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任建新:希望未来海水淡化成本能降到和像自来水一样
央视财经《经济半小时》 李雨菲 / 时间:2015-05-11 16:10:50

  据央视网2015年5月6日讯 5月5日,习近平总书记主持召开中央全面深化改革领导小组第十二次会议,会议强调要以推动创新为核心,破除体制障碍,并审议通过了《关于在部分区域系统推进全面创新改革试验的总体方案》、《深化科技体制改革实施方案》等文件。本届政府对创业和创新高度重视,不仅将其写入政府工作报告中,并且提升到中国经济转型和保增长的“双引擎”之一的高度。从今天开始,中央电视台《经济半小时》节目将推出7集系列节目《创新驱动进行时》,为创新点赞!根据统计,地球表面虽然有70%被水覆盖,但是只有2.5%是可供人类利用的淡水,在我国,水环境同样严峻,668个县市中,有400多个缺水,严重的超过100个,水资源、水环境、水生态、水灾害问题叠加,已经形成影响未来中国发展和安全的潜在危机。那么怎样才能解决缺水的难题?


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  我们关注海水淡化技术。根据统计,地球表面虽然有70%被水覆盖,但是只有2.5%是可供人类利用的淡水,有11亿人未能用上安全饮用水,24亿人缺乏足够的用水卫生设施。联合国曾发出警告,到2025年,世界上将有一半人口生活在缺水地区,而缺水地区仍在扩大,特别是在北非和西亚。在我国,水环境同样严峻,668个县市中,有400多个缺水,严重的超过100个,大连、天津、青岛、连云港等城市的人均水资源量均低于200立方米,处于极度缺水状况。水资源、水环境、水生态、水灾害问题叠加,已经形成影响未来中国发展和安全的潜在危机。那么怎样才能解决缺水的难题?今天的节目,我们先去浙江省舟山市六横岛看看。
  昔日“缺水岛“用水要排一天队
  如今海水淡化技术引进 生活工业两不误
  浙江省舟山市六横镇滚龙坳村村民刘生国:我们这里是最缺水的一个海岛。
  央视财经《经济半小时》记者:这个村里有多少人啊?
  刘生国:我们村里一共是1100多一点。
  他叫刘生国,是六横岛上滚龙坳村村民,得知记者前来采访他们吃水的问题,他急忙带着记者来到村里的一口老井边。他告诉记者,滚龙坳村一共有300多户居民,以前所有的生活用水都是靠村里的这三口水井,每天吃水都要到井边来挑,用水紧张时,每家每户要在井边排上一整天的队。
  刘生国:晚上我们挑着一个水桶,水桶就放在这排队,我们就舀一瓢就拿上来再挑到家里去,是这样子的。
  记者:就是每天晚上来挑水?
  刘生国:白天轮不到的,晚上人少了。
  村里用的井水都是来自山上的雨水,但是2007年,六横岛曾经接连6个月没有下雨,吃水成了最大的难题。
  刘生国:没办法了,所有的水井都没有水了,就是到部队那个坑道上边去取一点,很节约很节约的,没办法。我们晚上打着灯,没有电灯的话,我们用煤油灯去挑水的,就这样一担一担挑下来的,那个是用水最苦的时候。
  回想起那时用水紧张的情景,生活在这里半辈子的刘生国,至今记忆犹新。舟山市是全国缺水较为严重的城市之一,而六横岛更是资源型缺水最严重的地区,同时也是工程型缺水、水质型缺水的地区。岛内河流小,截流条件差,缺少建造中小型水库的条件,过去岛上居民用水和工业用水都是靠天上的雨水,碰上天气干旱的年份,当地政府部门就只能组织轮船到宁波去运水,来解决岛内的用水问题。
  浙江省舟山市六横镇镇长张友德:我们去宁波方向去装,运过来的水20块钱一吨,这个成本不得了。
  2007年,六横岛持续长达6个月没有降雨,每吨水20元的高昂用水成本让张友德发了愁,可是更让他发愁的是岛内良好的资源,就像漂亮的摆设,发挥不了作用。
  张友德:咱们这个整个岛是121平方公里,因为我们这个是雨水岛,海岸线现在是85公里,可以做码头的有36公里,所以说我们招商引资看好我们这个岛。
  六横岛,是浙江舟山群岛的第二大岛屿,国内外许多大企业都看中六横岛的天然良港和区位优势,早想投资这块出海宝地。但由于岛上水库少,淡水资源有限。每到冬天或少雨季节,岛上都要停水,这让每一个到六横岛考察投资的企业,都犹豫不决。水资源紧缺,成为制约六横岛经济发展的瓶颈。
  张友德:首先问你水怎么弄,没有海水淡化他们都不敢进来,经济发展水为先,我们这个岛上必须有水,没有水什么都办不了。
  解决水资源紧缺的问题成为摆在当地政府面前亟待解决的难题。如果能够就近从海水中取水,那么,有了几乎取之不尽、用之不竭的海水资源作依靠,无疑将去除舟山人的一块心病。那么这是否可行呢?
  蓝星杭州水处理技术研究开发中心有限公司总工程师杨波:现在一万吨的放在这个地方,还有两台是放在那个地方。
  浙江省舟山市六横镇水务公司工作人员:我的意思今后万一这块作为备用。
  她叫杨波,是蓝星杭州水处理技术研究开发中心有限公司的总工程师,《经济半小时》记者见到她的时候,她正在和浙江省舟山市六横镇水务公司的工作人员商量着即将上马的两万吨海水淡化单机位置的摆放问题。


