来自沙漠的能源奇迹

   2010-08-06 中国化工报原小瑛

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    论高度,它远远不及气势雄浑的中国馆;论面积,它也无法和宛如空中巨船的沙特馆相提并论。然而,小巧的以色列馆却吸引了大批游客前往参观。国土面积不过2.2万平方千米、2/3的土地被沙漠和荒山覆盖的以色列,凭借自己的创新能力,成为世界上唯一建立在沙漠上的能源发达国家。

 

以色列馆全景

以色列馆全景


  80%用水可来自海洋


  灯光熄灭。数百名游客抬头仰望,展厅中央一个蓝色的动态光球缓缓升起,蓝色逐渐变红、变亮、疯狂闪烁,似乎要释放出无穷的能量。恍惚间,每个人手边也亮起了一个光球,展厅内的石壁在不同颜色灯光的映照下显得时而庄重,时而神秘。


  这就是以色列馆的核心所在:创新厅。在这里,一个充满创造力的以色列,通过位于游客头顶上方的环形巨幕得以展示。影片集中选取了以色列对人类生活有着深远影响的几大创新成果:计算机芯片、U盘、胶囊内镜、滴灌、水处理和太阳能技术等,充分展现了以色列人将“小”发挥到极致的艺术。


  “小小的U盘,现在人人都用,你知道这是10年前以色列的发明吗?还有胶囊内镜,只有普通药丸大小,吞下后就可以让它随胃肠蠕动做全程的消化道摄影,代替痛苦的胃镜检查。”以色列馆年轻的向导米雅自豪之情溢于言表。


  水处理技术是以色利创新的一大亮点。恶劣的环境迫使以色列要发展农业和工业,就必须解决用水的问题,因此一系列先进的水处理技术也就应用而生。据介绍,以色列水技术主要集中在农业灌溉、污水处理和海水淡化3个领域。农业灌溉上的水技术主要是滴灌。在污水处理方面,以色列是世界上污水回收利用率最高的国家,其水资源回收率达75%。而排名第二的西班牙,水资源回收率仅为25%~27%。“在以色列地下,埋藏着一个非常庞大的供水系统,在建房、修路以前,各处的灌溉、生活用水管道均已铺设齐备。所有的水都不废弃,而是收集起来后,用管道输送到污水处理厂,采用过滤等一系列方法处理净化,然后用于非食用作物灌溉。”米雅告诉记者。


  米雅还表示,政府的有效管理也很重要。为了满足水的供给,政府把水资源短缺与节水意识灌输给每个公民,比如政府倡导要减少洗车的次数,不要用水龙头冲洗车辆,要用桶水和海绵擦车,给花园浇水最好是在水蒸发较少的晚上,大旱之年政府还会制定措施对于浪费水的行为予以处罚。


  为了不断创造新的水源,以色列还发明了海水淡化技术。2000年后,以色列相继建设了许多海水淡化厂,拥有世界上最大规模的海水淡化设施。根据规划,2013年前以色列政府还将建设两座大型海水淡化厂。全部工程完成后,海水淡化将满足以色列80%的水资源需求。


  以色列的海水淡化技术在国际上也是大名鼎鼎。据了解,目前全球一半的海水淡化市场被以色列公司占据,他们的用户遍及美国、欧洲、澳大利亚、中国等地。成立于1965年的以色列海水淡化技术有限公司(IDE)是世界著名的专业从事海水淡化的公司,迄今已在全球建成350多个海水淡化项目,其中用于化工领域的有100多个。尤其是IDE开发的反渗透技术使得海水淡化的成本显著降低,在国际上具有相当强的竞争力。


  据了解,IDE已进入中国市场。2007年6月,IDE与天津国投津能发电有限公司签订了建设天津日产10万吨海水淡化项目的协议。该项目位于天津市东北的渤海岸,今年初已建成投产。今年6月,两家公司又签署了新的日产10万吨海水淡化项目的协议。工程全部投产后,可日产淡化水20万吨,是中国目前最大的海水淡化项目。


  滴灌技术成就高效农业


  站在蓝黄相间的以色列国家馆面前,记者立刻想起以色列独特的地理位置——一半是蓝色的玻璃象征着海洋,另一半是黄色的天然石块代表着浩渺的沙漠。以色列的南部是沙漠,北部是山脉,东部是死海,西部是地中海。


