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海水淡化已经成为世界各国解决淡水危机的战略选择。预计到2014年,世界海水淡化产量相当于一个泰晤士河,可解决2亿人口饮水问题
众所周知,我们赖以生存的地球,又叫“水球”,即我们熟知的三分陆地、七分海洋之说。
不幸的是,水资源“丰富”的地球上超过97%是高含盐水,并不适宜人类直接饮用。
“19世纪争煤,20世纪争石油,21世纪可能争水。”国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所冯厚军曾撰文,21世纪将有可能为争夺水资源而再次发生战争。第47届联合国大会更是将每年的3月22日定为“世界水曰”,号召世界各国对全球普遍存在的淡水资源紧缺问题给予高度重视。
根据联合国公布的数据,目前全球超过10亿人口居住在水资源稀缺地区,而到2025年,这个数字会攀升到18亿,将有越来越多的人生活在缺水状态中。
水资源危机已经开始困扰越来越多的国家,并引起重视(本刊曾制作《大城水惑》的封面报道)。
中国水资源的规划是向浩瀚的海洋要水。中央“一号文件”从全局和战略高度深刻阐明了水利在治国安邦中的重要地位和作用,强调水是生命之源、生产之要、生态之基,并明确提出积极开展海水淡化和综合利用。
《地球》记者曰前获悉,国家发改委正在制定《海水淡化“十二五”规划》以及一系列鼓励发展海水淡化的政策,有望在今年下半年陆续推出。
海水淡化兴起
由于我国水资源时空分布不均,人口分布不均,经济社会发展不均衡,加之污染严重,生态环境恶劣,造成了部分地区水资源严重短缺。
据了解,我国水资源总量虽居世界第六位,但人均年水资源拥有量仅为世界人均水资源量平均值的1/4。联合国可持续发展委员会等7个有关组织曾对世界153个国家和地区统计,我国人均水资源量排在世界第121位,被联合国列为十三个最贫水国家之一。在中国660多个城市中,有400多个城市缺水,其中100多个为严重缺水城市。其中,北京、天津、河北、山东、上海等省市人均水资源拥有量更是不足500立方米,属极度缺水地区。
有调查认为,2030年后,随着人口的增加,我国水资源的短缺状况会更加严重。
谈到水资源短缺的情况,国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所总工程师阮国岭感同身受,他告诉《地球》记者,在他工作生活多年的天津,过去有“九河下梢”之称,是一个水源充足的地方。但是,随着社会经济发展对水资源的需求日益增大,天津逐渐成为永资源严重匮乏的城市。目前,天津市水资源人均占有量160立方米,仅为全国人均占有量的1/15。
在水资源短缺的同时,中国又是一个海洋大国,西部地区也有相对丰富的苦成水资源,这为中国发展海水淡化产业提供了前提和基础。
“水资源保障涉及国家安全,我们应该把海水淡化这一项目上升到国家安全的角度来看待。”国家开发投资公司董事长王会生说。
2010年2月,为解决北京市水资源短缺,在北京市水务工作报告中开始将海水淡化纳入战略水源,并开始调研和论证。
“近年来,北京严重缺水,居民饮水一直是靠从周遍地区调水来解决。”中国科学探险协会《奇异珍稀动物专业委员会》副秘书长赵连石介绍,历史上的北京,河流纵横交错,是一个水源丰沛的地方。海淀正是因为拥有很多湿地和湖泊而得名。但是随着经济的发展,人口增加,使得北京成为世界上严重缺水的城市之一。
“海水淡化开辟了新水源,而且渤海到北京属于近距离输水,既能解决缺水的燃眉之急,又不掠夺周遍缺水地区宝贵的水资源。”中国海水淡化与水再利用学会副会长郭有智认为,海水淡化是解决北京缺水的必由之路。
“海水是地球上取之不尽,用之不竭的最大资源。在水资源短缺日益严重的今天,海水淡化已经成为世界各国解决淡水危机的战略选择。预计到2014年,世界海水淡化产量相当于一个泰晤士河,可解决2亿人口饮水问题。”郭有智介绍,目前世界上有120个国家和地区在利用海水淡化技术。澳大利亚有世界上最大的风能海水淡化工厂,西班牙、以色列等国的海水淡化也处于领先地位。2009年底,世界海水淡化产能3590万立方米/每天,80%用于饮水,解决了1亿多人的饮水问题,全世界现有1万5千多个海水淡化工厂,预计到2015年底垒球海水淡化市场为700亿至950亿美元。未来20年增长最快的市场是中东、中国、印度和美国。中国现有62套海水淡化装置,产能为64万吨/天,主要应用在钢厂、核电站和海岛等。
目前中国海水淡化已基本具备了产业化发展条件,但与国外先进水平还有很大差距。国际脱盐协会技术主席利昂·阿维尔布奇说:
“海水淡化产业已经在国外发展了几十年,技术已经相当成熟。而对于中国来说,海水淡化产业是一个新兴产业,还刚刚起步,需要国外的资金投入和国外技术。”
