近年来,我国海水淡化项目建设进程加快。 图为河北的一个海水淡化项目建设现场。(杨世尧 摄)
“2012年中国许多城市出现地面沉降。”新年伊始在互联网上流传的这则新闻刺激了很多人的神经,而导致地面沉降的原因,主要是因为缺水。
过度开采地下水导致50多个城市出现地面沉降,为缺水的中国再次敲响了警钟。如何破解缺水之困?如何寻找新的水源?一个新兴产业——海水淡化跃入了公众的视线。在今年的全国两会上,有关海水淡化产业的话题更是受到代表委员们的热议。那么,海水淡化产业目前的发展情况如何?化工企业在海水淡化产业中能有哪些作为?记者对此进行了深入采访。
愿:淡化海水缓解缺水
“必须清醒地看到,人多水少、水资源时空分布不均是我国的基本国情和水情。水资源短缺、水污染严重、水生态恶化等问题十分突出,已成为制约经济社会可持续发展的主要瓶颈。”今年2月,水利部副部长胡四一在国新办新闻发布会上就日益严重的水资源紧缺问题发出警告。
在这警告背后,呈现出的是一幅国民缺水图。最新数据显示,我国人均水资源量只有2100立方米,仅为世界人均水平的28%;全国年平均缺水量为500多亿立方米,2/3的城市缺水。我国缺水地区众多,以华北地区为例,北京、河北人均水资源量仅为300立方米,天津人均水资源量更是不足160立方米,甚至远低于国际公认的1000立方米的严重缺水标准。而随着经济的发展,中国将越来越“焦渴”已是不争的事实。
面对日益尖锐的水资源供需矛盾,今年全国两会期间,许多代表委员提出建议:加快发展海水淡化,向大海要水喝。
“适度加快发展海水淡化产业,并将其作为重要产业来培植,有利于水资源开发利用保护的‘三条红线’达标。”全国政协委员、福建省泉州市政协副主席骆沙鸣呼吁。骆沙鸣表示,随着城市化、工业化、现代化水平的提升,城市缺水情况将更加严峻。因此应结合我国国情,尽快将海水淡化产业作为战略性新兴产业加以扶持,并确立淡化海水作为我国的“第二水源”的战略定位。
针对京津冀地区缺水问题,农工党则提出,淡化海水是京津冀水资源战略和现实的双重选择。农工党提案指出,如能实现科学运作,海水淡化成本有可能低于南水北调工程。
此外,不少业内人士也表达了同样的观点。中国脱盐协会副会长兼秘书长郭有智告诉记者,目前海水淡化是资源性缺水、城市化进程加快、环境污染及自然灾害引起的缺水和水安全问题的最好解决办法。
事实上,向大海要水完全可行。据统计,目前世界上有150多个国家和地区开展了海水淡化工作。全世界共有约14000座海水淡化厂,解决了全球2亿多人的饮水问题。淡化海水已成为海湾国家的重要水源;在日本水资源缺乏的冲绳县、福冈县的部分岛屿,淡化海水也承担着居民饮用水和生活用水的任务。经过多年发展,目前我国海水淡化产业已建成具有自主知识产权的千吨级和万吨级示范工程,在天津、青岛等地建有多套海水淡化装置,全国海水淡化产水能力约60万吨/日。
最近两年,海水淡化也得到国家的高度重视,先后出台若干鼓励政策。2011年出台的《关于加快水利改革发展的决定》提出,要“积极开展海水淡化和综合利用”。同年发布的“十二五”规划纲要则提出,要“大力推进海水淡化利用”,“培育壮大海水综合利用等新兴产业”。2012年2月,国务院又出台了《关于加快发展海水淡化产业的意见》,并提出到2015年,我国海水淡化能力达到220万~260万立方米/日。
忧:两大瓶颈制约发展
虽有前有需求,后有政策,但记者了解到的情况却是海水淡化产业近况堪忧。海水淡化产业链条相对完善的天津,就是该产业发展的一个缩影。据媒体报道,目前天津已建成投产的6家海水淡化厂均存在大面积停工现象。国投电力北疆电厂海水淡化工程首期投产的4套装备每套设计产能为日产2.5万吨,目前只有1套在运行,日产淡水1.8万吨;大港区新泉海水淡化厂日产水约7万吨,目前全部供给附近一家乙烯厂作工业用水,设备处于半停半开状态;天津开发区的泰达新水源海水淡化厂目前已全线停产;大港发电厂的2套日产0.7万吨淡化装置仅1套在用,主要用于锅炉补给水,且无法实现满负荷运转。
事实上,即使全国海水淡化装置满负荷运行,总产能也仅为日产60万吨,与国家发改委2005年公布的《海水利用专项规划》提到的到2010年日海水淡化能力应达到80万~100万立方米的目标相去甚远。
“导致这种情况的根本原因是下游市场需求不足。市场需求太小是海水淡化产业面临的最大困难,下游不需要水,海水淡化装置怎么能运行起来?”国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所总工程师阮国岭一语道破原因。
“不是不需要淡化水,而是用不起。”许多业内人士告诉记者,导致市场需求不足的一个主要原因,就是取水成本太高,成本是海水淡化产业化道路上的最大障碍。“海水淡化的成本较高,这依然是制约产业发展的一个重要因素。”中国工程院院士、海水淡化和水再利用学会名誉理事长高从 如是说。
