中国淡水资源日益稀缺 海水淡化产业亟待发展
慧聪水工业网 一个坐落于北京西南200公里处的海水淡化项目一旦竣工,将有望给缺水的北京提供三分之一的居民用水。2014年,据中国国家官方媒体报道称,坐落于渤海湾的该项目,预计最快于2019年投产,到2020年将能够提供日产量3百万吨的淡化海水,以满足生活需求。
然而自那时起,海淡项目的进展便一波三折。作为京津冀协同发展的重要组成部分,海淡项目虽然已被列入重点项目名单,但项目的具体落实仍旧遥遥无期。
经历了初期爆炸式增长,自2006至2010年,中国海水淡化能力以每年70%的激增。但政府统计数据显示,2015年,该项目并未达成日淡化海水220万吨-260万吨的目标。截至2015年12月,根据中国海水淡化协会(ChinaDesalinationAssociation)统计,已建成项目的日淡化海水量为103万吨,相较预期目标差距巨大。
充足的淡水资源意义重大。政府统计数据显示,即便是在有南水北调工程两条各长愈1000公里的线路,每年输送250亿立方米长江水至中国北方的情况下,到2030年,中国沿海地区淡水资源缺口还将达到214亿立方米。
中国水风险(ChinaWaterRisk)网站指出,在中国的669座大型城市当中,至少有400座城市面临水资源的匮乏。此外,93%的电力供应需要工业用淡水,稳定的水资源供应同样是经济基础的保障。
但大规模的海淡项目上线困难重重。作为高耗能产业,海淡项目成本高昂。目前国内居民用水的均价低于50美分每吨(约合人民币3.4元),然而淡化海水的均价却在每吨75美分至1.2美元之间(约折合人民币5—8元)。
新鲜淡水即将枯竭
图中颜色标出了人们消耗的淡水与可供给淡水的比例【0.4以上即为淡水高度紧缺;0无紧缺;0.1低度紧缺;0.2中度紧缺;0.4高度紧缺;0.8超高度紧缺】,由图中可看到,世界上处于淡水危机的地区有以下:北美,美国与加拿大南部的多年干旱;南美,安第斯山脉冰川退化影响淡水供应;巴西,巴西北部由于河流两岸风化后沉积于河床造成供水减少;中国,黄河由于降水减少和过渡灌溉枯竭;印度,地下水砷与氟化物污染造成公众健康问题;澳大利亚,墨累达令盆地水生态因为河流流量减少,矿物质含量增高造成破坏。
如此高昂的价格意味着淡化海水很难找到承接自来水厂,地方政府铺设管网的积极性也不高。(普通自来水管长期输送淡化海水会被腐蚀,若把地下供水管网全部改成塑料管,巨大的市政成本会进一步推高淡化海水的价格——编者注。)
就此天津大学天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室主任王志指出,“一遇到干旱,当地政府部门和企业就会找我们谈海淡项目合作,然而一旦次年降雨量充足,他们就会将计划搁置,把资金投放到别处。”
诚然,对淡化海水的需求每年会视地表水以及地下水的充足与否而定,但这会给海淡项目的实施带来了诸多不确定因素。已经投产的项目,则面临供需不平衡的问题。例如,先期阶段设计日淡化海水量5万吨的设备,目前只能给本地燃煤发电机组提供3千到5千吨日淡化海水。
上海电气海水淡化工程技术公司高级工程师樊智锋表示,“海淡项目整体高速发展在目前看来难以取得实质性进展,除非其能和市政供水系统有效结合,但这在目前可能性不大。”
为了更佳合理利用日益稀缺的淡水资源,中国政府早在几年前就落实了一系列措施,沿海地区新开发的高耗水项目,必须自行解决水资源供应,不允许使用地表水。在东部沿海地区,超过60%的淡化海水为工业用水,以独立项目的形式供应发电机组或者炼油厂。
而在北方,南水北调工程的存在降低了海淡项目的紧迫性。还有部分中国政府官员以及科学家对海淡项目的可持续性提出了质疑。自项目伊始,部分居民被迫搬迁,南方河流的生态环境遭到了一定程度上的破坏。
麻省理工清洁水源及绿色能源部门(theCenterforCleanWaterandCleanEnergyatMIT)主任JohnLienhard指出,选择海水淡化还是淡水运输,本身是一个复杂的问题。海水淡化需要考虑到排出的高浓度盐液如何稀释才能尽可能的减少对海洋生态的影响。
供应淡水与能量消耗
天下没有免费的饮用水,海水淡化总体上来说成本依旧高于其他方式。从上图可以看到,淡水供应能耗方面,淡水输送能耗为0.1-2.5千瓦时/立方米;水处理能耗为0.2-1.5千瓦时/立方米;循环水能耗为0.2-2.5千瓦时/立方米;盐碱水淡化能耗为1.0-1.5千瓦时/立方米;海水淡化能耗为2.5-4.0+千瓦时/立方米。
海淡技术作为科技密集型产业,已经吸引了超过70%的本土创新力量用以研发海淡设备,然而这并不够。根据一份2012年的政府文件,在中国注册的756个海水淡化项目专利当中,我国拥有自主知识产权的只有15%。
中国科学家从引进进口设备到自主研发,一切只为迎头赶上。天津大学海水淡化实验室参与了几乎每一项重大的海淡项目科研工作,包括蒸馏和能量回收。副主任解利昕教授告诉我们,“我们是先引进进口设备,再进行自主研发。”
对于看好中国的海水淡化市场的境外公司来说,前景也不容乐观。坐落于天津市郊的北控水务集团曹妃甸海淡进京项目(BeijingPowerandDesalinationPlant)是目前中国最大的海淡项目,该项目由以色列IDE海水淡化技术有限公司负责设计。IDE北京办事处王双成总经理表示,“有许多中国公司前来参观,想要借鉴设计我们的设计,因为在他们看来,这个巨大的市场不该由若干外资企业把控。”
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