumo mensal total de eletricidade, reduzindo efetivamente o custo de eletricidade.

Por que o serviço de água precisa de "armazenamento de energia"?

O sistema de serviço de água inclui vários elos, como abastecimento de água, drenagem e tratamento de esgoto, e cada elo consome muita energia.

Especificamente, o sistema de abastecimento de água exige que estações de bombagem elevem as fontes de água até às estações de tratamento e depois as transportem até aos utilizadores através de condutas; o sistema de drenagem exige estações de bombeamento para elevar o esgoto das áreas baixas até as estações de tratamento de esgoto; o processo de tratamento de esgoto requer muita energia elétrica para tratamento biológico, químico e físico. Com a aceleração da urbanização e do crescimento populacional, a procura de energia do sistema de água continua a aumentar, trazendo enorme pressão sobre o fornecimento de energia e a protecção ambiental.

O surgimento do modelo de cooperação inovador "fotovoltaico + água", que visa reduzir o consumo de energia, reduzir as emissões e alcançar o desenvolvimento sustentável, deu ao sistema hídrico uma nova ideia para o "desenvolvimento verde".

Uma organização profissional calculou que se cada estação de tratamento de água no meu país construir uma média de centrais fotovoltaicas de 5 MW, a escala total poderá atingir quase 25 GW, o que fornecerá às estações de tratamento de água energia limpa e fiável e aliviará eficazmente a pressão do consumo de energia. Não só a perspectiva de mercado é ampla, mas também é uma importante direção de desenvolvimento de "energia +" para empresas de água.

Além disso, as empresas de água têm as vantagens de uma grande área, muitas áreas ociosas e atributos corporativos estáveis, o que é de fato um local ideal para construir usinas fotovoltaicas distribuídas. Na verdade, cada vez mais empresas de água começaram a instalar painéis fotovoltaicos dentro de estações de tratamento de água, utilizando energia limpa da geração de energia fotovoltaica para satisfazer as suas próprias necessidades energéticas, o que não só reduz os custos operacionais, mas também melhora a imagem ambiental da empresa.

Você acha que não existe "armazenamento de energia"?

Na verdade, a tecnologia de armazenamento de energia também desempenha um papel vital na água e nos sistemas fotovoltaicos.

Devido à natureza intermitente e instável da energia solar, os painéis fotovoltaicos terão flutuações de energia e desequilíbrios de oferta e demanda durante a geração de energia. A tecnologia de armazenamento de energia pode resolver os problemas de flutuações de energia e desequilíbrios de oferta e demanda, armazenando o excesso de eletricidade e liberando-o quando necessário, garantindo assim a operação estável das instalações de água.

É aplicado especificamente a três módulos.

Primeiro, a estação de bombeamento é uma parte importante do sistema de água e seu consumo de energia é responsável por uma grande proporção do consumo de energia de todo o sistema de água. O modo de operação tradicional da estação de bombeamento geralmente consiste em iniciar e parar o controle de acordo com a mudança no nível da água. Este método não só consome muita energia, mas também é fácil de causar impacto na rede elétrica. Ao introduzir a tecnologia de armazenamento de energia, é possível conseguir a regulação da potência, a redução de picos e o preenchimento de vales da estação de bombeamento.

Em segundo lugar, as estações de tratamento de águas residuais são outro grande consumidor de energia, e o seu consumo de energia concentra-se principalmente nas ligações de arejamento, mistura e tratamento de lamas no processo de tratamento biológico. As estações de tratamento de esgoto tradicionais geralmente utilizam volume de aeração e velocidade de mistura constantes, o que não só consome muita energia, mas também tem efeitos de tratamento instáveis. Ao introduzir tecnologia de armazenamento de energia e sistemas de controle inteligentes, o gerenciamento de otimização de energia das estações de tratamento de esgoto pode ser alcançado.

Finalmente, os sistemas de água podem enfrentar diversas emergências e falhas durante a operação, como cortes de energia e falhas de equipamentos. Estes eventos e falhas têm frequentemente um sério impacto no funcionamento normal dos sistemas de água e até causam cortes de água. Ao introduzir tecnologia de armazenamento de energia e sistemas de energia de reserva, a capacidade de resposta a emergências e a confiabilidade dos sistemas de água podem ser melhoradas.