据了解,目前海水淡化水价为8元/吨,而城市居民用水价格为每吨四五元。而这8元/吨的水价,只有一半是真正的淡化水成本,另外一半则是管道及其他外部成本。这部分外部成本非上下游环节所能消化,只有寄望于政府补贴,但现行的水资源制度还没有将海水淡化纳入其中。
技术因素也是左右海水淡化成本的因素之一。据了解,目前我国万吨级的海水淡化厂应用的方法主要为热法和膜法。膜法为主流,国内外采用膜法的占60%以上。膜法工艺主要涉及四大技术:工艺设计能力、膜技术、高压泵、能量回收装置,但我国关键技术的自主知识产权很少。
中国膜工业协会秘书长尤金德表示,高压泵和能量回收装置等技术国内很欠缺;膜技术中更为先进的反渗透膜,在中国只有一家研发中心有自主研发生产能力;而先进的纳滤技术,国内研究尚无进展。国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所副总工程师张耀江也认为,膜技术是中国海水淡化产业的短板。他指出,目前国内的反渗透膜技术还达不到世界尖端水平,成本及渗透能力还需进一步提高。
至于热法设备,阮国岭告诉记者,国内已具备国产化技术,但是目前还没有企业应用。如果海水淡化的关键设备能够有所突破,对于成本的下降肯定有帮助。“用国产设备跟用进口设备比,起码可降低10%的成本。”阮国岭说。
海水淡化产业遭遇的另一个瓶颈,是副产物浓海水尚无完善的市场出路。海水淡化之后,淡水被取走,剩下的是比原海水盐度大幅提高的浓海水。浓海水如果排入海中,若不能及时扩散将会增加海水盐度,进而直接影响海洋生物的生理功能,也会干扰食物链,带来严重的生态和环境影响。阮国岭表示,目前每2吨海水除淡化出1吨纯水外,还副产1吨浓盐水,浓盐水被限制排放,只能免费供给附近的盐场晒盐。目前,我国每年固定的食盐市场需求为6000万吨,而一个年产200万吨的海水淡化项目能产出的盐量达1亿吨,比全国食盐市场的需求还多出许多。“在浓盐水找到完善的市场出路之前,也将成为海水淡化的产业瓶颈之一。”阮国岭说。
盼:化工企业大有可为
该如何突破海水淡化产业的发展瓶颈?不少代表委员和业内人士提出了自己的建议。
对于淡化海水的价格问题,农工党特别建议,可由财政部门设立专项资金,对海水淡化进行补贴。补贴对象分3种:一是水管网企业的接纳水补贴;二是海水淡化生产企业的水产品补贴;三是海水淡化装备制造企业的研发补贴及国产首台套装备赎买。通过补贴,一方面推动海水淡化的发展,另一方面有效推进我国的水价改革。而针对业界关心的浓海水综合利用问题,骆沙鸣委员建议,应尽快加强海水淡化技术和装备研发,同时尽快对反渗透法海水淡化后的浓缩盐水的回收循环利用和达标排放进行研究。
在采访中记者了解到,化工企业在海水淡化技术突破、浓海水综合利用方面都是大有可为的。阮国岭告诉记者,海水淡化过程中需要很多化工产品。比如,膜法海水淡化的核心装置膜组件是化工材料;海水前处理过程中用到的药剂也是精细化工产品;海水淡化系统中,管道的防腐涂层也要用到化工产品。“膜本来就是一种化工材料,膜技术的升级突破,也需化工企业努力。”阮国岭表示,反渗透膜技术,未来寄望于膜的性能提高,进而拓宽其利用空间,其能量回收利用率还能再提升20%以上,而能量回收率的提升则意味着更低的成本。关于海水处理药剂和防腐涂料,阮国岭表示,国内很多化工企业都有相关产品,但是国内产品的应用面广,不仅仅针对海水淡化,所以其精度与国外产品还有差距,这是今后企业可以改进的地方。
对于浓海水的出路,业内专家也提出很多解决方案。一是将其排到已有的盐田中制盐,二是将其供给盐化工企业做原料,三是利用化工技术从中提取溴、钾、镁等元素。高从 告诉记者,前两种方法是目前比较经济可行的办法。而专家表示,相对需求量比较固定的食盐市场,浓海水排给盐化工企业不失为一个好方法。本来,盐化工企业生产就需购买工业盐原料然后用淡水化盐,如改用浓海水化盐,浓海水里本来就有盐,这样就可减少购买工业盐的成本。“如果想利用浓海水,企业的工艺需要调整,设备需要更新。如果企业有能力消化这个工艺,对企业来说肯定十分有利。”阮国岭说。
记者了解到,盐化工企业应用浓海水做原料已变成现实。截至今年3月15日,我国首个浓海水综合利用项目已平稳运行45天。该装置以曹妃甸工业区海水淡化装置产生的排废浓海水为原料,通过40多千米的管道直接输送到唐山三友集团用于纯碱生产。目前装置各项工艺指标稳定,每小时可利用浓海水1090立方米,每吨纯碱可减少原盐消耗236千克, 降低直流水消耗约4.1吨。预计该项目年可利用浓海水1800万立方米,减排二氧化碳4万吨,综合利用原盐60万吨,节约水资源1000万立方米。