目前,中国有杭州水处理技术研究中心和天津海水淡化与综合利用研究所两大海水淡化技术研究机构。
海水淡化的给力规划
修建水利设施、跨流域调水、循环利用水也可以解决水资源短缺。相比之下,海水淡化更具优势——受原料供应和自然气候条件影响很小。
譬如,为解决京津地区缺水问题,政府耗巨资南水北调。然而令人担忧的是,近年来气候变化,中国南方长江流域也在不断出现严重旱情,也同样面临“水荒”的考验。与此同时,南水北调中线工程又被宣布延迟五年,要到2014年才能完工。
“中国有一句老话,远水解不了近渴。”赵连石在接受《地球》记者采访时如是说,“北方大旱,我们可以用调水来解决北方的水资源不足,解决北京、天津等地区的饮水问题。可是,大家也都看到了,现在南方地区也是干旱频现,比如2010年的西南五省市大干旱,引人注目,今年又是长江中下游地区遭遇严重干旱。而我们费了很多人力、物力、财力的南水北调工程,现在工程要推迟。就算到时候修好了,南方水源地也缺水了,出现无水可调的情况时怎么办?”
据原国务院南水北调办公室主任张基尧透露,原定2010年完工的中线工程将调整为2014年完工。水利部有关专家测算,2010年全国总需水量7300亿吨,供需缺口约1000亿吨,相当于南水北调总水量的两倍。
此外,南水北调的成本也是制约水价的关键问题。中国水利水电科学研究院水资源研究所研究员王浩在接受采访时曾表示,只有将资源水价、环境水价、生态水价、机会成本、工程水价,以及利润和税金加在一起,才构成完整的水价。粗略一算,南水北调北京用户的水价将达到10元/立方米,甚至比海水淡化还要贵。
王会生曾表示,远程调水距离越长成本越高,甚至远远高于海水淡化成本。
几年前,西班习二为解决多年来南 部的缺水问题,计划从北部依博罗河流域,每年调水1000亿立方米到南部较干旱的地区。不过这一计划被新上台的政府叫停,原因就是成本随着调水距离的增加而增加,到输水终端时,成本甚至相当于海水淡化的4倍。
警惕“死海”出现
所谓海水淡化,也就是脱除原水中的大部分盐类,使处理后的原水变为符合规定用水标准的淡水,在国际上称为原水脱盐。
据了解,根据目前的工艺水平,海水淡化过程的效率约在40%~50%之间,即海水在一半转化为淡水后,另一半则是浓度翻番的浓盐水。这就意味着,海水淡化后将面临着遗留的浓缩盐水如何处置的难题。
这些浓缩盐水如果不经处理直接排入海中,势必会对海洋生态造成很大的危害。尤其渤海湾自我交换能力比较差,如果大规模发展海水淡化工程的浓盐水排放问题得不到有效解决,渤海无疑将成为“死海”。
据了解,目前国际上通行的做法,是将浓盐水通过泵打到深海。至于其他污染物,比如污泥,则要求尽量浓缩、填埋;对于生产过程中产生的余热污染,则是尽量想办法从排放的海水中回收能量,以提高能源的利用效率。
“虽然在海水淡化过程中,浓缩盐水的排放,一度引起了环保人士的忧虑,但随着技术的进步,淡化工厂也开始考虑提高淡水回收率,而进入海洋的浓缩盐水是十分微量的。海水在淡化前都进行了严格的预处理,加上海洋中的潮汐、洋流等现象,使浓盐水迅速得到稀释,不会造成污染。”郭有智介绍,全世界绝大多数地方浓缩盐水都是直接排人海洋的,而天津开发区设计了一套利用浓缩盐水进行盐化工生产的循环经济思路,可以说是个很大胆的创新,另外还有其他方法,比如将浓水与市政污水的处理出水混合后排放,这样两方的废水都得到稀释,不会造成污染。
“现在我们和汉沾盐场合作,按照一期工程海水淡化20万吨/日,采用浓缩海水制盐后,汉沽盐场可增加近一倍(50万吨/年)的原盐产量,同时可节约22平方公里的盐田用地,基本上也把我们用的海水‘吃干榨净’。”天津国投津能发电有限公司综合部副主任卓汉鹏表示。
不过,从事了数十年海水淡化研究的天津大学教授王世昌认为,将浓盐水排入盐田H西盐的方案并不够成熟。因为海水预处理过程中加入的若干化学添加剂可能通过盐田的饱和卤水间接流人海中,而这些添加剂对盐田生态和结晶效果将产生何种影响也值得研究。
众所周知,我们赖以生存的地球,又叫“水球”,即我们熟知的三分陆地、七分海洋之说。
不幸的是,水资源“丰富”的地球上超过97%是高含盐水,并不适宜人类直接饮用。
“19世纪争煤,20世纪争石油,21世纪可能争水。”国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所冯厚军曾撰文,21世纪将有可能为争夺水资源而再次发生战争。第47届联合国大会更是将每年的3月22日定为“世界水曰”,号召世界各国对全球普遍存在的淡水资源紧缺问题给予高度重视。
根据联合国公布的数据,目前全球超过10亿人口居住在水资源稀缺地区,而到2025年,这个数字会攀升到18亿,将有越来越多的人生活在缺水状态中。
