海水淡化是從海水中提取淡水,並將海水淡化產生的濃海水用於製鹽及提取鉀、溴、鎂等元素。海水淡化水可以用於生產、生活和生態等多方面,目前主要用於工業和生活領域。工業上主要用於鍋爐補充水和生產工藝用水,如電力、冶金、化工等行業有較大規模的應用;在生活領域,主要用於沿海地區和海島的飲用水等,作為市政供水的重要補充。
目前,隨著工業化的大規模推進,加上水資源污染等原因,全球缺水地區越來越多。如何破解水危機?在眾多開源節流的途徑中,新興的海水淡化產業再度躍入人們的視野,成為當下許多城市重點培育的水資源「後備軍」。以下是宇博智業小編整理的2016年海水淡化產業發展現狀分析。
我國海水淡化從19世紀50年代開始起步,60年代後期開始對反滲透、電滲析和蒸餾等多種海水淡化方法進行研究。自1982年在西沙永興島建成我國第一座電滲析海水淡化站,經過30 餘年的共同努力, 我國海水淡化技術有了長足進步和重大突破,尤其在中小型規模工程建設方面已與國外海水淡化先進國家處於相同水平。目前我國已自主建成日產萬噸級反滲透海水淡化裝置, 海水淡化工程正逐步進入大型化階段。
據宇博智業《2016-2021年海水淡化行業深度分析及「十三五」發展規劃指導報告》統計,我國海水淡化利用工程日產能從1999年的0.64萬m3 增加到2003年的3 萬m3,但從2003年起,特別是「十一五「以來,我國海水淡化迅速發展,海水淡化產能年均增長超過60%,現階段我國海水淡化產能已達86 萬m3/d。已建、在建和近期籌建的工程已超過100萬m3/d。已建海水淡化裝置主要分布在天津、浙江、河北、遼寧和山東等地,應用領域主要是電力、石油、鋼鐵和化工等行業,以及海島上的市政供水,其中電力行業占56.72%, 石油和化工占21.52%, 其餘依次是市政、鋼鐵、港務等。
海水淡化技術主要有熱法和膜法兩大類。熱法在我國的主流發展趨勢是低溫多效, 優點是水質好,並可利用工廠餘熱或低品位熱源,主要用於提供鍋爐補給水和工藝純水,低品位蒸汽或餘熱可利用於電力、鋼鐵、石化等企業。我國自主建成了1.25 萬m3/d 低溫多效海水淡化蒸餾裝置,為大型熱法海水淡化工程的啟動奠定了基礎。膜法是發展反滲透膜海水淡化,在膜法海水淡化方面,隨著大型化和超大型化海水淡化工程的實施,與之相應的取水、預處理、膜系統布局、膜與膜組件、能量回收等方面也將開展新的研究;其中反滲透海水膜、高壓泵、能量回收裝置、反滲透膜壓力容器、海水預處理連續膜過濾組器等取得明顯進步;膜通量從發展初期到目前增加了近40%,脫鹽率由99.2%提升至99.7%;更值得一提的是,能量回收裝置的應用和不斷改進使能耗大幅降低,新一代正位移式能量回收裝置的回收效率達94%以上。目前,反滲透海水淡化投資大約在6 000~8 000 元/m3,綜合產水成本約為5~6 元/m3。無論是熱法還是膜法都朝著大型化、高效率、低成本的方向發展。
目前我國海水淡化項目的投融資方式比較單一,有一般性投資項目,企業作為基本的投資主體,資金主要由企業自籌或銀行貸款。也有屬於基礎性和公益性投資項目,地方政府作為投資主體,利用中央政策性投融資,安排一定比例的中央資金補助,配套地方資金共同投資。現有的工程建設主要採取EPC 模式,大約占60%~70%,業主分布主要為沿海工業、園區建設公司和地方政府。部分工程項目分為主要承包商和次要承包商,承包商只對業主負責,相互之間是有配合關係,但也有一些大型工程項目嘗試採取了BOT 建設模式, 如天津大港新泉、河北曹妃甸及青島百發等海水淡化工程。由於目前我國海水淡化的成本較高、收益不是特別理想,多數項目還處於微盈利甚至虧損狀態,因此項目本身不具備太大的商業投資價值,形成投資願望的基本條件尚不強烈,導致外國資本、民營資本、甚至銀行業對海水淡化項目的投入非常慎重。
4 工程運行管理和成本效益
目前我國海水淡化工程主要分經營性和准公益性兩類,其運行管理模式主要為3 種:一是自來水廠運行管理模式,二是企業自行運行管理模式,三是投資運營管理模式。海水淡化的成本主要由運營管理成本以及投資成本等組成, 大多數成本約5~10 元/m3, 除了少數飲用水工程有政府資金支持外,其餘的工程基本由企業自行投資,實行全成本核算, 未享受到興建水利工程和城市供水工程等方面的優惠政策。對於市政供水企業來說,由於水價較低, 制水成本與水價的倒掛現象較為嚴重, 只有通過政府的補貼才能維持企業的正常運行。大多數自供水企業主營電力、鋼鐵、石油和化工,可以利用餘熱和現有的一些基礎設施降低制水成本,同時工業用水價格相對較高,使制水成本與水價倒掛情況相對較少。
1)引入海外先進經驗,增強國內海水淡化技術實力。技術進步帶來的成本下降和性能上升,是推動海水淡化經濟性的核心因素。依託先進技術、設計理念,以色列能做到人民幣3~4元的噸水成本。由於技術領先、設備耗材使用壽命長,以色列噸水電耗、項目維修費、膜更換費用等運維費用顯著低於國內項目。電水聯產,以色列顯著降低單位電價。以以色列IDE公司為例,巴安水務等國內企業開展併購等合作方式,引入海外先進技術。
2)政策大力支持,電改加速降低能源成本;行業正處爆發臨界點。十三五期間,國家將通過產業基金、降低運營成本等方式著力推動海水淡化產業發展。2013年年底,浙江省將海水淡化用電從工業用電轉為農業用電,預計噸水成本下降約1元。各地將出台電價優惠政策,著力保障海水淡化運營。2015年11月,6個電改配套文件出台,各地試點放開;電改加速降低能源成本。