
“青島建”全球最大反滲透式海水淡化項目投入商業運行。
青島是全國資源型缺水城市之一,但市民身處其中卻并沒有“缺水”之感,這與引黃濟青、南水北調等客水蓄水工程密切相關,而海水淡化也成為這座城市水資源的重要補充。
今年6月自然資源部海洋戰略規劃與經濟司發布的《2023年全國海水利用報告》顯示,2023年全國現有海水淡化工程156個,工程規模2522956噸/日,比2022年增加了165908噸/日。海水淡化水主要用于工業用水和生活用水。2011年以來,我國海水淡化工程規模穩步提升。
青島海水淡化發展走在國內前列,目前已建成海水淡化工程規模達34.1萬噸/日,居全國同類城市首位,約占全國七分之一,海水淡化水已應用于市政供水、工業用水、海島用水等多個場景,在保障城市用水安全方面發揮了重要作用,在全國海水淡化產業發展中走出了“青島路徑”。
產能全國領先
水是生命之源、生產之要、生態之基。而水資源短缺又是世界性問題。作為聯合國組織每年發布的權威報告《2024年聯合國世界水發展報告》顯示,全球淡水使用量正在以每年略低于1%的速度增長。目前,世界上約有一半人口在一年之中至少有一部分時間面臨嚴重的缺水問題。世界四分之一人口面臨著“極度”缺水壓力,這些區域每年使用的可再生淡水超過當地供應量的80%。
如何破解這一難題?其實科學家很早就進行了探索。上世紀50年代,美國科學家索里拉金(S.Sourirajan)通過解剖發現了海鷗喝海水的秘密。原來,海鷗利用喉管里的一層薄膜,經由壓力作用將海水中的水分子透過其轉化為可飲用的淡水,再將濃鹽水吐出去。受此啟發,他發明了人類第一張有實用價值的反滲透膜,發明了反滲透水凈化工藝。
這是一個偉大的發明。經過多年發展,反滲透(RO)技術以其高效、節能及環境友好等優勢,逐漸成為全球海水淡化領域的主流工藝,有力推動了海水淡化產業興起,緩解了眾多國家、城市的水資源不足問題。
例如極度缺水但又臨海的以色列,目前每年海水淡化規模約6億噸,約80%飲用水來自海水淡化。國際脫鹽協會與GWI (Global Water Intelligence)統計數據顯示,全世界海水淡化廠超22000個,海水淡化規模超1億噸/日,可滿足3億多人的清潔飲用水需求。
我國水資源嚴重短缺的城市也都在瞄準海水淡化發力,以其作為重要的增量水源。《2023年全國海水利用報告》統計,目前全國海水淡化工程分布在遼寧、天津、河北、山東、江蘇、浙江、福建、廣東、廣西、海南10個沿海省(區)市。其中,浙江(801473噸/日)、山東(713209噸/日)、河北(390700噸/日)和天津(306000噸/日)4省(市)海水淡化規模占全國87.65%。
青島無疑是海水淡化的先行者和先進城市。自2006年發布全國第一個城市海水淡化產業發展規劃以來,青島大力發展海水淡化產業,將海水淡化水納入水資源統籌規劃和調配,作為城市供水的重要補充水源和戰略儲備水源,建設李滄海水淡化和董家口海水淡化兩個規模化海水淡化應用基地,目前海水淡化規模達34.1萬噸/日,約占全國七分之一。其中,百發海水淡化廠產能達20萬噸/日,是國內最大的海水淡化市政供水示范項目。
