海水淡化：我国沿海地区开源节流的根本出路
既要满足国家“十五”863重点示范工程的生产用水，又要不和严重缺水城市的居民“争水”，华能玉环电厂果断作出“向大海要水”，此举不仅解决了生产的全部用水，还反过来可解决所在地区1/3的居民用水。
2008年3月24日，是一个很平凡的日子，但对于中国华能集团玉环电厂来说，却是个不同寻常的日子，因为，这一天宣告着我国最大的“双膜法”35000吨/日海水淡化工程已成功运行两年，宣告着我国已经具备大型海水淡化工程设计、施工和运营的经验。
向大海要水
中国华能集团玉环电厂是国家“十五”863计划“超超临界燃煤发电技术”课题的依托工程和超超临界国产化示范项目，总装机4台百万千瓦级机组平均每小时用水量达1330吨。电厂位于浙江省玉环岛西侧，三面环山，一面临海。玉环岛陆地面积小，低山丘陵，集水面积不足，没有修建大型水库的条件，天然降水虽充沛，但淡水资源非常紧张，人均拥有水资源仅656吨，远低于浙江省2400吨及全国2700吨人均水平。玉环县水利局原副局长钱云飞在谈及玉环县的水资源时说：“2002年以来，玉环县遭遇连年的大旱，枯水季节县城居民3天供一次水，供水时间只有2、3小时，给电厂专用的里墩水库也是玉环县比较大的水库，由于大坝建在海涂淤泥上，设计沉降高度是2.8米，但当水面沉降到1．2米时就出现了管涌，整个水库不得不放水维修，政府曾从台州紧急调水甚至考虑把调水作为长远规划，但工期太长、造价也高。”
如何保障生产用水，又不与当地百姓“争水”？
玉环电厂果断作出“向大海要水”的决策，即通过海水淡化解决电厂的全部生产用水和生活用水，处理规模高达35000吨/日。然而，国内运营的海水淡化工程大多为几百吨或者几千吨，尚无万吨级以上工程可借鉴，国外更没有一家大型电厂全部采用海水淡化供应淡水，同时和玉环电厂相似的美国Tampa Bay项目在运行中又出现了问题。
科研人员在对数万页的国内外数据资料分析研究的基础上，结合玉环当地能源紧张、水污染严重、水质变化大等实际情况，决定大胆尝试和采用膜法海水淡化的技术工艺，并且为确保拟建海水淡化工程系统运行的安全、经济和高效性，先期邀请了6家跨国公司竟标，6 家公司分别在现场采用不同的技术工艺进行了为期5个多月的中试，科研人员在对每天的运行和性能指标进行仔细对比分析之后，最后选用北京赛恩斯特科技有限公司的双膜法（超滤加双膜法）工艺。
安全、经济、高效又节能的海水淡化技术工艺最适合我国国情
海水淡化的技术工艺发展至今有20多种，但大规模工程常用的只有膜法（反渗透）和热法（蒸馏法）两种，由于生产同等质量的淡水，膜法所消耗的能源仅为热法的40%―60%。因此，在全球能源普遍紧缺的前提下，除能源丰富的海湾国家外，膜法海水淡化被世界各国广为采用。膜法海水淡化工艺分预处理和脱盐两部分，传统工艺在海水的预处理阶段一般采用消毒、杀菌、沙石、多介质过滤、活性碳除氯等相结合的工艺，但由于海水的悬浮物杂质多、细菌微生物复杂、胶原体多，传统的预处理工艺常常技术路线长、操作难度大，稍有不慎，就会使预处理之后的水中微生物残留物含量高，当海水进入反渗透膜后，就很容易造成反渗透膜的生物污染和堵塞，使产水率下降，不仅需要频繁地清洗膜，保证高产水率，而且还使膜的使用寿命缩短。而新的膜法预处理工艺以其流程短、工序少、能耗低、产能高、寿命长、占地面积小等独特的技术优势不仅确保淡化系统运行安全性，而且使整个系统运行成本大大降低。
承担此工程设计和建设的北京赛恩斯特科技有限公司总经理吴红梅在接受采访时说：“双膜法已经成功应用在燕山石化30000吨/日炼油废水回用工程和邯钢21000吨/日钢铁废水回用工程上，系统连续运行平稳，出水水质完全符合设计要求。在设计玉环电厂水处理技术方案时，本着节能降耗，降低成本的原则，我们对以前的双膜法做了两大改进，首先，采用低压浸入式超滤膜。就是把膜直接浸入水箱中，不再使用价格昂贵的玻璃钢壳，这样不仅省去了壳与壳之间的繁琐连接，还使膜材料的清洗和安装更为方便和快捷，因此成本低、抗污染性强、系统集成度高、便于维护。由于膜装置是膜法海水淡化工程的核心，约占工程总投资的40%，仅此一项改进，就使工程的总投资减少了15%-20%；第二，采用高效能量回收装置。在一级反渗透系统中处理掉的 “浓”水，其剩余压力很高，以前这部分水都是白白排放掉的，造成能量的极大浪费，现在，我们使用了效率为94%的能量回收装置，依靠水压，在不需任何驱动的情况下，将它再能量转换到原料海水中。新工艺使系统吨水能耗降低到4度左右，比传统工艺降低了30-40%。另外，系统设计实现标准模块化，产能可无限放大。”
我国发展大规模海水淡化时机已成熟，到2020年总投资高达560亿元
玉环电厂海水淡化工程，不仅解决了企业自身全部生产和生活用水，还在枯水季节，反过来提供给玉环县城10000吨/日的居民用水，相当于县城用水总量的1/3。它的成功运行，给我国沿海地区的工业企业和城市的开源和节流起到了很好的榜样和示范作用，也为我国建设10万吨以上的大规模海水淡化工程奠基了基础，向大海要水不仅是解决我国沿海地区淡水资源短缺的现实选择，也是实现以水资源可持续利用，保障沿海地区经济社会可持续发展的战略性措施。