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  2008年,六横镇镇政府经过层层上报,最终经国家发改委立项,在六横岛建设一个10万吨/日海水淡化工程,向大海要淡水,彻底解决缺乏淡水的问题。
  张友德:测算出来,海水淡化成本最多也是在5元到6元(每吨),那我们就下决心,2008年开始做海水淡化。
  2008年5月,舟山市六横岛10万吨级海水淡化示范工程动工建设,一期2万吨装置在2009年底产水投入运行,第二期每日处理量3.25万吨的工程也已经开工建设,目前六横海水淡化示范工程日处理量已经达到3.25万吨,成为国内最大的海水淡化项目。那么,海水淡化技术到底是如何把看着浑浊的海水,变成清澈纯净的饮用水的呢?
  杨波:这个就是十万吨取水的头部,当时选这个水,也是觉得这里的水相对来说污染性小一些,然后水的流动性比较好。
  央视财经《经济半小时》记者:相当于取水口就在这?
  杨波:对。
  记者:这水看上去有点浑?
  杨波:对,舟山这边的水,浊度都比较高。
  这里就是海水淡化工程的取水口,每天将有9万吨海水,经由取水泵增压后,通过海底埋藏的管道,抽送到混凝沉淀池和V型滤池,加入药剂进行预处理;然后再将海水传送至反渗透海水淡化系统,这也是海水淡化工艺程序中最核心的环节,反渗透膜组是整个脱盐系统的核心,是一种借助于选择透过(半透过)性膜的功能,以压力差为推动力的膜分离技术,使水分子不断地透过膜,将水中的杂质,如可溶性盐分、离子、有机物、细菌、病毒等物质截留,从而达到淡化净化目的;最后将海水进行后矿化处理,最终使水质达到饮用水的要求。


