自然資源部最新數(shù)據(jù)顯示，初步核算，今年前三季度海洋生產(chǎn)總值7.7萬億元，同比增長5.4%。近年來，我國海水利用規(guī)模加速增長，自然資源部報告顯示，2023年全國現(xiàn)有海水淡化工程156個，工程規(guī)模252.30萬噸/日，比2022年增加16.60萬噸/日。海水淡化有哪些技術(shù)突破?項目運營情況如何?讓我們跟隨記者探訪山東濱州無棣縣的一個海水淡化項目。
——編 者
眼前的桌上，擺放著淡水、鹽、啤酒。看似普通的3樣?xùn)|西，來源卻不普通。
“這些都是由海水‘變’出來的。”山東濱州無棣縣魯北碧水源海水淡化有限公司總經(jīng)理徐凱說，“海水經(jīng)過淡化處理，實現(xiàn)‘一水多吃’，不僅供周邊企業(yè)使用，還用來制鹽、生產(chǎn)啤酒。”
建大型“凈水機”向海要水
將年產(chǎn)淡水15萬噸
位于無棣縣的山東魯北高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，一提“用水”，不少企業(yè)都曾犯過難。
無棣缺水嗎?雖處渤海之畔、黃河之濱，但資源型缺水依然嚴重，降水少、蒸發(fā)強，人均水資源量不足全國的1/10;用水高度依賴黃河水，必須精打細算。
水少，需求卻旺盛。“開發(fā)區(qū)化工企業(yè)多，水資源匱乏，許多企業(yè)嘗試自行設(shè)置純化水站，不僅成本高、難管理，能耗、藥耗及次級污染等問題也很突出。”山東魯北高新技術(shù)開發(fā)區(qū)黨工委委員、管委會副主任趙吉義說，隨著產(chǎn)業(yè)日益發(fā)展，水資源供給已無法滿足長遠發(fā)展需求。
不光是無棣縣。近年來，我國不少沿海城市面臨淡水資源匱乏問題，尤其是北方地區(qū)，水資源供需矛盾突出。以山東為例，是海洋大省，也是缺水大省，人均水資源占有率不足全國的1/6。
2021年，國家發(fā)展改革委、自然資源部印發(fā)《海水淡化利用發(fā)展行動計劃(2021—2025年)》，推進海水淡化規(guī)模化利用，保障沿海地區(qū)水資源安全。
為解“發(fā)展之渴”，近年來，山東發(fā)布關(guān)于加強海水利用工作的意見、海洋強省建設(shè)行動方案等支持政策，將海水淡化列入重點發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、重點發(fā)展技術(shù)領(lǐng)域，向大海“要水喝”。
2021年，在山東省支持下，無棣縣引進碧水源海水淡化有限公司，與魯北集團聯(lián)手開發(fā)海水淡化項目，選址就在急需用水的開發(fā)區(qū)。
海水怎么變淡水?“當(dāng)前國內(nèi)有兩類成熟技術(shù)，一種是‘熱法’，利用蒸餾加熱海水，將蒸汽冷凝成淡水。”徐凱介紹，但這種方法需要大量熱量，對環(huán)境不友好。
“另一種則是我們采用的‘膜法’，是目前主流的淡化方法。”徐凱解釋，“這是一種純物理過濾法，可以把海水淡化工廠理解成一個大型凈水機，一層層過濾膜去除海水中的雜質(zhì)，得到淡水。”
在魯北碧水源的工廠，機器轟鳴運轉(zhuǎn)，淡化后的水順著管道不斷輸出，“這里是一期工程，每日可生產(chǎn)5萬噸淡化水，供園區(qū)內(nèi)化工企業(yè)使用。”徐凱告訴記者，再過不久，二期項目竣工投產(chǎn)后，總產(chǎn)能將達到15萬噸，相當(dāng)于1年淡化45個“大明湖”。
靠循環(huán)經(jīng)濟降成本
降低企業(yè)用水成本37%以上
海水淡化項目能省水，是業(yè)內(nèi)共識;但成本高，又讓人敬而遠之。過去淡化水每噸賣價十幾元，和企業(yè)自制水價格相當(dāng)，企業(yè)用水意愿不強。而現(xiàn)在，淡化水每噸只需7.5元。徐凱算了一筆賬，“每噸至少可節(jié)約3元，每年可為園區(qū)內(nèi)企業(yè)節(jié)約制水成本1.5億元。”
成本怎樣降下來?