我国是海洋大国，海岸线长达18000公里。据国家统计局资料显示，我国沿海11省、市、区以全国15%的土地，养活了全国40%的人口，创造了全国67%的国内生产总值，沿海城市的发展不仅是全国经济发展的示范园，也是中国经济发展的基石。但沿海地区水资源的总量仅占全国的1/4，北方沿海天津、河北、辽宁和山东4省市人均综合用水量仅为269吨，南方沿海7省市人均综合用水量为560吨，均处于极度缺水状态，部分地区地下水超采，已经造成地面下沉、海水倒灌、生态环境恶化。水短缺已经成为制约沿海经济可持续发展的重要瓶颈之一。
对此，国家发改委、国家海洋局、财政部在2005年及时颁布《海水利用专项规划》，其中对沿海地区的城市和高耗水企业利用海水做出了明确要求：沿海的电力、石化、冶金等行业要以海水解决作为工业冷却水和工业纯净水，其中电力企业直接利用海水约占总量的85%；新建的电力、石化、冶金等企业要求配套建设海水淡化作为纯净水；对现有企业要进行改造，将现有的自来水、纯净水改造成以海水淡化水作为工业纯净水。此外，对沿海16省市的“十一五”海水淡化目标也做出了具体的战略部署，要求2010年建设若干个10万吨/日以上的海水淡化示范工程，实现海水淡化水量80吨/日-100万吨/日，对沿海的缺水贡献率16-24%，海水淡化国产化率大于60%；2020年，建设若干个20-50万吨/日的大规模工程，海水淡化水量达到250万吨/日-300万吨/日，对沿海的缺水贡献率26-37%，海水淡化国产化率大于90%。要实现这些目标，总投资就需410-560亿元。此外，政府还把海水淡化列为《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》、《当前优先发展的高新技术产业化重点领域指南》等，并组织国债资金支持海水淡化的科技攻关和示范项目，海水淡化已经成为21世纪我国令人瞩目又商机无限的朝阳产业。
如何跨越我国海水淡化的三道坎：水价、技术和认识？
虽然大力发展海水淡化时机已成熟，但业内专家一致认为，当前制约我国海水淡化产业健康快速发展还有三道坎：
一、水价相对高
海水淡化吨水成本虽已经降到4-5元/吨左右，但相对于大部分沿海城市1-3元/吨的自来水价格而言，仍然偏高，这是因为海水淡化水价计算是按照工程成本计算，而自来水价格是政府指导价格，享受财政补贴。如果政府能加快水价改革，建立淡化水和自来水公平的竞争机制，充分发挥水价的杠杆作用，对使用海水淡化水享受价格优惠政策，对从事海水淡化的企业给予减免税政策，对公益性海水淡化工程在用地、用电等实行优惠政策，势必会加快我国海水淡化的步伐。
二、核心技术少
膜法海水淡化三大核心反渗透膜、高压泵、能量回收装置等技术，仍被美、日、德等发达国家所垄断，基本依赖进口。以反渗透膜为例，国家“十五”重点国债项目支持汇通源泉环境科技有限公司，引进美国CNC技术公司复合反渗透膜生产技术，在消化吸收创新的基础上，为提高国产化率，在贵阳建立了我国第一家年产120万平方米的生产基地，我国已成为既美国陶氏、海德能、科氏和日本东丽等公司之后全球第五个具有反渗透膜生产能力的企业，但和发达国家的投资规模相比，我们还相差甚远，国内目前大、中型海水淡化工程基本采用的仍是进口膜。而一套海水淡化工程，仅膜装置就要占到工程总投资的40%左右，因此加快核心技术的研发、工程示范以及国产化步伐对降低海水淡化工程造价、降低吨水成本至为关键。
三、认识较淡漠
我国目前海水淡化的工程呈现数量少、规模小两大特点，日产量仅是世界的1‰。西班牙著名的旅游旅游圣地加纳利群岛，年接待1700多万人次，岛上无淡水资源，却建了1000多家海水淡化厂。我国现已经投入运营的有20多个海水淡化工程，总产量在10万吨/日左右，还抵不上以色列、沙特等海湾国家一个工程的水处理量。有条件利用海水但不利用的情况仍很严重，究其原因，就是对我国面临的水危机没有忧患意识，对海水淡化重要性和可行性认识不足。首先，和南水北调相比，海水淡化更适合我国国情，已经启动的南水北调工程，三条线总投资7000多亿元，调水总量400亿吨，如果用海水淡化解决近海地区的水资源紧缺，按照吨水/日投资成本4000元计算，总投资仅需要4000多亿元，吨水成本也仅4-5元，每年新增GDP达2000多亿，而且海水淡化水纯净，不减少陆地淡水总量。反过来计算，建一座10万吨/日海水淡化厂仅需要投资4亿元，7000多亿元即可建设1750座10万吨/日的海水淡化厂。其次，政府缺乏象对环境保护产业那样的奖惩措施和刚性法规；另外，有些企业，尤其是国有大中型企业，缺乏象玉环电厂那样的科学观和社会责任感和使命感。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