  脚下一段蜿蜒小道让人们放慢了脚步。小道的两旁种植着几十棵以色列的特产——柑橘树。还有一块户外液晶屏讲述了以色列在农业领域的创新科技。


  “以色列全年7个月无雨,人均年占有水资源量约300立方米,只有世界平均水平的1/33,中国平均水平的1/8。如果靠天,以色列将颗粒无收;如果靠地,将寸草不生。”影像中这样介绍道。然而,就在这样的土地上,以色列却不仅解决了自己的“菜篮子”问题,农产品还远销欧洲,被誉为欧洲的“冬季厨房”。以色列何以取得这番令世人瞠目结舌的农业成果?滴灌技术为大家揭开了谜底。


  将节水和灌溉结合在一起的滴灌技术,来自1962年南部沙漠里一个农民的偶然发现——水管漏水处的庄稼长得格外好。后经试验证明,滴灌是减少蒸发、高效灌溉及控制水肥最有效的办法。滴灌发明两年后,耐特菲姆(Netafim)滴灌公司应运而生。该公司在每一片需要灌溉的土地上铺设软管,开发针对废水灌溉的滴灌头。滴灌时间、滴灌量由计算机控制,能自动探测植物的生长环境、水分和养料状况。包括化肥在内的所有植物营养通过这种系统向植物根部自动输送。


  米雅女士告诉记者,现在的滴灌技术已经是第六代,相比一般的水、肥施用方法,水的利用率可提高40%~60%,肥料利用率可提高30%~50%。水肥一体化的推广应用,把千百年来的浇地改成了浇作物,把对土壤施肥变成了对作物施肥。米雅表示,不论是在广袤的农田、果园,还是公园,乃至城市的林荫道、居民门前、阳台的花盆或一棵树上都铺设滴灌,可以说在以色列滴灌管道无处不见。


  滴灌的原理简单,但让水和肥均匀地滴渗到每棵植株上的技术却很不简单。以色列研制的硬韧防堵塑料管、接头、过滤器、控制器等都是高科技的结晶。另外,与滴灌设施相对应,以色列基本上没有固体肥,90%以上都是液体复合肥,供配套自动化的水肥施用系统施用。“以色列的农业有两大原则贯彻其中:一是不同的作物不同的配方,二是作物的不同生长阶段不同的配方。”米雅表示,以色列的液体肥有500多个配方的产品,比如西红柿,中国可能只有一两个配方,而以色列则有二三十个配方,这样既能够让化肥的养分充分吸收,同时也没有任何浪费。“因为滴灌技术的先进,所以沙漠上的以色列成为全世界闻名的农业大国。”

 
  米雅表示,以色列农业的发展不是一日之功,政府的投入和引导是成功的主要因素。以色列每年都投入8000万美元用于农业研发。按照以色列目前从事农业生产的16万人口计算,相当于给每个人每年投入500美元。农业的投入使农民和企业积极参与农业技术的研发,使全国在有限的资源下发展高水平的农业。


  记者不禁想到,我国也是个贫水国家,但据统计,我国农业用水占全国用水的70%,大多数地区依然使用传统的漫灌方式,水资源利用率只有43%,造成极大浪费。同时施肥技术也比较落后,化肥利用总体水平只有30%,还严重污染了环境。和以色列这个自然环境远远不如我们的国家相比,我们的差距十分明显。

 

环球大屏幕上正在介绍举世闻名的滴水灌溉。

环球大屏幕上正在介绍举世闻名的滴水灌溉。


  死海里诞生了先进化学工业


  记者跟随着展厅内一幅手绘壁画从耶路撒冷来到以色列南部的内盖夫沙漠,看到了毗邻这片沙漠的死海。死海-400米的海拔,是地球陆地表面最低的地方。画卷中用平躺在海面上悠闲看报纸的游客,代表死海的神奇。

 
  “游客在死海能把自己毫不费力地浮起来,是因为其高盐度带来的超凡浮力。”米雅表示,死海中钾、镁、氯和溴的浓度是普通海水中浓度的10倍以上,是以色列最大的自然资源。死海的成因很简单,这个地区气候酷热,年平均气温25℃,水蒸发量极大,注入死海的约旦河水远远小于蒸发量,于是大量的盐便沉积了下来。