水资源危机已经开始困扰越来越多的国家,并引起重视(本刊曾制作《大城水惑》的封面报道)。
中国水资源的规划是向浩瀚的海洋要水。中央“一号文件”从全局和战略高度深刻阐明了水利在治国安邦中的重要地位和作用,强调水是生命之源、生产之要、生态之基,并明确提出积极开展海水淡化和综合利用。
《地球》记者曰前获悉,国家发改委正在制定《海水淡化“十二五”规划》以及一系列鼓励发展海水淡化的政策,有望在今年下半年陆续推出。
海水淡化兴起
由于我国水资源时空分布不均,人口分布不均,经济社会发展不均衡,加之污染严重,生态环境恶劣,造成了部分地区水资源严重短缺。
据了解,我国水资源总量虽居世界第六位,但人均年水资源拥有量仅为世界人均水资源量平均值的1/4。联合国可持续发展委员会等7个有关组织曾对世界153个国家和地区统计,我国人均水资源量排在世界第121位,被联合国列为十三个最贫水国家之一。在中国660多个城市中,有400多个城市缺水,其中100多个为严重缺水城市。其中,北京、天津、河北、山东、上海等省市人均水资源拥有量更是不足500立方米,属极度缺水地区。
有调查认为,2030年后,随着人口的增加,我国水资源的短缺状况会更加严重。
谈到水资源短缺的情况,国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所总工程师阮国岭感同身受,他告诉《地球》记者,在他工作生活多年的天津,过去有“九河下梢”之称,是一个水源充足的地方。但是,随着社会经济发展对水资源的需求日益增大,天津逐渐成为永资源严重匮乏的城市。目前,天津市水资源人均占有量160立方米,仅为全国人均占有量的1/15。
在水资源短缺的同时,中国又是一个海洋大国,西部地区也有相对丰富的苦成水资源,这为中国发展海水淡化产业提供了前提和基础。
“水资源保障涉及国家安全,我们应该把海水淡化这一项目上升到国家安全的角度来看待。”国家开发投资公司董事长王会生说。
2010年2月,为解决北京市水资源短缺,在北京市水务工作报告中开始将海水淡化纳入战略水源,并开始调研和论证。
“近年来,北京严重缺水,居民饮水一直是靠从周遍地区调水来解决。”中国科学探险协会《奇异珍稀动物专业委员会》副秘书长赵连石介绍,历史上的北京,河流纵横交错,是一个水源丰沛的地方。海淀正是因为拥有很多湿地和湖泊而得名。但是随着经济的发展,人口增加,使得北京成为世界上严重缺水的城市之一。
“海水淡化开辟了新水源,而且渤海到北京属于近距离输水,既能解决缺水的燃眉之急,又不掠夺周遍缺水地区宝贵的水资源。”中国海水淡化与水再利用学会副会长郭有智认为,海水淡化是解决北京缺水的必由之路。
“海水是地球上取之不尽,用之不竭的最大资源。在水资源短缺日益严重的今天,海水淡化已经成为世界各国解决淡水危机的战略选择。预计到2014年,世界海水淡化产量相当于一个泰晤士河,可解决2亿人口饮水问题。”郭有智介绍,目前世界上有120个国家和地区在利用海水淡化技术。澳大利亚有世界上最大的风能海水淡化工厂,西班牙、以色列等国的海水淡化也处于领先地位。2009年底,世界海水淡化产能3590万立方米/每天,80%用于饮水,解决了1亿多人的饮水问题,全世界现有1万5千多个海水淡化工厂,预计到2015年底垒球海水淡化市场为700亿至950亿美元。未来20年增长最快的市场是中东、中国、印度和美国。中国现有62套海水淡化装置,产能为64万吨/天,主要应用在钢厂、核电站和海岛等。
目前中国海水淡化已基本具备了产业化发展条件,但与国外先进水平还有很大差距。国际脱盐协会技术主席利昂·阿维尔布奇说:
“海水淡化产业已经在国外发展了几十年,技术已经相当成熟。而对于中国来说,海水淡化产业是一个新兴产业,还刚刚起步,需要国外的资金投入和国外技术。”
目前,中国有杭州水处理技术研究中心和天津海水淡化与综合利用研究所两大海水淡化技术研究机构。
海水淡化的给力规划
修建水利设施、跨流域调水、循环利用水也可以解决水资源短缺。相比之下,海水淡化更具优势——受原料供应和自然气候条件影响很小。
譬如,为解决京津地区缺水问题,政府耗巨资南水北调。然而令人担忧的是,近年来气候变化,中国南方长江流域也在不断出现严重旱情,也同样面临“水荒”的考验。与此同时,南水北调中线工程又被宣布延迟五年,要到2014年才能完工。
“中国有一句老话,远水解不了近渴。”赵连石在接受《地球》记者采访时如是说,“北方大旱,我们可以用调水来解决北方的水资源不足,解决北京、天津等地区的饮水问题。可是,大家也都看到了,现在南方地区也是干旱频现,比如2010年的西南五省市大干旱,引人注目,今年又是长江中下游地区遭遇严重干旱。而我们费了很多人力、物力、财力的南水北调工程,现在工程要推迟。就算到时候修好了,南方水源地也缺水了,出现无水可调的情况时怎么办?”