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  杨波:这个就是我们反渗透弄出来的一个产水,这个是我们的矿化池,我们取点看一下。
  记者:好清这个水。
  杨波:是。
  记者:这基本上是最后一道工序是吧?
  杨波:对。这是最后的一个水。
  记者:这能喝吗?
  杨波:能喝,像我们在这边,就直接拿这个水喝。请喝一下。
  记者:没什么味道。
  杨波:还可以吗?我觉得后味还是有点甜吧。
  原本一遇天旱就“喊渴”的岛屿,由于有了海水淡化工程注入水源,终于告别了靠天吃饭的历史。刘生国和岛上所有的居民们再也不用为吃水的问题发愁。
  记者:您这就直接喝了?
  刘生国:这没关系的。
  记者:有没有别的味道?
  刘生国:一样的,没什么味道的。我在想,民生工程是民生工程,海水淡化工程是最好的,它是直接对老百姓有好处的。
  记者:你们觉得有什么好处呢?
  刘生国:我就这样子想,今后如果其它地方发生旱情了,我们这个地方绝对不会发生这个情况。
  记者:为什么?
  刘生国:海水肯定是不会干的,有海水,我们就有淡水。
  在村口记者看到,以前村民们每家每户用来存水的水缸,如今都已经倒扣在地上,闲置一旁。
  刘生国:这个都是家里盛水的,挑过来都是放在这里,现在没用了,就是放在这里。
  记者:(现在)直接就把它扣下来了?
  刘生国:扣下来了。
  记者:现在这个东西也用不着了?
  刘生国:用不着了。
  海水淡化,改变的不仅仅是六横岛上居民的生活,更是改变着整个六横岛镇的经济发展。
  张友德:我们现在在的是舟山中远船坞,这个企业的产值一年大概要50个亿,它的用水也是咱们这个岛上供水的。它供水量很大的,这个企业我估计一年大概要120万吨,所以用量是很大的。我们这个企业,也是50%是我们海水淡化供的水。
  镇长张友德告诉记者,从六横岛建成海水淡化示范工程之后,不仅保障了岛内居民的生活用水,更重要的是使岛上企业的工业用水得到了充足的保障,这也为六横岛的招商引资提供了很大的便利条件。
  张友德:大大小小的企业很多,有五百多家企业,主要还是靠大的企业进来,大的企业就是煤电、武钢,大的企业都进来了,2008年,我们企业工业产值一百个亿,现在我们(产值)198亿,2014年底。
  记者:那多了一倍了快。
  张友德:15%到20%是正常的。
  这样的经济增长速度,对于过去的六横岛是不可想象的。为了建设海水淡化示范工程,六横镇已经先后投入2亿元,但是张友德告诉记者,这项工程让他们的用水成本从过去的每吨水20元一下降到了5元,不仅解决了岛内居民的用水问题,更吸引了大量的企业进驻,这笔账怎么算都划得来。
  张友德:你六横岛连水都没有,人家也不会进来,我整个六横岛上十个亿税收去哪里拿?
  雨后山溪曾是六横岛居民弥足珍贵的淡水资源,如今看着海水淡化后的饮用水可以源源不断地供给全岛居民,再也无需靠天吃水,我们就明白了海水淡化的战略价值。其实早在上世纪60年代,我国就已经开始对海水淡化技术的研究,经过50多年的发展,如今我国的海水淡化技术不仅在膜分离技术,而且在关键设备和工程技术方面已经走在世界的前列,成为世界上为数不多的掌握海水淡化的国家之一。这些技术创新,也大大推动了我们国产海水淡化技术走出国门。
  从无到有 从弱到强
  海水淡化技术走出国门
  中国工程院院士高从堦:把这个溶液倒到玻璃板上,然后就刮一层薄膜,蒸发一定的时间,20秒、30秒,湿度温度要控制的,然后就放到水里面,里面的溶剂就跑到水里面了,那么原来的这个聚合物就形成一个薄膜了。
  这个在玻璃上形成的薄膜,就是用于海水淡化最核心的反渗透膜技术。科学家们发现,当用半透膜隔开纯溶剂和溶液时,纯溶剂通过膜向溶液相有一个自发的流动,这就是渗透,而把渗透顺序反过来,通过压力,就可以把水收集起来,将盐份过滤出去,这样的技术就叫做“反渗透技术”。
  与传统的电渗析、蒸馏法相比,这种反渗透膜技术最大的特点就是节能,生产同等质量的淡水,它的能源消耗仅为蒸馏法的1/4。世界上最早开始研究反渗透膜技术的是美国。


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  高从堦:国外这个膜技术是从美国开始,1953年的时候,就有教授建议把这个膜法海水淡化列到国家计划中。
  因为传统的电渗析和蒸馏技术消耗能源高,国际上逐渐在研发膜技术上展开了一场激烈的竞争。作为国内最早开始研究海水淡化反渗透膜技术的科学家之一,高从堦在1967年,参加到了由全国多个科研机构组成的海水淡化会战中。
  高从堦:国外当时就是报道了醋酸纤维素膜,可以进行海水淡化,但是这个膜它用什么样的醋酸纤维素好,用什么样的溶剂好,用什么样的添加剂好,在什么条件下能够做出来,这些东西都是保密的。
  从材料到配方,再到生产条件,每一个环节,都要经历上千次的实验和失败,经过不断的改良和分析,终于取得了重大突破。
  高从堦:最高兴的就是1968年初做的膜,脱盐率到了95%、96%以上了,水通量也达到了我们的预期指标了,大家都非常高兴,认为看到希望了。就是解决了我们国家从没有满足海水淡化的膜,一直到了有了能够满足海水淡化的膜这个目标。
  1967~1969年的全国海水淡化会战,为醋酸纤维素不对称反渗透膜的开发打下了基础,70年代,国家主要对中空纤维和卷式反渗透膜组件进行了研究开发,80年代和90年代主要对反渗透复合膜进行研究开发,并开始在我国水处理行业得到了应用。

