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未来水源革命 我国海水淡化项目大规模扩张,新技术引领全球
绿水畅想 / 时间:2024-07-03 10:21:27

贤集网7月2日讯:随着人口增长和气候变化带来的淡水资源短缺,海水淡化技术成为了一种不可或缺的水资源补充途径。通过海水淡化技术,我们能够将盐水转化为淡水,解决世界上许多地区长期面临的淡水短缺问题。这种技术对于缓解全球水资源紧张局势、促进社会可持续发展具有重要意义,我国也已经有了许多的突破。

156个海水淡化工程,工程规模超252万吨/日,多项关键核心技术实现突破……日前,自然资源部海洋战略规划与经济司发布的《2023年全国海水利用报告》( 下称《报告》)中透露了上述数据。《报告》显示,2023年全国现有海水淡化工程156个,工程规模2522956吨/日,比2022年增加了165908吨/日。全国海水淡化工程分布在辽宁、天津、河北、山东、江苏、浙江、福建、广东、广西、海南10个沿海省区市。

从浩瀚无垠的“海洋水库”中要“淡水”,为缺水地区提供增量水源,海水淡化成为不少地区的选择。大规模的海水淡化是如何实现的?

全球首个海水淡化浓盐水提锂项目

2023年3月,青岛举行全球首个海水淡化浓盐水提锂合作项目签约仪式,正式启动全球首个海水提锂项目建设,标志着海水提锂从工程化验证转向产业化的新阶段。记者了解到,海水提锂项目选址青岛百发海水淡化厂内,该项目属于浓盐水综合利用项目,从百发一期海淡厂浓盐水中提取有价值元素锂,每年可生产碳酸锂40吨,预计年内建成投产。

海水提锂首先通过锂离子吸附材料将海水中的锂离子吸附分离,然后将锂离子洗脱到脱附液中,最后将含有锂离子的脱附液在高压下进行膜浓缩,可以在膜的高压侧得到锂离子脱附浓缩液。锂离子脱附浓缩液运出海淡厂,经过富锂液精制、蒸发浓缩、深度除镁、碳酸锂沉淀等工艺制备碳酸锂粗产品,再经过洗涤、碳化分解提纯等工艺制得电池级碳酸锂产品。

青岛水务集团海水淡化公司拥有青岛百发和董家口两个海水淡化项目、1个污水处理项目和1个膜装备制造基地,海水淡化产能规模为30万立方米/日,约占全国海水淡化产能规模的18%。

同时,作为全国最大的海水淡化运营企业,青岛水务集团海水淡化公司海水淡化处理量位居全国第一,在海水淡化规模化应用和产业发展方面作了积极探索,初步形成了可在全国范围内推广和复制的“青岛模式”,即应用场景多元化、厂网运营一体化、政府引导政策化、企业培育市场化、创新驱动平台化、产业发展链条化。“十四五”期间,青岛水务集团海水淡化公司将布局建设3个海水淡化规模化应用基地,推动建设海水淡化产业园,发展海水淡化装备制造产业;引入优质战略合作伙伴,拓展业务范围,2025年海水淡化规模达到70万立方米/日,推动青岛市打造海水淡化“国家名片”及“人才、技术、装备”集聚高地,助力青岛成为国家海水淡化示范城市。

作为全球首个海水提锂项目,项目为提取锂资源开辟了新的路径。海水中储有2300亿吨锂资源,且海水作为一种非传统资源,不受地缘政治的限制,海水提锂应用场景可拓展至直接利用海水的沿海电厂、工业项目,业务全面拓展后,有助于缓解我国锂资源严重依赖进口问题,逐步推动锂资源自主可控,并将延展海水淡化产业链条,推动产业集聚发展,具有重要的战略意义和现实意义。

海水淡化大有可为

对海水淡化的技术,早在古代就有了相关记录。早在古代中国,就有人们使用石灰煮盐水饮用,古希腊人也利用太阳将盐水蒸发以获取淡水。古代人类智慧结晶的海水淡化技术,为当今海水淡化技术的发展奠定了基础,也证明了人类对利用海水淡化技术的长久需求和渴望。

