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有人預言,19世紀爭煤,20世紀爭油,21世紀可能爭水。聯合國[微博]曾多次發出警告,除非各國采取有力措施,否則到2025年世界將有三分之一的人口得不到安全的飲用水供應。
在我國,同樣面臨嚴峻的淡水資源緊缺形勢。水利部資料顯示,全國六百多個城市中,有四百多個城市供水不足,其中比較嚴重的缺水城市達一百一十個。因此,發展海水淡化技術,向海洋索取淡水已成為現代社會的當務之急。
目前海水淡化已成為中東各國、美國、西班牙、澳大利亞、以色列、日本和新加坡等國家水資源的重要組成部分,并且取得了顯著的社會、環境和經濟效益。但是,我國海水淡化方面的核心技術仍與國外先進水平存在10年左右的差距。
為增強我國海水淡化自主創新能力,6月14日,中關村新能源海水淡化產業技術創新聯盟成立,13家單位成為首批聯盟成員,未來將共同開展規模化工業性項目的試驗研究,推動北京新能源海水淡化技術創新和產業發展,緩解北京地區水資源短缺的狀況。
聯盟凸顯示范引領作用
此次,中關村成立新能源海水淡化產業聯盟有其緊迫性和現實意義在里面。
北京是一座缺水的城市,年均降雨量只有400-500毫米。如何讓城市污水和工業廢水資源再利用,甚至將海水淡化豐富我們的生活用水,是聯盟一直探索的命題。
早在2011年5月,北京市出臺了《關于進一步加強水務改革發展的意見》表明,北京面對水資源極端緊缺的局面,將加大水源保障工程建設,形成以本地水、外調水、再生水和應急備用水源等多水源互聯互調的水源保障格局。
可以說,海水淡化是解決北京缺水的必由之路。海水淡化開辟了新水源,而且渤海到北京屬于近距離輸水,既能解決缺水的燃眉之急,又不掠奪周邊缺水地區的寶貴的水資源。況且,考慮中關村企業的技術水平,北京建造海水淡化工程完全可以實現。
據了解,我國近年來建成了一批大中型海水淡化工廠,但其關鍵技術裝備和材料大部分從國外進口。針對這種狀況,中關村一批高新技術企業在新能源、海水淡化技術和裝備等方面加強研發,正在通過實現技術和裝備的國產化,逐步打破國外企業壟斷。
西門子等外企水務公司占據了中國海水淡化市場60%以上的份額。眾多公司紛紛將重心從美國、歐洲轉移到亞洲。中國海水淡化市場的競爭將會越來越激烈。
而從海水淡化產業鏈來看,已建成的海水淡化工程中近80%的裝機規模都是引進國外技術建造而成,關鍵設備如反滲透膜、能量回收裝置等仍被美、日、德等發達國家所壟斷,基本依賴進口,尤其是大型海水利用材料和裝備自主創新建造技術亟待突破。
有專家估計,這些核心技術如果實現了國產化,將使系統的國產化率由目前的40%提高到70-85%。國產化率的提高勢必將降低投資,減少運行成本,提高核心競爭力,使中國海水淡化裝置的整體水平進入到國際先進行列。
從淡化海水應用來看,與國外先進國家,如澳大利亞、以色列大規模將海水淡化并入市政管網相比,我國海水淡化目前在市政供水中的應用主要集中在海島的市政供水。雖然用于工業區日常供水的海水淡化廠規模較大,但數量很少,只有兩座萬噸級以上的工廠,分別位于河北省曹妃甸工業園區和天津泰達開發區的供水。
所以,我國海水淡化亟需建立大型海水利用自主示范工程加以引導,從而提高海水淡化自主創新能力。
此次,中關村新能源海水淡化產業技術創新聯盟由園區內的13家企業共同發起成立。成員有北控集團公司、首都鋼鐵集團公司、北京賽諾水務科技公司、清華北控環境產業研究院、北京市政工程設計研究院、北京碧水源(38.590,0.70,1.85%)股份有限公司等。