  蓝星杭州水处理技术研究开发中心有限公司党委书记、总经理郑根江:我们国家第一次用膜法反渗透海水淡化应用的,应该是在浙江嵊泗的嵊山岛当时这个产量是每小时,每天500吨。
  但是,2000年国家深化科技体制改革,一些科研院所的科研经费不再划拨,这让当时在海水淡化技术处于领先地位的杭州水处理技术研发中心一度陷入了困境,海水淡化技术的研发和应用也遭遇到了严重的阻碍。
  郑根江:面临着两大瓶颈问题,第一个就是资金问题,因为中心的目标不仅仅是研究,还要搞产业,产业需要大量资金的投入,在这点上当时资金相当紧缺,这是一点;第二点,中心原来就是研究开发部门,要转到向产业接轨,跟市场接轨,转到一个产业化的道路上,这个应该说是一个比较大的问题,我们只会搞研究,但我们不会卖东西。
  2006年,经过了近6年的接触和商谈,杭州水处理技术研发中心加入了当时一直致力于苦咸水淡化研究的蓝星集团。


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  中国化工集团公司董事长、蓝星集团董事长任建新:水资源是人类刚性需求,尤其中国的水资源,按人均来平均的话,我们在全球是缺水的国家,这个资源对我们来说非常宝贵。毫无疑问,谁都看到这个市场前景是非常好的,你以为水从哪来,淡化从哪来,除了我们要节水,更多的可能要海洋要水,问海洋要淡水。它在海水淡化方面,一个在海水淡化的应用方面做的非常好,就是很多海水淡化的装备是杭水生产的。
  杭州水处理技术研发中心在加入蓝星集团之后,先后获得了1.5亿元的资金支持,这不仅保障了海水淡化膜技术的研发,更带动了海水淡化技术在关键设备和工程技术方面的自主创新。六横岛十万吨海水淡化工程,就是杭州水处理技术研发中心体制改制后的第一个上马的项目。


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  杨波:这是我们目前国内最大的一个主机,1.25万吨每天的一个产量。
  这是国内首次研制成功的万吨级反渗透海水淡化单机,也是目前世界上最大规模反渗透海水淡化工程的典型单机。杨波告诉记者,在当时接下六横岛的海水淡化项目时,根据岛上人口生活用水和工业用水的测算,需要十万吨的需求量,也就意味着需要配备万吨级反渗透海水淡化单机,而要建成万吨级规模的海水淡化单机,如何均匀配水,成为最大的技术难点之一。
  从1.5寸到4寸,经过无数次的模拟计算和现场测试,杨波他们终于通过采用的国内首创大口径压力容器接口形式,形成万吨级的海水淡化单机装置。
  杨波:整个7天跟检测来说,整个试运行非常的稳定,性能参数,最后的水质也达到了生物饮用水的标准,特别是让我们感到非常高兴的话,就是我们整个电耗非常低,应该说这个电耗是达到了国内现在最低的水平,在国际上用电的指标也是一个非常好的一个低的值,就是我们一吨产水的耗电才2.6度。
  这项10000立方米/日反渗透海水淡化单机的设计与制造技术成果,填补了国内空白。而在整个六横岛海水淡化工程的建设中,在能量回收、高压泵等很多大型反渗透海水淡化工程中的关键设备,也逐渐打破对国外产品的依赖。
  杨波:这是很核心的一个部位,因为反渗透的能量耗能比较高,靠能量回收的话,可以回收近总能量的百分之六十的能量,这样的话是吨水能耗的下降的一个关键部位。


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  郑根江:我们有高压泵,能量回收,膜,压力容器,这个是海水淡化当中四大关键设备,都是通过这个项目的实施开发成功,并且用于我们海水淡化工程里面去,所以这里面的国产化率很高,已经达到了70%左右。
  国产化率的提高,打破了国外在海水淡化关键设备的垄断,从根本上打破了国外的技术壁垒。
  郑根江:不但能替代国外产品,我们开发以后,国外的产品的价格大幅度下降,这其实是一个很大的壁垒。
  央视财经《经济半小时》记者:下降了多少?
  郑根江:像膜这块,大概下降了40%到50%。
  郑根江:这个基地应该是我们国家发改委一个批的一个国家海水淡化产业基地,产业基地基本上分两个部分,一个是装备制造基地,还有一个就是研发中心,这两块组成的。
  这个占地150亩,总投资6.5亿元的海水淡化生产基地是2012年开始建设的,主要生产各类高性能膜和膜组器,以及各类成套装备和海水淡化关键设备,项目建成后,将具备年生产500万平方米膜和每日70万吨的装备制造能力。


