海水淡化迎来黄金发展期之海水淡化调研.doc

海水淡化迎来黄金发展期 淡水资源危机日益加重。据有关国际组织预测，生活在缺水国家的人口将从1990年的1.32亿增加到2025年的6.53亿（按照低人口增长预测）和9.04亿（按照高人口增长预测）之间。到2050年，预测生活在缺水国家中的人口将增加到10.6亿和24.3亿之间，约占全球预测人口的13%～20%。目前，海水淡化已遍及全世界一百二十多个国家和地区，主要市场集中在中东、美国等地区，亚洲国家如日本、新加坡、韩国、印尼与中国等也都在积极发展海水淡化产业。全球有海水淡化厂1.4万多座，海水淡化日产量约3500万吨左右，其中80%用于饮用水，解决全球1亿多人的供水问题。据统计，全球海水淡化系统与产量以每年10％以上的速度在增加。海水淡化已经成为世界许多国家解决缺水问题普遍采用的一种战略选择，其有效性和可靠性已经得到越来越广泛的认同。 随着我国城镇化率的提升、城市用水告急和沿海工业对淡水需求的增多，近些年来海水淡化在中国发展异常迅猛。目前我国已经具备了万吨级海水淡化的工程能力，虽然规模不大且主要以反渗透法为主，但结合我国的实际情况来看，低温多效+水电联产在我国有很大的应用空间。随着我国政府对海水淡化工程支持力度的加大，预计未来5～10年我国海水淡化市场将步入黄金成长期。 我国淡水资源虽然总量丰富，但是人均短缺，且污染严重，淡水资源前景不容乐观。我国具备丰富的海水资源，且相对于南水北调工程而言，海水淡化具备竞争优势。海水淡化技术已经成熟，且受到国家政策的扶植。我们认为随着我国海水淡化产业正在走出技术瓶颈和政策瓶颈的困扰，将会进入前所未有的战略机遇期。 1 海水淡化产业链 海水淡化产业链上游包括反渗透膜材料及组件、蒸发器、高压泵、能量回收装置、热交换管等生产制造；中游是海水淡化工程的设计、制造和安装等工程承包服务；下游则是钢铁冶金、石化化工、电力、造纸等用水企业。 图1 海水淡化产业链 2 国内外海水淡化发展现状 海水淡化即利用海水脱盐生产淡水，是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响。海水淡化是世界上公认的解决淡水危机的最佳方案之一。由于世界上70％以上的人口都居住在离海洋120公里以内的区域，海水淡化可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。现代意义上的海水淡化是在第二次世界大战以后才发展起来的。从20世纪50年代以后，随着水资源危机的加剧，海水淡化技术得到了加速发展。第一个现代海水淡化工厂于1954年建于美国德克萨斯的弗里波特，现在仍在运转着。而大规模的海水淡化技术应用始于中东地区。中东各国“富得流油”，却十分干旱，水资源严重匮乏。1983年，沙特阿拉伯在吉达港修建了日产淡水30万吨的海水淡化厂；在科威特，现在每天可以生产淡水100万吨。波斯湾沿岸地区，有的国家的淡化海水已经占到了本国淡水使用量的80%～90%。 目前，海水淡化已遍及全世界一百二十多个国家和地区，主要市场集中在中东、美国等地区，亚洲国家如日本、新加坡、韩国、印尼与中国等也都在积极发展海水淡化产业。全球有海水淡化厂1.4万多座，海水淡化日产量约3500万吨左右，其中80%用于饮用水，解决全球1亿多人的供水问题。 图2 世界海水淡化市场分布 3 海水淡化工艺 目前全球海水淡化技术超过20余种，包括多级闪蒸法、多效蒸馏法、反渗透法、电渗析法、压汽蒸馏、露点蒸发法、冷冻法、水电联产、热膜联产以及利用核能、太阳能、风能、潮汐能海水淡化技术等等，以及微滤、超滤、纳滤等多项预处理和后处理工艺。 然而达到工业规模化生产水平的主要是蒸馏法和反渗透法，也就是“热法”和“膜法”，其中多级闪蒸法（MSF）、低温多效蒸馏法（LT-MED）和反渗透膜法（RO）是现在全球主流技术。 3.1 多级闪蒸法（MSF） 多级闪急蒸馏法，其原理是将原料加热到一定温度后引入闪蒸室，由于闪蒸室中的压强控制为低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压，所以热盐水进入闪蒸室后即成为过热水而急速的部分汽化，所产生的蒸汽在冷却水管外壁冷凝为所需淡水，换热后冷凝管内海水温度上升，节约能源。多级闪蒸的设备由多个闪蒸室构成，每一级闪蒸室里面可以完成一个完整净化过程。热盐水依次流经若干个压强逐渐降低的闪蒸室逐级蒸发降温，浓度逐级增大，直到温度接近天然海水的温度。 图3 多级闪蒸法流程圈 MSF需要利用热能和电能，适合于可以利用热源的场合，通常与火力发电站联合建设与运行，即“水电联产”。多级闪蒸技术大规模商业化生产已经30多年，技术最为成熟。其设备简单可靠、易于大型化、运行安全性高、维护量较小、具有对原水预处理要求低、海水结垢倾向小、使用寿命长、出水品质好等优点，并且可以利用低位热能和废热。MSF的缺点是性能比低，能耗较大。 MSF技术未来发展方向主要有： 提高最高操作温度，寻找