在魯北碧水源的屋頂上，一塊塊光伏板整齊排開。“海水淡化成本高，一在電耗。購買用標(biāo)準(zhǔn)煤發(fā)的電，每千瓦時成本0.65元至0.68元;現(xiàn)在用上光伏發(fā)電，用電成本降到每千瓦時0.5元。”徐凱說，“每淡化1噸海水需3千瓦時電，至少能省0.45元。”
成本高，二在膜耗。“海水淡化的關(guān)鍵設(shè)備是超濾膜和反滲透膜，一般用4到5年，就得換新膜。”徐凱介紹，如果使用進口膜，換一次要花費七八千萬元，攻克關(guān)鍵技術(shù)后，使用完全自主知識產(chǎn)權(quán)的超濾膜和反滲透膜，成本僅為進口膜的1/3。
成本高，還在藥耗。平日里，膜要常“保養(yǎng)”，定期用殺菌劑、絮凝劑等去除污染物。使用殺菌劑時，次鈉的消耗量大，每噸就要1400元;因為屬于危險化工品，運輸費用又高，企業(yè)成本壓力不小。
可是，魯北碧水源的次鈉成本每噸不到700元，這是怎么做到的?記者從園區(qū)化工企業(yè)駛來的一輛車中發(fā)現(xiàn)了答案——“園區(qū)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，我們?yōu)橹苓叺幕て髽I(yè)提供淡化水，他們產(chǎn)出的次鈉等附加品，又變成了我們的原材料，就近送上門，既節(jié)約了藥劑購買成本，又省了運輸費。”徐凱說。
降成本，循環(huán)經(jīng)濟“功不可沒”。北方冬季溫度低，受熱脹冷縮影響，海水淡化膜孔徑會縮小，阻擋水分子。為解決這個問題，每天要用蒸汽加熱12萬至13萬噸海水，購買蒸汽又是一筆不菲的支出。魯北碧水源巧妙地省去了這筆費用。
淡化工廠不遠處，一個“大煙囪”格外顯眼。“那是大唐電廠的冷卻塔，電廠用海水冷卻，產(chǎn)出帶有余溫的水，現(xiàn)在通過管道運輸?shù)轿覀冞@里，恰好替代了蒸汽加熱，有效減少冬季低水溫處理能耗。”徐凱說。
算好循環(huán)經(jīng)濟賬，魯北碧水源的海水淡化成本較行業(yè)平均低20%以上，企業(yè)用水成本降低37%以上，增加水資源利用量超5000萬立方米。
“一水多吃”提高利用水平
到2025年，全國海水淡化總規(guī)模將達每天290萬噸以上
“轟隆隆——”循著機器聲響看去，兩臺不同顏色的裝置同時運轉(zhuǎn)。“這是能量回收裝置，黃色是進口的，銀色是自主研發(fā)的。”徐凱說。
什么是能量回收裝置?“以前，每淡化1噸海水，可能要消耗十幾千瓦時的電;進行能量回收后，電耗降到每噸3千瓦時左右。”徐凱說。
能量回收裝置十分重要，但此前多依賴進口，價格昂貴，維修也麻煩。“有一次，我們發(fā)現(xiàn)進口的能量回收裝置運轉(zhuǎn)起來噪聲很大，原來，進去了一顆米粒大小的雜質(zhì)，把裝置的轉(zhuǎn)子打出一個小坑。國外經(jīng)營商花了很長時間檢查維修，報價高不說，關(guān)鍵是耽誤了工期。”徐凱說，“這讓我們意識到，必須把海水淡化的關(guān)鍵技術(shù)牢牢掌握在自己手里。”
于是，魯北碧水源與浙江一家公司合作，自主研發(fā)能量回收裝置，還專門拿出一條生產(chǎn)線開展國產(chǎn)化設(shè)備試驗。設(shè)備投入使用后，發(fā)現(xiàn)效果優(yōu)于進口設(shè)備。目前，工廠許多關(guān)鍵設(shè)備已完成國產(chǎn)化替代，在二期項目中，有一條生產(chǎn)線會實現(xiàn)100%設(shè)備國產(chǎn)化。
許多人對海水淡化仍心中存疑：淡化產(chǎn)生的濃鹽水何去何從?若排入循環(huán)能力較差的海域，是否影響海洋環(huán)境?
在魯北化工園區(qū)的魯北鹽場，放眼望去，一座座鹽山綿延起伏。記者發(fā)現(xiàn)，濃鹽水到了這里，竟搖身一變成了寶貝。
“濃鹽水是優(yōu)質(zhì)的制鹽原料，先提溴，后制鹽，成本低，效率高，破解了濃鹽水不能直接排海的難題，形成‘電廠循環(huán)冷卻水—淡化—提溴—制鹽’的綠色節(jié)能高效循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈條，將海水‘利用到極致’。”趙吉義介紹。
“海水淡化產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展，要靠延鏈補鏈強鏈增加盈利。”跟隨徐凱走進一座車間，麥芽的芳香撲鼻而來，“除了制鹽，我們還試著用淡化水釀啤酒，提高海水淡化的利用和經(jīng)營水平，實現(xiàn)‘一水多吃’。”
按照規(guī)劃，到2025年，全國海水淡化總規(guī)模將達到每天290萬噸以上。“隨著政策與標(biāo)準(zhǔn)體系的日益完善，國內(nèi)技術(shù)的不斷提升，未來海水淡化產(chǎn)業(yè)大有可為，將進一步提高沿海地區(qū)水資源的保障能力。”徐凱充滿期待，“那將是一片新的‘藍海’。”本報記者 李 蕊
