有人說,“石油危機之后,下一個危機便是水”,海水淡化因此而成為當今世界競相研究的高新技術,海水淡化產業正日益得到各國重視。但是我國目前海水淡化還處于起步階段。目前,我國海水淡化日產水量15.08萬噸,僅占世界總產量的千分之三,與發達國家差距明顯。
我國人多水少,水資源短缺,沿海特別是北方沿海地區是我國最缺水的地區之一。作為水資源的開源增量技術,海水淡化是解決我國沿海城市水資源短缺的必然趨勢。根據全國海水利用專項規劃,到2010年,我國海水淡化規模將達到每日80萬至100萬立方米,2020年我國海水淡化能力達到每日250萬至300萬立方米。
時機已成熟
海水淡化技術工藝有20多種,但大規模工程常用的只有膜法(反滲透)和熱法(蒸餾法)兩種。由于生產同等質量的淡水,膜法消耗的能源僅為熱法的40%至60%,因此,在全球能源普遍緊缺的形勢下,除能源豐富的海灣國家外,各國廣為采用的是膜法海水淡化。
膜法海水淡化工藝分預處理和脫鹽兩部分。雙膜法對傳統預處理工藝技術進行了革新,流程短、工序少、能耗低、產能高、壽命長、占地面積小,不僅能確保淡化系統運行安全,而且使整個系統運行成本大大降低。
2008年3月24日,我國最大的“雙膜法”35000噸,日海水淡化工程在中國華能集團玉環電廠成功運行兩年,這意味著我國已經完全掌握大型海水淡化工程設計、施工和運營的經驗。華能玉環電廠位于浙江省玉環島西側。此地不具備建大型水庫的條件,淡水資源非常緊張。
華能玉環電廠是國家“十五”重點項目超臨界發電機組國產化示范工程,總裝機4臺百萬千瓦級機組,平均每小時需用水1330噸。如何保障生產用水,又不與當地百姓“爭水”?華能集團果斷決策:向大海要水!即通過海水淡化解決電廠全部生產用水和生活用水,設計處理規模高達35000噸/日。
然而,此前國內運營的海水淡化工程大多為日產百噸級或千噸級,國外也沒有一家大型電廠全部采用海水淡化供應淡水??蒲腥藛T在對數萬頁的國內外數據資料分析研究的基礎上決定,大膽嘗試和采用膜法海水淡化的技術工藝。
玉環電廠海水淡化工程,不僅解決了企業自身全部生產和生活用水,還在枯水季節,反過來提供給玉環縣城10000噸/日的居民用水,相當于縣城用水總量的1/3。它的成功運行,給我國沿海地區的工業企業和城市在如何開源和節流方面起到了很好的榜樣和示范作用,也為我國建設10萬噸以上的大規模海水淡化工程奠定了基礎。
向大海要水是解決我國沿海地區淡水資源短缺的現實選擇。天津市是我國較早開展海水淡化研究的地區之一,目前,天津每年的海水淡化能力達到500萬立方米,在建項目海水淡化能力達到6,000萬立方米,直接利用海水14億立方米。到2010年,天津市海水日淡化量將達到50萬立方米,海水淡化年生產能力達1.5億立方米以上,年海水直接利用量達40億立方米以上。
需克服瓶頸
雖然大力發展海水淡化的時機已成熟,但海水淡化產業發展還需克服一些制約因素。
水價相對高。海水淡化噸水成本雖已經降到4至5元,但相對于大部分沿海城市1至3元/噸的自來水價格而言,仍然偏高,這是因為海水淡化水價計算是按照工程成本計算,而自來水價格是政府指導價格,享受財政補貼。如果政府能加快水價改革,建立淡化水和自來水公平的競爭機制,充分發揮水價的杠桿作用,對使用海水淡化水享受價格優惠政策,對從事海水淡化的企業實行優惠政策,勢必會加快我國海水淡化的步伐。
核心技術少。膜法海水淡化三大核心反滲透膜、高壓泵、能量回收裝置等技術,仍被美、日、德等發達國家所壟斷,基本依賴進口。以反滲透膜為例,國家“十五”重點國債項目支持匯通源泉環境科技有限公司,引進美國CNC技術公司復合反滲透膜生產技術,在消化吸收創新的基礎上,為提高國產化率,在貴陽建立了我國第一家年產120萬平方米的生產基地。我國已成為繼美國陶氏、海德能、科氏和日本東麗等公司之后全球第五個具有反滲透膜生產能力的企業。但和發達國家的投資規模相比,我們還相差甚遠,國內目前大、中型海水淡化工程基本采用的仍是進口膜。而一套海水淡化工程,僅膜裝置就要占到工程總投資的40%左右。
市場潛力巨大
國家發改委、國家海洋局、財政部在2005年頒布《海水利用專項規劃》,對沿海地區的城市和高耗水企業利用海水做出了明確要求沿海的電力、石化、冶金等行業要以海水作為工業冷卻水和工業純凈水,其中電力企業直接利用海水約占總量的85%:新建的電力、石化、冶金等企業要求配套建設海水淡化設施;對現有企業要進行用水改造,以海水淡化水作為工業純凈水。
此外,有關部委對沿海16省市的“十一五”海水淡化目標也做出了具體的戰略部署,要求2010年建設若干個10萬噸/日以上的海水淡化示范工程,全國實現海水淡化水量80萬噸/日至100萬噸/日的目標,對沿海的缺水貢獻率達16%至24%,海水淡化國產化率大于60%;2020年,建設若干個20至50萬噸/日的大規模工程,全國海水淡化水量達到250萬噸,日至300萬噸/日,對沿海的缺水貢獻率達26%至37%,海水淡化國產化率大干90%。要實現這些目標,總投資需410至560億元。
我國政府還把海水淡化列為《當前國家重點鼓勵發展的產業、產品和技術目錄》、《當前優先發展的高新技術產業化重點領域指南》等,并組織國債資金支持海水淡化的科技攻關和示范項目,海水淡化已經成為21世紀我國令人矚目、商機無限的朝陽產業。