  “以色列的化学工业很发达,因为有死海。”米雅告诉记者。而说到以色列的化学工业,就不能不提以色列化学工业有限公司(ICL)。该公司具有死海唯一的开采权,是以色列最大的化工企业,按照2009年世界化工企业100强排名,其位居第十二位,2008年的销售收入约69亿美元。该公司依托死海和内盖夫沙漠,在开发盐湖钾、镁、溴和磷等资源方面具有很长的历史和技术优势,在钾肥和磷肥、食品级磷酸、溴化物和镁盐等一系列化工产品的生产技术具有世界领先水平。


  以色列死海工业有限公司是ICL旗下的一家钾肥生产企业。该公司每年生产550万吨钾肥,是世界上第六大钾肥生产商,占有全球钾肥贸易量的13%。巴西是其钾肥的最大进口国,每年约进口150万吨。印度是第二大进口国,每年进口100万吨以上。中国是第三大进口国,每年约进口30万吨。


  ICL公司还通过下属的死海溴化物有限公司提取死海中的溴。该公司生产的多种溴的衍生物在全球贸易量中都名列前茅,如生产的溴系阻燃剂贸易量位居全球第一。


  死海还有镁盐,ICL公司将其开采出来用于生产氢氧化镁阻燃剂和镁金属。另外,ICL还在内盖夫沙漠开采磷酸盐矿,用来生产磷肥。其中磷矿石的产量和全球贸易量均占3%。纯磷酸和磷系阻燃剂的全球贸易量均列世界第一。

 

壁画上以色列最大的自然资源地死海吸引了游人的目光。

壁画上以色列最大的自然资源地死海吸引了游人的目光。


  太阳能技术全球领先


  如果说这个世界上有哪个国家迫切希望发展新能源以摆脱对化石燃料依赖的话,那一定是以色列。石油、天然气和煤炭,以色列都很匮乏。但是以色列地处沙漠,光照充足,所以以色列一直在大力发展太阳能技术。该技术在国际上也处于最为领先的地位。


  在特拉维夫、海法等大城市,几乎所有建筑物顶上都密布着银白色的太阳能热水器,这是以色列一道独特的景观。早在1986年,以色列就出台特别法令,要求每幢新造建筑必须安装太阳能热水器。现在,以色列家用太阳能热水器拥有量在全球名列前茅。但实际上,这只是以色列开发利用太阳能计划的一小部分。


  据了解,以色列政府一直斥巨资开发研究新能源技术。魏兹曼研究院和本-古里安太阳能研究中心是以色列两个主要的太阳能研究机构。此外,海法理工学院等高校也有类似的研究。魏兹曼研究院主要进行太阳能光热、光电、光化学利用、太阳能的吸收储存和输送等高技术研发。以色列的学者们还试图用太阳能制造甲醇,而不是采用传统的从化石类燃料中制取。


  早在2007年,魏兹曼研究院就出台了一个能源研究计划——可持续与替代能源研究计划。现在,研究人员已经找到了如何利用氢能的新技术。利用最新太阳能技术,通过创造容易储存的中间能源的方法,使氢能的利用完成了从理论到实践的突破性过渡。具体做法是,在太阳能反应堆里,用聚焦的太阳光线将金属矿石,如氧化锌,加热到1200℃。在加热过程中,矿物质产生分解,释放出氧和气态锌。不久,这种气态锌会浓缩成一种锌粉末,然后再让这种锌粉末与水发生反应,产生氢气和氧化锌。前者可以作为能源输出使用,后者则被再次送还到太阳能反应堆里。


  记者了解到,以色列太阳能发电技术已经赢得了我国公司的青睐。今年初,浙江三花集团与以色列太阳焦点公司签订协议,三花集团投资1050万美元用于研发太阳能聚热发电技术。全球最大的多晶硅太阳能电源模块生产商——无锡尚德太阳能电力有限公司也有意与以色列电气有限公司合作开发太阳能发电项目。目前两家公司正在讨论共同研发太阳能发电技术,以及利用现有科技联合建立发电厂。
 

 
 
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