（1） 原水提取及輸送：除少量采用重力流取水的地表水源，絕大多數(shù)水源（包括地表水、地下水、海水、再生水及外調(diào)水）都需要泵站將原水提升輸送至自來水廠。由于取水點(diǎn)和受水點(diǎn)往往存在一定的高差，外調(diào)水的輸水能耗一般較高。例如，美國加州西岸城市調(diào)水工程的輸水能耗約2.5kWh/m3。
（2） 制水：常規(guī)自來水廠通過沉淀、過濾、消毒等工藝流程將原水進(jìn)行凈化并達(dá)到國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，其主要能耗來自泵站（將原水提升進(jìn)入反應(yīng)池、出場水加壓輸送至市政管網(wǎng)）和制水工藝流程。海水淡化和再生水利用由于制水工藝不同，制水能耗比常規(guī)自來水要高。
（3） 配水：自來水配水系統(tǒng)通過泵站加壓將自來水輸送至用水戶。主要能耗為泵站能耗。
（4） 污水的收集、處理及排放：污水通過污水管網(wǎng)被輸送至污水處理廠進(jìn)行物化和生化處理。主要的耗能環(huán)節(jié)為泵站、風(fēng)機(jī)、生化處理及深度處理（如臭氧或紫外消毒、膜處理等）。不同供水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的能耗和碳足跡差異較大，由于數(shù)據(jù)信息獲取有限，本研究僅考慮取水和制水過程中的運(yùn)行消耗，以下簡稱制水能耗。
城市水系統(tǒng)的能源消耗及其能源管理在歐美國家已經(jīng)受到關(guān)注。以英國為例，自來水制水能耗為0.12kWh/m3，污水處理能耗約為0.21kWh/m3，但是居民生活（主要是熱水）能耗卻高達(dá)2.66kWh/m3，占到了整個(gè)城市水系統(tǒng)的89%。為了幫助實(shí)現(xiàn)英國低碳發(fā)展目標(biāo)，英國水務(wù)辦公室（Ofwat）從2008年開始要求所有城市水基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃必須評(píng)估各類水源的供水能耗及碳排放。為此，英國環(huán)境保護(hù)署發(fā)布《水務(wù)行業(yè)溫室氣體排放測算指南》（以下簡稱《指南》）以及“水資源碳足跡計(jì)算工具”，用于指導(dǎo)水務(wù)企業(yè)核算壽命周期（包括項(xiàng)目建設(shè)、原料獲取及生產(chǎn)過程等）的溫室氣體排放。該計(jì)算器內(nèi)嵌了多種計(jì)算模型，能夠測算包括常規(guī)水資源（地下水、地表水）、非常規(guī)水資源（海水/苦咸水淡化、雨水利用、再生水）及配水系統(tǒng)（配水壓力、管網(wǎng)漏損）的相關(guān)能耗，并將碳排放成本自動(dòng)納入項(xiàng)目的總體預(yù)算。通過碳排放核算，水務(wù)行業(yè)不僅能幫助實(shí)現(xiàn)政府主導(dǎo)的碳減排計(jì)劃，而且能通過降低能耗節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。英國南方水務(wù)集團(tuán)在制定其水務(wù)發(fā)展計(jì)劃（2010-2015年）時(shí)就利用水資源碳足跡計(jì)算工具測算了70多種情景之下的供水碳排放，并作為其決策支持的重要依據(jù)（專欄1）。
無論是外調(diào)水工程，還是非常規(guī)水資源的開發(fā)，城市的水資源結(jié)構(gòu)已經(jīng)在悄然發(fā)生變化，而且城市的水資源戰(zhàn)略也將隨著人口增長與經(jīng)濟(jì)發(fā)展變得更加多元化和復(fù)雜化。應(yīng)當(dāng)注意的是，城市供水水源類型的改變不僅僅是一個(gè)簡單的供水問題，同時(shí)也將牽涉到城市供水系統(tǒng)的能源消耗和碳排放問題。不同類型的水資源具有不同的能耗，例如，海水淡化的單位制水能耗是常規(guī)地表水源的5-10倍。圖2-3是美國加州大學(xué)對(duì)南加州各類水源的能耗分析14，可以看到不同水源的制水能耗差距高達(dá)10倍之多15。而加州目前20%的電力和30%的天然氣被消耗于水的生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用16，所以說城市水系統(tǒng)對(duì)能源需求的影響已經(jīng)不容忽視。
因而，城市水源選擇不僅是一個(gè)單純的水問題，更是一個(gè)能源問題。不同的水源組合會(huì)對(duì)城市的能源需求及溫室氣體排放產(chǎn)生影響。供水系統(tǒng)將成為城市低碳發(fā)展不可缺少的重要組成部分，尤其是嚴(yán)重缺水的城市。對(duì)于青島市這樣的海灣缺水城市，雖然目前制水能耗只占全社會(huì)用電量的1%（如果考慮配水能耗以及污水處理，則城市水系統(tǒng)的總能耗估計(jì)可以達(dá)到全社會(huì)用電量的4%-5%）17，但隨著調(diào)水和海水淡化的增加，若水源配置不合理，將會(huì)導(dǎo)致供水系統(tǒng)碳足跡的激增，從而加劇城市發(fā)展與水源供給、能源消耗之間的矛盾。因此，在青島市開展城市水源選擇配置中的水資源-能源關(guān)聯(lián)對(duì)于青島市的低碳發(fā)展以及其他缺水城市的水資源管理都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
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