隨著生產(chǎn)成本在過去20年大幅下降,海水淡化技術(shù)正逐漸走向緩解水危機(jī)的前臺(tái),但各種制約因素仍然存在
在一些國(guó)家先行了半個(gè)世紀(jì)后,“海水淡化”正在與中國(guó)漸行漸近。
從太空眺望,整個(gè)地球似乎都被湛藍(lán)的水體環(huán)抱。但在全球水資源總量中,97%都是苦咸的海水,包括人類在內(nèi)的陸上生物根本無法直接加以利用;而區(qū)區(qū)3%的淡水中,兩極冰蓋、陸地冰川、高山冰雪又占去大部分。真正可供利用的淡水資源,實(shí)際上只占全球水總量的0.7%。
據(jù)世界氣象組織預(yù)測(cè),到2025年,全球生活在缺水地區(qū)的人數(shù)將達(dá)到30億。在人均水資源擁有量?jī)H為世界平均水平四分之一的中國(guó),情況似乎更為嚴(yán)峻。其中,天津、河北、遼寧、山東三省一市構(gòu)成的北方沿海地區(qū),人均水資源量更是不到中國(guó)人均水平的五分之一,處于絕對(duì)缺水狀態(tài)。
7月4日,在青島開幕的“2007海洋科技與經(jīng)濟(jì)發(fā)展國(guó)際論壇”上,國(guó)家發(fā)改委環(huán)境與資源利用司負(fù)責(zé)人表示,在沿海地區(qū),特別是沿海缺水地區(qū),發(fā)展海水淡化,具有戰(zhàn)略和現(xiàn)實(shí)意義,國(guó)家將從資金、政策和機(jī)制上,加大對(duì)海水淡化的支持力度。
此前的6月8日,以色列IDE技術(shù)公司與天津國(guó)投津能發(fā)電有限公司正式簽署中國(guó)有史以來最大的海水淡化工廠合同,項(xiàng)目一期工程將于2010年完工。這套低能多效海水淡化裝置,屆時(shí)將形成日產(chǎn)10萬噸,即年產(chǎn)工業(yè)用水超過3600萬噸的生產(chǎn)能力。
面向大海
20世紀(jì)50年代,海水淡化開始作為一種現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用技術(shù)浮出水面。到上世紀(jì)80年代初,缺水但擁有豐富石油資源的中東國(guó)家,開始尋求用美元換取“海中求水”之道。
從沙特阿拉伯建成第一個(gè)大型海水淡化聯(lián)合企業(yè)起,到今天,淡化海水已成為中東國(guó)家用水的最主要來源。以以色列為例,雖然其國(guó)土狹窄,但仍遍布幾十家海水和地下咸水淡化工廠。據(jù)以色列水資源委員會(huì)預(yù)測(cè),到2020年,該國(guó)將達(dá)到年產(chǎn)淡化水2億噸的水平。
目前,全世界已有120多個(gè)國(guó)家和地區(qū)在應(yīng)用海水淡化技術(shù),正在運(yùn)行的海水淡化工廠達(dá)14000多座,日產(chǎn)淡水量約4000萬噸,解決了1億多人的用水問題。沙特阿拉伯正在修建中的日產(chǎn)88萬噸的世界最大海水淡化工廠,即將在2009年投產(chǎn),屆時(shí)可供300萬人飲用。
據(jù)國(guó)際脫鹽協(xié)會(huì)2005年底的統(tǒng)計(jì),全球海水淡化市場(chǎng)的規(guī)模約為200億美元左右,預(yù)計(jì)未來十年內(nèi)將以每年8%的速度增長(zhǎng)。IDE總裁兼CEO艾夫夏羅姆費(fèi)爾伯(Avshalom Felber)更認(rèn)為,由于美國(guó)、印度、中國(guó)和西班牙的需求增長(zhǎng),脫鹽技術(shù)市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率可望達(dá)到30%-40%。
在中國(guó)國(guó)內(nèi),天津作為中國(guó)最早的海水淡化示范基地,也先后建成了日產(chǎn)千噸、萬噸的海水淡化裝置。天津大學(xué)海水淡化與膜技術(shù)研究中心主任王世昌在接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪時(shí)表示,目前在大連、青島、天津、唐山、浙江和深圳,在建和規(guī)劃中的海水淡化裝置已達(dá)十多個(gè),如果都能順利完成,每日新增生產(chǎn)能力將達(dá)上百萬噸。
為鼓勵(lì)中國(guó)海水淡化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,2005年9月,由國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家海洋局和財(cái)政部聯(lián)合編制的《海水利用專項(xiàng)規(guī)劃》明確提出,到2010年,中國(guó)海水淡化能力將達(dá)到日產(chǎn)80萬到100萬噸;到2020年,產(chǎn)能將進(jìn)一步達(dá)到日產(chǎn)250萬到300萬噸的規(guī)模。
