
在我國遠離大陸的海島或者沿海部分新型城鎮、西部苦咸水地區,工程性缺水和季節性缺水比較嚴重,特別是島嶼及沿海缺水村鎮的自來水通水管道建設條件差,亟待解決和改善嚴重缺水或只能使用苦咸水、微咸水的地區居民飲用水問題。在海島或沿海區域有沒有一種更合乎大自然規律的取水之道?
從常規來看,解決島嶼或沿海周邊居民飲水問題主要有幾種途徑:一是通過管道傳輸或船載運輸。由于地區偏遠、地形復雜,自來水管道建設投資成本高等原因,通過自來水管網運輸在實際中很難實施,另外對于南海諸多島嶼,從海南本島運輸淡水不僅存在運輸成本貴的問題,而且常常受惡劣天氣的嚴重影響。二是海水淡化。主要分為蒸餾法和膜法。蒸餾法海水淡化是通過加熱海水使之沸騰汽化,再把蒸汽冷凝成淡水的方法。蒸餾法海水淡化技術是最早投入工業化應用的淡化技術,但由于該法需要消耗大量的能源,能源消耗費用約占淡化水生產成本的三分之一以上,特別在能源與淡水一樣緊缺的海島并不適合。膜法海水淡化是利用滲透膜在壓力下允許水透過而使鹽分和雜質截留的技術,目前應用廣泛,但是同樣存在能耗高的問題,以及對原水水質比較敏感、需要進行復雜預處理、操作繁瑣、膜性能會隨時間而降低、維護費用高的問題。在消耗能源的同時必然對當地脆弱的生態造成不可逆轉的破壞。
那么,如何走出以能源換水資源的環保困境?在我國海南樂東黎族自治縣尖峰鎮,有項名為“太陽能光熱海水淡化示范工程”的項目。這是作為技術支撐單位的國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所聯合上海驕英能源科技有限公司找到的一條全新技術路徑。經過多年研發,工程師反復實驗,發現利用一種名叫“線性菲涅爾”的光學反射聚焦和向日葵跟蹤太陽原理,可以實現對太陽能的高倍率跟蹤和聚焦。利用線形菲涅爾式太陽能聚光集熱系統、太陽能蒸汽發生系統和低溫多效蒸餾海水淡化系統,能實現太陽能光熱輸出中溫高品質蒸汽,對海水進行多級蒸餾淡化,得到較低成本的蒸餾水。來自該項目生產第一線的數據顯示,太陽能集熱效率、造水比、水質TDS(全固態溶解物)?等各項指標已達到設計值。在社會高度關注的能源消耗方面,它的主要能量為太陽能光熱,無需大量的燃料運輸,無需投資物流碼頭和燃料儲存設施,生產過程不排放粉塵、廢棄物、污染性廢水等,真正做到生態友好,實現零能耗全自動的智能化海水淡化。
太陽能光熱海水淡化的主要細分市場是島嶼海水淡化、西部地區苦咸水淡化、中東沙漠地區工業海水淡化等中型軍民兩用海水淡化。目前太陽能光熱海水淡化技術的平均供水成本為每噸約4元,而現在海上孤島及西部苦咸水地區的平均供水成本卻高達每噸150元—200元。未來5年將投資建設100個太陽能光熱海水(苦咸水)淡化供水惠民工程,解決約500萬缺水人口的飲用水健康問題,同時為海島駐軍提供堅實的供水后勤保障。
太陽能光熱海水淡化技術創造出一種新的資源組合路徑,將能源利用和水資源利用有效結合,即將低溫多效海水淡化處理技術與太陽能光熱技術相結合,不僅是海水淡化規?;闹匾黄?,同時也是能源緊缺、淡水緊缺島嶼開發的有力保障,將為“一帶一路”建設中海上絲綢之路沿線的島嶼和沿海城鎮工業和民用供水以及絲綢之路經濟帶中亞地區苦咸水淡化提供創新突破性的可靠手段。
(本文根據“發現雙創之星”系列活動上海站期間,上海驕英能源科技有限公司董事長彭志剛的發言整理)endprint