大型核電海水淡化商業化可行性分析研究

楊冰

【摘 要】本文介紹了海水淡化工藝，并針對大型核電海水淡化項目，進行對比選擇。從技術、經濟以及環境方面對大型核電海水淡化項目的商業化可行性進行了論證，得出大型核電海水淡化項目商業化可行性的結論。

【關鍵詞】核電；海水淡化；反滲透；可行性

0 概述

我國是一個缺水型國家，且水資源分布不均。沿海地區經濟發達，人口集中，但經常面臨著水資源短缺的問題，尤其是北方沿海地區，淡水資源匱乏，人均占有水資源較少，在干旱缺水時節，經常面臨著用水難、吃水難等問題。

海水淡化是解決沿海地區淡水資源缺乏的重要手段，具有供水安全性與可靠性等特點，可以很好地解決了當地居民靠天喝水的問題。同時，再結合清潔、安全、可靠的核電作為海水淡化的能源供給，提高資源的整體利用效率，符合我國經濟轉型的強烈要求。

1 海水淡化工藝介紹

目前應用比較廣泛的海水淡化技術主要包括：多級閃蒸、多效蒸餾、壓汽蒸餾和反滲透四種。

1.1 多級閃蒸

多級閃蒸在目前全球海水淡化產量中，占有著很大的比例，其技術在海水淡化工業中較為成熟，運行安全性高，適合于大型和超大型的海水淡化廠，總是與火力發電站聯合使用。

1.2 多效蒸餾

多效蒸餾對海水水質變化的適應性強，出水品質高，傳熱系數高，動力消耗低，熱利用效率高；但其設備投資以及制水成本相對較高，單體設備規模較小，而且主要與火力發電站聯合使用。

1.3 壓汽蒸餾

壓汽蒸餾設備結構緊湊，過程效率高，設備可靠；但規模一般不大，多為日產千噸級。

1.4 反滲透

反滲透是以壓力差為推動力的淡化過程，是目前發展最快、使用最多的海水淡化技術。與傳統的熱法相比，反滲透法具有以下突出的優點：（1）反滲透海水淡化過程不發生相變，所以，它是最節能的海水淡化方法；（2）設備簡單，模塊化程度高、效率高；（3）占地面積小；（4）操作方便，容易控制；（5）設備投資低，建設周期短。

2 工藝選擇

結合核電清潔、高效、安全、穩定的特點，及四種不同的海水淡化方案主要應用環境與產能情況，綜合比較分析，目前，反滲透工藝更加符合大型核電海水淡化的工藝要求。

3 可行性分析

鑒于核電與海水淡化工藝的特點，初步選擇反滲透作為首選工藝，現進一步分析核電反滲透海水淡化方案商業化應用的可行性。

商業可行的前提是技術工藝可行，所以首先對技術可行性進行分析論證。

3.1 技術可行性

反滲透海水淡化的主要工藝包括取水、預處理、反滲透過濾、能量回收和后處理等過程。現按照不同階段工藝流程進行大型核電海水淡化技術可行性分析。

3.1.1 取水可行性

海水淡化的取水方式大致可分為海灘井取水、深海取水、淺海取水三類。

海灘井取水是在海岸線旁邊建設取水井，從井里去除經海床過濾的海水，作為海水淡化廠的源水。但海灘井取水方式需要海岸結構的滲水性、海岸沉積物厚度以及海水對岸邊海底的沖刷能力符合一定的標準，且海灘井建設占地面積較大，影響了其單井的取水能力。

深海取水是通過修建管道，將外海的深層海水引到岸邊，再通過修建在岸邊的取水泵房為海水淡化工程供應海水。這種取水方式通常需要距離海岸線較近處就有比較陡峭的海床，如果距離海岸較遠取水，會造成巨大的投資，同時，由于工程投資巨大等因素，一般不適合較大規模的取水工程。

淺海取水是最常見的海水淡化取水方式，雖然水質較差，但由于投資少，適應范圍較廣、應用經驗豐富等優勢被廣泛采用。

對于大型核電海水淡化工程來說，海灘井取水與深海取水均有一定限制，所以采用淺海取水方式最為合適，同時，由于海水淡化與核電結合，可以充分利用核電的取水設施，不僅在技術上可行，而且可以降低大量取水工程的投資費用，實現資源優化配置。