值得注意的是,除了河北、山東以及浙江等沿海省份,一些水資源緊缺的內(nèi)陸省份也開始把目光轉(zhuǎn)向大海。
今年3月,內(nèi)蒙古自治區(qū)就開始著手啟動(dòng)“引渤濟(jì)錫”海水西送項(xiàng)目。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)從葫蘆島興城東臺(tái)子里取渤海水,通過直徑3.2米、全長(zhǎng)600余公里的玻璃鋼管,穿越遼寧省,最終輸送到錫林郭勒盟錫林浩特市,并在此建設(shè)一個(gè)日產(chǎn)百萬噸規(guī)模的海水淡化廠,以破解內(nèi)蒙古能源開發(fā)、生態(tài)恢復(fù)和國(guó)土利用三大難題。
成本桎梏
有專家警告說,在21世紀(jì),淡水很可能將變得比石油更加珍貴;但最起碼到目前為止,市場(chǎng)上淡水的價(jià)格還是要廉價(jià)得多。這無疑是海水淡化產(chǎn)業(yè)面臨的最大限制因素之一。
當(dāng)前,國(guó)際上海水淡化技術(shù)已經(jīng)十分成熟,多級(jí)閃蒸(MSF)、多效蒸餾(MED)以及反滲透(RO)是普遍采用的三大主流技術(shù)。其中,多級(jí)閃蒸、多效蒸餾統(tǒng)稱為蒸餾法(熱法);反滲透又稱為膜法,即通過給海水加壓,使水分子通過半透膜而留住鹽分,從而得到淡水。目前,MSF和RO各自占據(jù)了大約45%左右的市場(chǎng)份額。
隨著技術(shù)的成熟和普及,海水淡化的單位成本也得以大幅下降?;叵?0多年前,在沙特運(yùn)行的海水淡化裝置,每噸淡水的生產(chǎn)成本一度高達(dá)2歐元(約相當(dāng)于20元人民幣);到今天,法國(guó)威立雅水務(wù)工程公司(VEOLIAWATER)海水淡化市場(chǎng)高級(jí)經(jīng)理王照宇對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者透露,以中國(guó)為例,這一成本已經(jīng)可以下降到每噸5.5元至6元。
在整個(gè)成本構(gòu)成中,能源消耗約占50%左右,融資成本以及人工、維護(hù)、配件成本各占25%。
為降低成本,水電聯(lián)產(chǎn)和熱膜聯(lián)產(chǎn)都得到了廣泛的應(yīng)用。所謂水電聯(lián)產(chǎn),就是利用電廠產(chǎn)生的蒸汽和電力,為海水淡化裝置提供動(dòng)力;熱膜聯(lián)產(chǎn),則采取熱法和膜法相聯(lián)合的方式,滿足不同用水需求,以最大限度地降低海水淡化成本。
截止到目前,美國(guó)通用電氣、法國(guó)威立雅、以色列IDE等世界水務(wù)巨頭,都已經(jīng)進(jìn)入了中國(guó)海水淡化市場(chǎng),但這一技術(shù)是否真正具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力,至少短期之內(nèi)仍是一個(gè)未知數(shù)。
國(guó)家發(fā)改委環(huán)資司節(jié)水處處長(zhǎng)楊尚寶曾在2006年12月撰文指出,雖然海水淡化噸水成本已降到目前的5元左右,但相對(duì)于大部分沿海城市偏低的自來水價(jià)格而言,仍然偏高,這是制約海水淡化發(fā)展的最直接和最主要因素之一。
以北京為例,居民自來水每噸的價(jià)格為2.8元,加上0.9元的污水處理費(fèi),也只有3.7元。何況,還要扣除中間的稅費(fèi)以及運(yùn)輸、配送成本,真正能分?jǐn)偟缴a(chǎn)企業(yè)的,就更少了。
不過,很多業(yè)內(nèi)人士相信,隨著水資源短缺的不斷加劇,以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展刺激下的需求上升,中國(guó)的低水價(jià)狀況應(yīng)不會(huì)持久。1991年,北京的居民生活用水價(jià)格還只有每噸0.12元;到1999年底,就突破了1元大關(guān)。
2004年4月19日,國(guó)務(wù)院辦公廳正式發(fā)出《關(guān)于推進(jìn)水價(jià)改革促進(jìn)節(jié)約用水保護(hù)水資源的通知》,要求加快推進(jìn)對(duì)居民生活用水實(shí)行階梯式計(jì)量水價(jià)制度,缺水城市要實(shí)行高額累進(jìn)加價(jià)制度。