Exploração ativa de armazenamento fotovoltaico + serviços de água

Atualmente, o modelo de armazenamento fotovoltaico + serviços de água foi implementado em muitos lugares.

O sistema integrado de energia verde "armazenamento de água-fotovoltaica" do Shenzhen Shenshui Longgang Water Group foi implementado na Usina de Água He'ao. Entende-se que o projeto integra instalações verdes, como geração de energia de baixa pressão, geração de energia solar fotovoltaica e armazenamento distribuído de energia para alcançar a autoprodução e utilização de energia limpa. O sistema pode gerar 390.000 kWh de eletricidade por ano, fornecendo mais de 22% do consumo anual de eletricidade da estação de tratamento de água, economizando cerca de 480.000 yuans em contas de eletricidade e reduzindo cerca de 540 toneladas de emissões de dióxido de carbono.

A Usina de Água de Taiyuan na cidade de Anyang, província de Henan, construiu um projeto de usina de armazenamento de energia para estação de tratamento de esgoto, usando a diferença de preço da eletricidade no pico do vale dentro da área da usina para economizar benefícios abrangentes na conta de eletricidade, alcançando uma descarga anual de cerca de 640.000 kWh e economizando cerca de 600.000 yuans em contas de eletricidade no primeiro ano.

A estação de armazenamento de energiaprojeto da Hanzhong Yangxian Water Co., Ltd. tem uma escala de projeto de 0,72 MW/1,548 MWh. Ele pode não apenas equilibrar efetivamente a carga da rede elétrica, melhorar a confiabilidade e estabilidade do fornecimento de energia, mas também otimizar a qualidade da energia no processo de tratamento de água e promover o desenvolvimento da indústria da água em uma direção mais ecologicamente correta e eficiente.

O Centro de Tratamento Ambiental de Água de Xincheng, na cidade de Huzhou, província de Zhejiang, construiu uma usina de energia "fotovoltaica + armazenamento de energia". O sistema fotovoltaico do projeto adota a modalidade “autogeração e autouso, energia excedente para a rede”, que pode fornecer cerca de 313 mil graus de eletricidade limpa por ano; o sistema de armazenamento de energia é equipado com um gabinete de armazenamento de energia refrigerado a líquido padrão e adota o modo de operação "duas cargas e duas descargas" para obter redução de pico e preenchimento de vale no lado do usuário, reduzir custos de eletricidade, melhorar a qualidade da energia e otimizar o configuração de recursos de armazenamento leves.

Existe também um sistema urbano de abastecimento de água. Entende-se que um determinado sistema de abastecimento de água urbano utiliza tecnologia de armazenamento de energia para otimizar a regulação de energia e a estratégia de abastecimento de água da estação de bombeamento. Ao introduzir dispositivos de armazenamento de energia e sistemas de controle inteligentes, as funções de partida e parada sob demanda e de regulação de energia da estação de bombeamento são realizadas. Durante o período fora de pico da carga da rede elétrica, o dispositivo de armazenamento de energia é usado para armazenar o excesso de eletricidade; durante o período de pico da carga da rede elétrica ou quando a estação de bombeamento precisa operar em alta potência, a energia no dispositivo de armazenamento de energia é liberada para abastecer a estação de bombeamento. Após um ano de operação, o consumo de energia do sistema de abastecimento de água da cidade foi reduzido em cerca de 20%, e a conta de eletricidade foi reduzida em cerca de 15%, enquanto a segurança e a estabilidade do abastecimento de água foram melhoradas.

Em geral, com o aprofundamento do desenvolvimento sustentável global e da transformação verde, as oportunidades de mercado para armazenamento de energia + serviços de água serão mais amplas. Por um lado, a procura da indústria da água por soluções energéticas eficientes e sustentáveis ​​continua a crescer; por outro lado, a aplicação da tecnologia de armazenamento de energia no sector da água continuará a expandir-se e a aprofundar-se.