烈日炎炎，凉爽的冷气涌入千家万户。鲜为人知的是，其中一部分“冷”源竟然来自城市污水。北京排水集团潜心深研二十余年，创新污水源热泵技术，将城市生活污水中的潜热变为绿色能源。目前，北排自研的污水源热泵系统正在为中关村东升科技园等160万平方米区域提供夏制冷、冬取暖的清洁能源服务。每年替代天然气约2370万立方米，减少二氧化碳排放约5万吨。

    当清河再生水厂的再生水，流经中关村东升科技园，一场由创新技术与红色动能共同驱动的绿色革命，成为首都国企落实“双碳”目标下的生动注脚。

    自主深研二十余年

    历经多次迭代

    污水源热泵技术是一种新型的能源提取模式，通过利用污水或再生水中蕴含的热量，实现了废热的有效回收与再利用，用物理方式将热能进行转移，具备供暖、供冷、供热水等综合功能，污水和再生水温度一年四季相对稳定，可应对极寒酷暑天气，尤其适用于医院、学校、大型公建、科技和工业园区等冷暖同供建筑。“早在1999年，北京排水集团就开始借鉴国内外开发利用污水、再生水潜能的经验，在高碑店污水处理厂利用二级出水为厂内供暖、制冷。”北京北排能源科技有限公司技术总监杨胜东介绍“这是国内应用污水源热泵供暖制冷的首个项目。”

    水厂内部的成功应用提升了北排发展这种新型绿色能源的信心。虽然当时国内的知晓率不高，但北京排水集团愿意当绿色技术的“探索者”。1999年，污水源热泵技术的研究紧锣密鼓地展开，第一代污水源热泵系统采用了“污水防阻机+污水换热器+热泵”的系统构成，初步解决了污水中污染物堵塞系统的问题。

    此后二十年，北京排水集团对第一代系统进行阶梯性优化，经过技术改进，逐步提升了换热效率、降低了故障率。如今普遍使用的第四代污水热泵系统已经实现了污水直接进入，大大增加了热泵系统的装备集成率，减少了占地面积，提高了热泵效率。

    经科学测算，如果把北京市现有的152座污水处理、再生水设施的水量充分利用，且满足排水设施和供热设施供求完全匹配的条件，污水源热泵技术(取5摄氏度温差)可为4600万平方米建筑物提供供暖制冷服务，污水潜热大概能占到市政热力网管供热的10%~15%。

    这意味着，每年北京市可节约天然气3.5亿立方米，年碳减排量达75万吨。“如果污水、再生水梯级利用，或与其他能源耦合开发，服务面积还将进一步增加。这项技术的应用前景非常广阔，大有可为。”杨胜东表示。

    四十余个示范项目落地

    正在引入人工智能技术

    技术逐步完备的同时，一个又一个示范项目在京落地。北京排水集团旗下已有15座再生水厂实现水源热泵替换传统供暖方式，在此基础上，市场化应用一步步铺开。

    北京南站污水源热泵空调系统项目和奥运村再生水源热泵项目都在2008年投运，分别利用了北排东庄基点污水泵站和清河再生水厂的水源。小范围的市场化应用为后来技术革新奠定了基础。

    作为北京市发展改革委推荐的五个典型代表项目之一，海淀区中关村科学城-东升科技园再生水源热泵项目成功入选全国可再生能源供暖（制冷）典型案例汇编（2024）。该项目分两期落地，一期项目已稳定使用10余年，二期项目是《北京市可再生能源替代行动方案（2023—2025年）》重点推进及试点工程，也是北京排水集团开发水源热泵清洁能源技术的典型示范项目。

    据介绍，二期项目使用北排清河再生水厂的再生水余热供暖，降低化石能源消耗，并通过蓄能池进行调节，可以节约电费20%。在环保效益方面，项目只取热能不影响水质，退水退回清河再生水厂作为再生水使用，相当于每年节约天然气1127.82万立方米，年碳减排量约2.5万吨。“除了供暖，科技园还有制冷需求，如果使用纯电制冷，一年大概消耗600多万度电，而采用水源热泵方式一年能节省30%。”中关村东升科技园8号院项目物业经理梅聪说。

    目前，北京的再生水水源热泵项目已经达到40多个，服务面积接近252万平方米。北排能源公司还在不断进行技术迭代，正计划引入人工智能技术，打造智能预测维护系统。“具体来讲，就是通过物联网传感器实时采集水质参数、设备运行数据等，结合预测模型，分析能耗系统能耗。同时，通过动态能效优化算法采用强化学习框架，根据进水温度、流量等参数动态调整热泵运行策略。”北排能源公司技术总监杨胜东表示，这样的智能系统能够进一步平衡能效、设备寿命以及出水稳定性。

    党建引领驱动创新

    夯实低碳发展“技术底座”

    污水源热泵的研发与落地漫长而艰辛，坚持下来的为什么是北京排水集团？党建引领发挥着至关重要的作用。北排坚持推行“党建+N”模式，通过积极开展“技术创新攻关”“党员突击队”“成立工作专班”等活动，将党组织优势转化为创新动能，用“党建红”驱动创新路。

    “党建+技术创新”锻造绿色科技硬实力。集团以党员突击队为先锋，针对水源热泵技术开展专项攻关，仅2024年就完成4项核心专利申报，技术攻坚能力显著提升。

    “党建+协同共建”拓展能源革命“朋友圈”。以北京排水集团作为北京市党建引领新能源领域高质量发展轮值单位为契机，与行业协会、优质企业建立战略合作关系，持续深化减污降碳协同增效，推动新能源产业由“链”向“圈”发展。通过深化合作交流，签署华能大网增绿热泵项目开发协议，拓展南中轴博物馆群、连云港、宜兴概念厂项目，推动业务协同发展落地落实，融通发展格局更加开阔。

    “党建+数字转型”提升精细运维管理能力。2024年，集团积极开展水源热泵供暖季自行维护保养，完成能源智慧管理平台框架搭建，促进生产、安全、运营管理一体化。

    “党建+绿色低碳”走好“双碳”行动“路线图”。集团党委牵头制定碳中和规划和实施方案，并稳妥有序运维集团沼气综合利用、餐厨浆液处理等能源项目。2024年，新增观澳园、芳清园、方庄等热泵运维项目，扩大集团外水源热泵服务面积44.7万平方米，进一步增强了集团核心功能，绿色低碳发展底蕴越来越浑厚。

    下一步，北京排水集团将坚定不移贯彻新发展理念，以科技创新为引领，充分发挥绿色技术示范效应，加速推进能源结构优化升级，并通过重点项目实施落地，打造绿色发展标杆工程，为北京绿色低碳转型注入强劲动力。

    在“双碳”目标引领下，北京排水集团正以实干担当书写着首都国企绿色低碳发展新答卷。