3.1.2 其他工藝可行性

由于預處理、反滲透過濾、能量回收和后處理工藝均在海水淡化廠房內完成，與一般海水淡化廠大致相同，且核電廠也擁有相應的海水淡化工程業績，所以技術可行，且可以應用于商業化工程項目中。

3.2 經濟可行性

商業化可行的關鍵是在成熟技術的基礎上具有廣闊的市場前景與盈利能力，以下主要對大型核電海水淡化的市場與經濟性進行分析，并論證其可行性。

3.2.1 市場分析

1）全球市場

目前，全球有海水淡化廠1.3 萬多座，海水淡化日產量約3500 萬噸左右，其中80%用于飲用水，解決全球1 億多人的供水問題。主要市場集中在中東、美國等地區。

全球海水淡化裝置容量年增長速度為10%-20%，世界海水淡化工程合同金額十年內預計將達800億美元。

2）我國市場

截至目前，我國已建成海水淡化裝置100多套。最近幾年，我國海水淡化增長的速度在20%以上，快于全球的平均速度。

3）規劃與政策

“十一五”期間，我國在《海水利用專項規劃》中詳細的部署了海水淡化的未來發展，提出發展海水淡化產業的相關政策和保障措施。

2011年3月，《我國國民經濟和社會發展“十二五”規劃綱要》中提到：“大力推進再生水、礦井水、海水淡化和苦咸水利用。” 在此總體綱領的指引下，國家各部門陸續發布了多個文件，對海水淡化在“十二五”期間的具體目標作了詳細規劃。

4）核電規劃與政策

隨著在“十三五”的到來，我國核電建設在政策力推下將進入發展高峰，國務院印發的《能源發展戰略行動計劃》中明確提出2020年的核電發展目標，同時，在“一帶一路”戰略背景下，我國不僅會大力推動內陸核電打發展，還要讓核電機組“走出去”，發展核電產業已經成為國家級戰略。

在不斷擴大的海水淡化市場與核電的利好政策的支持下，以核電+的模式，綜合配置資源，不僅符合市場的需求，也是對國家政策的準確把握，所以，大型核電海水淡化的發展不僅可行，更應大力發展。

3.2.2 經濟分析

1）投資成本

我國海水淡化技術經過 40 多年的研究已經趨于成熟，但核心部件的技術仍與國外有很大差距，仍需依賴進口。這也導致了我國海水淡化裝置的總體投資成本仍然較高。

通過資料分析，海水淡化的主要成本為能源成本（即電費），以及設備成本，對于大型核電海水淡化來說，對電能的綜合利用可以大幅度降低海水淡化能源成本，提高盈利能力。

2）售水價格

海水淡化水價包括資源水價、工程成本、環境水價、水費、利潤等五部分。其中，由于國家尚未對海水利用征收水資源費用，因此海水資源水價可按0元計算；根據國家相關規定，自2008年1月1日起，免征海水淡化企業所得稅。因此，海水淡化售水價格只包括工程成本、環境水價、利潤三部分

通過對比分析可知，海水淡化水每噸售價約在4.2元～6.5元之間。

3）盈利能力

綜合比較售水價格與主要城市階梯水價及工業用水價格，分析了解到，海水淡化價格與主要城市居民飲用水第一階梯水價具有部分交集，與第二階梯水價接近，在大型核電海水淡化工程在能源成本降低的優勢條件之下，具有潛在盈利能力；由于工業用水價格比居民用水價格高，所以，大型核電海水淡化應用于工業用水具有盈利能力。

4 結論

通過以上技術、經濟與環境方面的分析，綜合論證了大型核電海水淡化的商業化可行性，不僅可以共用核電廠的取水設施，向海水淡化廠提供高品質的源水，還可以充分發揮電能綜合利用的優勢，降低造水成本，提高盈利能力，更是促發展、惠民生的高品質項目。

隨著我國核電廠的廣泛建設，以及對海水淡化市場需求的逐漸提高，大型核電海水淡化將會受到高度的重視并具有廣闊的市場。

[責任編輯：王偉平]