据原国务院南水北调办公室主任张基尧透露,原定2010年完工的中线工程将调整为2014年完工。水利部有关专家测算,2010年全国总需水量7300亿吨,供需缺口约1000亿吨,相当于南水北调总水量的两倍。
此外,南水北调的成本也是制约水价的关键问题。中国水利水电科学研究院水资源研究所研究员王浩在接受采访时曾表示,只有将资源水价、环境水价、生态水价、机会成本、工程水价,以及利润和税金加在一起,才构成完整的水价。粗略一算,南水北调北京用户的水价将达到10元/立方米,甚至比海水淡化还要贵。
王会生曾表示,远程调水距离越长成本越高,甚至远远高于海水淡化成本。
几年前,西班习二为解决多年来南 部的缺水问题,计划从北部依博罗河流域,每年调水1000亿立方米到南部较干旱的地区。不过这一计划被新上台的政府叫停,原因就是成本随着调水距离的增加而增加,到输水终端时,成本甚至相当于海水淡化的4倍。
警惕“死海”出现
所谓海水淡化,也就是脱除原水中的大部分盐类,使处理后的原水变为符合规定用水标准的淡水,在国际上称为原水脱盐。
据了解,根据目前的工艺水平,海水淡化过程的效率约在40%~50%之间,即海水在一半转化为淡水后,另一半则是浓度翻番的浓盐水。这就意味着,海水淡化后将面临着遗留的浓缩盐水如何处置的难题。
这些浓缩盐水如果不经处理直接排入海中,势必会对海洋生态造成很大的危害。尤其渤海湾自我交换能力比较差,如果大规模发展海水淡化工程的浓盐水排放问题得不到有效解决,渤海无疑将成为“死海”。
据了解,目前国际上通行的做法,是将浓盐水通过泵打到深海。至于其他污染物,比如污泥,则要求尽量浓缩、填埋;对于生产过程中产生的余热污染,则是尽量想办法从排放的海水中回收能量,以提高能源的利用效率。
“虽然在海水淡化过程中,浓缩盐水的排放,一度引起了环保人士的忧虑,但随着技术的进步,淡化工厂也开始考虑提高淡水回收率,而进入海洋的浓缩盐水是十分微量的。海水在淡化前都进行了严格的预处理,加上海洋中的潮汐、洋流等现象,使浓盐水迅速得到稀释,不会造成污染。”郭有智介绍,全世界绝大多数地方浓缩盐水都是直接排人海洋的,而天津开发区设计了一套利用浓缩盐水进行盐化工生产的循环经济思路,可以说是个很大胆的创新,另外还有其他方法,比如将浓水与市政污水的处理出水混合后排放,这样两方的废水都得到稀释,不会造成污染。
“现在我们和汉沾盐场合作,按照一期工程海水淡化20万吨/日,采用浓缩海水制盐后,汉沽盐场可增加近一倍(50万吨/年)的原盐产量,同时可节约22平方公里的盐田用地,基本上也把我们用的海水‘吃干榨净’。”天津国投津能发电有限公司综合部副主任卓汉鹏表示。
不过,从事了数十年海水淡化研究的天津大学教授王世昌认为,将浓盐水排入盐田H西盐的方案并不够成熟。因为海水预处理过程中加入的若干化学添加剂可能通过盐田的饱和卤水间接流人海中,而这些添加剂对盐田生态和结晶效果将产生何种影响也值得研究。