青島海水淡化在“量”增的同時,還實現了“質”的提升。作為全國首個自主設計、自主建設、自主運營的10萬噸級海水淡化廠,董家口海水淡化廠采用了自主研發的“超濾膜—反滲透膜”海水淡化雙膜法先進工藝(即先對海水進行初步過濾、去除雜質,再進行淡化),打破了長期以來中國海水淡化項目所用反滲透膜被國外企業壟斷的局面,推動多種關鍵技術及裝備實現國產化,噸水電耗水平降至2.5度,噸水售價僅為4.25元,被國家發展改革委確定為“反滲透膜材料研發與產業化及應用示范項目”;百發海水淡化廠擴建工程(二期)在其一期和董家口海水淡化廠的基礎上又進行了升級,采用“氣浮+超濾+反滲透+礦化”工藝,自動化水平大大提升,入圍被譽為“水務行業奧斯卡”的全球水獎。
生態全面布局
多年來,海水淡化不僅保障著城市用水安全,而且在其他應用場景也逐漸大顯身手。在缺乏穩定淡水供應的遠洋航行中,海水淡化發揮著不可忽視的作用。例如“科學”號安裝了先進的海水淡化裝置,船隊員淋浴、洗衣甚至沖馬桶都可以采用海水淡化水,足以保證船上80人的生活用水;在遠離陸地的海島上,海水淡化成為解決海島用水難的一個重要方案。例如青島積極探索海島船舶等新應用場景,在西海岸新區靈山島、即墨區小管島等建設規模約1100噸/日的海水淡化項目。
一邊高標準、規模化發展,一邊拓展多場景應用,青島海水淡化產業發展生態更加完善。
在海水淡化企業“走出去”加強對外合作方面,青島也彰顯影響力。今年3月,駐青單位中國電建集團山東電力建設第三工程有限公司(以下簡稱“山東電建三公司”)以總承包方式(EPC)承建的阿聯酋阿布扎比塔維勒海水淡化項目整體投入商業運行,這是目前世界上最大的反滲透式海水淡化項目,日產水量90萬噸,可滿足近100萬人全年用水需求。目前,山東電建三公司在海外承建了多個大型海水淡化工程,項目日產水量500萬噸,居全球首位,已成為全球最大海水淡化工程EPC總承包商。
同時,青島還在協同發力,加大突破反滲透膜、高壓泵、能量回收裝置等海水淡化三大關鍵技術和核心裝備研發,提高產業裝備和材料自主制造水平,擺脫其主要依賴進口的局面,力爭形成自主可控的海水淡化產業鏈條。
一系列布局已經展開:青島水務集團與行業領軍企業合作組建青水津膜高新科技有限公司,建設年產200萬平方米的海淡超濾膜項目,同時依托該公司開展海淡膜技術應用研發,不斷提升海淡裝備核心競爭力;青島風生海水淡化研究院有限公司研發復合型數字液壓柱塞泵技術,為替代以歐美先進技術為代表的高壓泵、能量回收器等核心裝備開辟新的技術發展道路;青島水務集團聯合上海市政工程設計研究總院在青成立全國首個海水淡化設計研究院,通過吸收、引進、利用海水淡化產業先進技術和科研成果,為推動海水淡化規模化發展提供工程技術支撐……
青島還積極拓展、延長海水淡化產業鏈,提升海水資源綜合利用水平,通過下游附加產品提高經濟效益。海水中含有鉀、溴、鎂等80多種元素。當前,天津市、河北省、山東省、福建省等地都在積極開展海水提溴、提鉀工藝技術裝備研發與成果轉化,典型代表如福建省年產10萬噸海水提取氯化鉀項目已開工建設。青島亦是如此,正落地實施全球首個海水淡化濃鹽水提鋰項目,為提取鋰資源開辟新的路徑,助力我國鋰資源自主可控。
向浩瀚的海洋要水,是一個任重道遠的課題。近兩年發布的《青島市支持海洋經濟高質量發展15條政策》《青島市支持黃河流域生態保護和高質量發展若干財政政策》均明確,鼓勵海水淡化項目建設與技術攻關。根據海水淡化項目產能和綜合利用水平,對海水淡化項目給予最高1000萬元建設獎補。可以預見,隨著龍頭企業帶動和協同技術攻關,青島海水淡化產業將跑出加速度,有望繼續推動我國海水淡化產業向深層次邁進。(青島日報/觀海新聞首席記者 李勛祥)
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