随着现代科学技术的发展,规模化海水淡化工程采用了更为高效、节能的技术。

简单说,海水淡化就是脱除海水中的盐分,产生淡水的过程。

“海水又苦又咸,无法直接饮用,但并不意味着海水就无法利用。海水淡化,就是利用途径之一。”自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所(下称“天津海水淡化所”)所长阮国岭向《中国经济周刊》记者介绍,海水利用的潜力是巨大的。众所周知,地球被誉为“水球”,太阳照射海面,使之蒸发成云,后落地成水,这本身就是水循环的过程。然而,水资源分布不均,海水淡化技术正是解决这种分布不均的有效手段,通过人造动力,将海水转化为可用的淡水资源。

海水淡化水的主要用途以工业用水和生活用水为主。在阮国岭看来,海水淡化对部分地区发展作用很大。他举例称,在天津南港工业区,海水淡化已成为该区域的主水源,吸引超过千亿投资。在浙江,海水淡化支撑起了一个石化产业。在青岛,海水淡化水既用于工业,也用于民用,对保障城市供水安全发挥了积极作用。

业内认为,海水淡化是重要优质增量水源,对缓解沿海地区和海岛水资源短缺、保障水安全具有重要意义。

阮国岭介绍,在全球范围内,大约70%的海水淡化水被用于城市生活,包括饮用和其他生活用水。目前,我国的利用情况则是约70%应用于工业领域,30%应用于城市生活。

“完善海水淡化技术实际上为水资源利用提供了一个边际成本。” 阮国岭分析,当传统水资源的成本高于海水淡化的成本时,我们便可以考虑向海洋要水资源。随着海水淡化技术的不断进步和边际成本的持续降低,淡化水的应用范围会越来越广。这对于国家水资源安全保障具有重要意义。

《报告》还显示,2023年全国海水冷却用水量1853.79亿吨,比2022年增加83.32亿吨,辽宁、山东、江苏、浙江、福建、广东年海水冷却用水量超过百亿吨。

“我国海水利用规模呈加速趋势。”阮国岭说,目前海水综合利用主要包括海水淡化、海水直接利用和海水化学元素利用三大方面。首先,淡化后海水被用作生产和生活用水,为城市、工业园区及多个产业提供必要的水资源。其次,海水还被广泛用作工业冷却水。这在主要沿海省份尤为普遍,为工业发展提供了有力的水资源保障。最后,海水中含有80多种元素,这些元素的提取和转化对于增强我国的矿业和产业安全具有重要意义。

如何将“苦咸海水”变“源头活水”

各类水处理药剂、聚醚砜中空纤维超滤膜、海水淡化反渗透膜元件、便携应急淡化装置……记者在天津海水淡化所看到,一系列高效、先进的海水淡化设备和成果展示出国产海水淡化技术的全方位发展。

如何对海水进行淡化?

天津海水淡化所副所长初喜章向记者介绍,现在比较成熟、工程化应用的海水淡化技术,分为“热法”和“膜法”两种,该所已掌握了热法和膜法的核心工艺以及装备材料等关键核心技术。

“热法”是利用水蒸气冷凝原理,进行海水淡化。初喜章提到,比如与太阳能相结合的光热海水淡化,不需要用电,在海岛或者是一些光照资源比较好的沙漠地区,可以进行淡化,生产淡水。

“膜法”的核心关键装备就是反渗透膜,先将海水预处理后用高压泵施压,使海水中的水分子透过膜渗出,而盐及其他物质被挡在膜外,产生淡水。“海水淡化水是一种高品质水,非常纯净,完全能符合饮用水标准,世界上70%的海水淡化水用于居民生活。” 初喜章说。

创新研发是海水淡化产业链上游环节,也是海水淡化产业自立自强高质量发展的战略支撑。尽管我国海水淡化领域发展很快,但在如反渗透膜制备、高压泵、能量回收装置等关键核心设备部件制造等方面仍存在短板。

“我国海水淡化技术起步较晚但发展迅速。所里团队围绕技术难点潜心钻研,最终取得了阶段性成效。未来,我们将继续加强研发,让海水淡化技术更好服务生产生活。”阮国岭介绍。

在天津南港工业区,先达公司天津南港工业区海水淡化及综合利用一体化(30万吨示范)项目一期已基本建设完成。该项目是中国与马来西亚合作的首个大型海水淡化项目,项目一期建设15万吨/日规模海水淡化工程,二期增加至30万吨/日。

在附近的近海,海水通过管道输送至车间,历经若干道精密的淡化装置将其由“浓”变“淡”,作为主水源满足园区内企业、重大项目的工业用水需求。

文章来源: 青岛早报,中国经 济周刊,这里是荣成,