未來,這一聯盟將通過產業聯盟的方式整合中關村優勢資源,促進產學研應用協同創新,開展規模化工業性項目的試驗研究,從而達到減少項目投資、降低系統運行能耗、降低海水淡化生產成本、減少環境污染。
賽諾水務首席技術官張松建認為,聯盟的成立能夠提升企業的影響力。未來,將有更多的產業鏈上下游企業受到鼓舞,加入到聯盟里面來。
中關村新能源海水淡化技術創新示范項目,作為北京市海水淡化產業發展的奠基石,得到了北京市政府的全力支持。示范項目將建立一個永久的開放式的海水淡化技術裝備的展示平臺,為相關企業提供展示的機會。
園區企業完善海水淡化產業鏈
本次啟動的新能源海水淡化示范項目分為兩組,分別采用膜法和熱法技術。
膜法海水淡化則可通過技術改進,提高膜性能,優化工藝組合,通過研究能量回收裝置提高能量回收率,從而降低能耗,減少碳排放量。熱法海水淡化可以發展水電聯產模式,充分利用低成本的低品位廢熱,結合熱泵系統的應用提高低品位熱源品質,實現廢熱的回收利用;通過不斷的技術進步,提高換熱效率,降低能耗。
膜法示范項目在北控水務集團已建成的曹妃甸海水淡化廠內分兩期建設,一期規模為1000噸/日。其中,賽諾水務、北控水務牽頭整體設計和施工建設;碧水源、賽諾水務等公司負責研發,并提供超濾膜及組件和反滲透膜及組件;創世奇公司負責研發并提供能量回收裝置等關鍵設備。
熱法示范項目擬在首鋼集團已建成的曹妃甸海水淡化廠內建設,由首鋼集團和賽諾水務公司牽頭正在制定實施方案,一期每天可生產淡水5萬噸。熱法海水淡化技術及裝備的工程化應用,為具有自主創新特色的大規模海水淡化工程提供總體解決方案,為海水淡化產業領域的技術創新和企業發展搭建良好平臺。
其中,賽諾水務、碧水源、創世奇公司等在膜組件、能量回收裝置等方面已具備自主研發能力。在海水淡化工程的整體設計、建設、運行方面,賽諾水務、北控水務等企業均承擔過日產萬噸級海水淡化工程建設。目前,中關村在新能源海水淡化技術研發和產業化方面具有較強實力,技術水平居于國內領先地位。
園區企業賽諾水務有豐富的海水淡化項目應用經驗,公司分別在2003年到2012年期間,建造了一系列海水淡化項目。例如,企業與中石油、大連石化、地方發電廠等合作,建造了一批千噸級至萬噸級的海水淡化項目。一系列工程下來,公司的海水淡化技術能耗也由每噸淡化水消耗10度電到目前的3.5度電,基本與國際能耗水平相一致。這也反映了中國海水淡化企業走過了埋頭研發、自主創新的一段路程。
如今,賽諾水務已摸索出一套海水淡化降低能耗的經驗:通過水電聯產模式進行海水淡化,不僅可以降低能耗,還可以廢水再利用。如今,公司在濃鹽水的處理利用上,已經擁有了兩項國家專利。技術人員考慮將水和制鹽的過程結合起來,將海鹽水通過離子膜,提取出鹽分,用來制鹽,即制水制鹽耦合工藝。余下的海水含鹽量就會大大降低,用這樣的水做淡化,能耗會比傳統淡化方法降低一半以上。
近日,《海水淡化科技發展“十二五”專項規劃》發布,“十二五”期間,通過本專項5年的實施,初步形成我國海水淡化技術創新體系。預計到2015年,全球海水淡化市場規模將會達到700-950億美元。我國海水淡化裝備制造的產值將達到每年75-100億元。
但諸多現實問題也擺在面前,要避免企業蜂擁而上造成的產能過剩,以及低質量工程造成的生態破壞;涉及到國計民生,政府還要統一部署,盡快制定出淡化水的水質標準。