從那時(shí)起,以北京、天津?yàn)榇淼谋狈饺彼鞘?,都相繼提高了自來水價(jià)格,水作為一種稀缺資源,正逐漸完成從福利到商品的過渡。
通用電氣基礎(chǔ)設(shè)施水處理公司海水淡化設(shè)備銷售總監(jiān)胡焱軍在接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪時(shí)表示,由于世界各大水處理巨頭都已經(jīng)在中國(guó)落戶,通過本地化的設(shè)備制造,亦有望可進(jìn)一步把成本大大降低。
難題待解
也許,成本遠(yuǎn)非海水淡化技術(shù)面臨的惟一障礙。
6月19日,世界自然基金會(huì)(WWF)發(fā)布報(bào)告指出,海水脫鹽過程會(huì)消耗大量能源,從而會(huì)產(chǎn)生大量的溫室氣體;此外,海水淡化在一些海岸區(qū)域,還破壞了海洋生物的生存環(huán)境。
該組織清潔水項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人吉米皮托克(Jamie Pittock)更是警告說,隨著建造脫鹽工廠的數(shù)量成指數(shù)倍增長(zhǎng),這將會(huì)顯著加速氣候變化的步伐。
對(duì)于這一批評(píng),天津大學(xué)海水淡化與膜技術(shù)研究中心主任王世昌對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者表示,使用膜法生產(chǎn)1噸淡水,大約會(huì)消耗4度電,因此這一耗能涉及的二氧化碳排放量其實(shí)很少。
但他同時(shí)承認(rèn),濃鹽水的排放問題,的確是海水淡化必須跨越的一個(gè)障礙。
根據(jù)目前的工藝水平,海水淡化過程的效率約在40%-50%之間,即海水在一半轉(zhuǎn)化為淡水后,另一半則是濃度翻番的濃鹽水。如果直接將這些濃鹽水排放到近海的話,勢(shì)必對(duì)近海生態(tài)系統(tǒng)造成不利影響。
“中東國(guó)家直接把濃鹽水排到海里,因?yàn)榧t海比較開放,問題不大;但渤海灣是內(nèi)海,自我更新速度慢,到底該不該直排,其危害性有多大,目前還沒有定論?!蓖跏啦淌趯?duì)《財(cái)經(jīng)》記者解釋說。
以一座日產(chǎn)10萬噸的海水淡化廠為例,每天生產(chǎn)出的濃鹽水也有10萬噸左右。目前天津采用的方法,是在鹽田里把濃鹽水曬成鹽,產(chǎn)生的鹽也有六七千噸;但現(xiàn)在能用于曬鹽的地方很難不斷擴(kuò)充,一旦淡化項(xiàng)目大規(guī)模推廣,如何處理這些濃鹽水仍是一個(gè)難題。
目前國(guó)際上通行的做法,是將濃鹽水通過泵打到深海。至于其他污染物,比如污泥,則要求盡量濃縮、填埋;對(duì)于生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱污染,則是盡量想辦法從排放的海水中回收能量,以提高能源的利用效率。
國(guó)家海洋局第二研究所名譽(yù)所長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士蘇紀(jì)蘭在接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪時(shí)表示,從目前情況看,海水淡化的排放物,對(duì)廠址附近海域可能有些影響,但“總的來說問題不大”。
此外,海水脫鹽之后生成的淡水,能否順利地進(jìn)入尋常百姓家,實(shí)際上也并不像我們想象的這么簡(jiǎn)單。
目前,中國(guó)國(guó)內(nèi)淡化水的絕大部分用戶還是工業(yè)用戶,一個(gè)重要的原因,就是淡化水尚無法跟城市自來水管網(wǎng)并網(wǎng)。在2006年,國(guó)家發(fā)改委曾明確表示,將支持淡化海水進(jìn)入城市供水管網(wǎng)。但原來的管網(wǎng)都是以水廠為中心的,如何具體操作,仍沒有最后的答案。
在中國(guó)仍處于初級(jí)階段的海水淡化行業(yè),無論是從市場(chǎng)還是政策角度,無疑仍面臨著巨大的未知數(shù)。從2005年以來,政府扶持這一產(chǎn)業(yè)的態(tài)度已經(jīng)明朗,但至今也沒有具體可操作的注資和稅收減免措施出臺(tái)。
“希望到年底,可以看到具體的細(xì)則出臺(tái)?!币恍I(yè)內(nèi)人士不無期待地告訴《財(cái)經(jīng)》記者。