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  郑根江:这个70万吨是个什么概念?是相当于解决我们350万人口的一个饮用水,所以这个规模在世界上也算大的。
  这个海水淡化生产基地占地150亩 总投资6.5亿元 主要生产各类高性能膜和膜组器 以及各类成套装备和海水淡化关键设备
  在历经50多年的科技研发,我国在海水淡化领域,不仅仅经历了有无到有,更是形成了从自主研发反渗透膜技术,到自主生产关键设备,再到独立总承包的工程技术一体化的服务解决方案。
  根据美国市场研究机构Markets and Markets 发布的《2013-2018年海水淡化设备市场全球趋势与预测报告》显示,全球海水淡化设备市场的市值将达到152.74亿美元,未来中东地区将成为海水淡化设备的最大市场,周边国家由于石油、天然气、化工、电力行业以及工业市场对海水淡化更是有着强烈的需求,如此巨大的全球海水淡化市场和国家“一带一路”的发展战略,给我国海水淡化技术创造了“走出去”的契机。
  海水淡化技术“走出去” 设备出口十多个国家
  蓝星杭州水处理技术研究开发中心有限公司副总经理孟友国:这个领带长时间不戴都不会戴了。
  上午十点,蓝星杭州水处理技术研究开发中心有限公司副总经理孟友国,正在为迎接即将到来的奥地利客商做着精心的准备。
  央视财经《经济半小时》记者:他们这次过来主要是谈一些什么事?
  孟友国:跟阿联酋的一个海水淡化项目。
  记者:这是一个什么规模的项目?
  孟友国:是一个13万吨的,每天的海水淡化项目,是为2020年迪拜世博会做配套工程的。
  孟友国:(打电话)到了吗?
  看得出,站在门口迎接国外客商的孟友国显得有些谨慎和紧张。
  孟友国:有点紧张与激动。
  记者:为什么呢?
  孟友国:因为这是我们真正走到海外,这么大一个项目,第一次实质性的谈判。
  今天,这两位奥地利客商来到蓝星杭州水处理研发中心的生产基地,主要是来考察膜组件以及生产装备的能力,希望和蓝星杭州水处理技术研究开发中心有限公司共同投标承接迪拜一个13万吨的海水淡化项目。蓝星杭州水处理技术研究开发中心有限公司赢得国外客商的青睐,主要源于2011年由蓝星集团总承包的河北曹妃甸每日5万吨的海水淡化工程,这是由国内企业总承包建设的规模最大的国际招标海水淡化项目,在一些实力强劲的国际竞争对手中间,蓝星杭州水处理技术研究开发中心有限公司拔得头筹。让世界了解并认可了中国在海水淡化技术的装备制造能力和工程服务能力,很多国外用户找到他洽谈合作的可能。
  郑根江:这个是伊朗的?
  工作人员:对,这个是伊朗的。
  郑根江:准备什么时候发货?
  工作人员:这个准备月底要发货的。
  郑根江:这个是比较大的工艺项目,我们要保质保量的做好。印尼的项目在哪里?
  郑根江正在仔细检查着5月份要发往印尼、伊朗、菲律宾等国家的海水淡化膜组件装置,目前,他们的产品已经出口到12个国家和地区。
  郑根江:我们现在已经跟近15个国家,成套设备我们出口了将近30套,今年估计可能还有将近40套,我们正在洽谈。我们也希望我们通过我们整个国内国外的一个市场拓展和应用,能够把我们发展成为世界上著名的海水淡化装备制造商和供应服务商。
  国外对海水淡化市场的需求量剧增,而国内“一带一路”的发展战略更将会给我国的海水淡化技术“走出去”带来新的机遇。


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  任建新:你往海上丝绸之路,海水淡化就是发挥很大的作用,你要往古丝绸之路方向去发展,我们的苦咸水就会发生很大的作用,正和我们的海水和苦咸水淡化,就是我们的海水淡化和苦咸水淡化将在东南亚海水淡化发生很大的作用,在东亚我们的苦咸水淡化将会发挥很大的作用。未来我们在膜技术,膜材料方面优化提升的能力是非常非常强的。我相信我们在膜的创新方面,还有更大的突破,那么也就是说,能把成本降得更低。我们希望未来处理海水和苦咸水的成本能降到和处理自来水一模一样。
  半小时观察:
  中国是一个严重缺水的国家,开源节流应为缓解缺水问题的唯一举措。为达到这一目的,海水淡化是一种快速、有效的方法,对缓解我国水资源严重紧缺是一个非常有力的补充。在政府的引导下,科研人员的努力下,中国“海水淡化”技术 在走过漫长的50年后,终于挤进了人们的视野,并走上了国际舞台。有机构预测至2018年,全球海水淡化设备市场的市值将有望达到152.74亿美元。海水淡化产业化进程加快,市场前景令人期待,面对拥有广阔市场前景的产业,下一阶段对我国海水淡化的一系列产业的规划和引导也应该成为重中之重。