海水淡化的三种方法【海水淡化弊端重重】

　　这一技术的广泛应用仍存在着很大的障碍。　　对决策者而言，2010年是重要的一年。中国两千万城市居民面临水资源短缺，而被寄予厚望的重大补偿项目，南水北调项目还远未被提上议程。该项目的东线预计在2010年之前从华中的长江口引水入京，但过度污染和其他并发症使项目至少延迟到2014年。
　　中国环境专家、非营利组织公众环境研究中心主任马军说，在过去数十年中，中国的经济与污染同时爆涨，人均水资源从1949年的约1000立方米萎缩到如今的约100立方米。“这样的低水平是很危险的。”他表示。
　　在南水北调项目举步维艰之际，管理层将注意力转移到了海水淡化技术，一种通过脱去盐分和固体杂质，将海水转化为淡水的过程。中央在“十二五规划”中宣布了雄心勃勃的目标：在2015年之前使海水淡化产能大致翻四倍。自那时起，新工厂如雨后春笋，在天津、大连和青岛等东北部沿海城市涌现。
　　由于海水占地球水源的98%，淡化技术看来似乎是中国水资源短缺诱人的解决方案。该技术已经满足一些严重缺乏淡水的地区，如岛屿、航天飞行器以及中东干旱城市等地的大部分用水要求需。然而，一些因素需引起警惕。由于海水淡化是能源密集型产业，广泛应用仍不经济，尤其是对于中国这样的发展中国家。
　　兴建设施
　　中国水资源短缺在西部平原尤其严重，这里是很多工厂与大片农田所在地。据研究公司IHS环球透视的数据，这里的水资源不到南方的四分之一，是世界平均水平的十一分之一。这种情况由于中国经济的发展与生活方式趋向于挥霍浪费，只会更加恶化。
　　中国决策层清楚地认识到水资源短缺对经济与社会的威胁。“事实是，水资源短缺对于城市和国家的发展将构成巨大的约束。”凯发集团执行副总裁兼中国区首席执行官温仁德表示。凯发集团是一家新加坡海水淡化工程公司。
　　中国公司早已上马了一系列大型基础设施项目以帮助满足需求，通过水坝、水库和河流改道改变中国乡村的面貌。如今，依靠凯发、美国的能量回收公司ERI和挪威阿科凌（Aqualyng）等海外承包商，中国公司正在建设一些全球最大的海水淡化工厂。
　　国家开发投资公司在以色列IDE技术有限公司的帮助下，在靠近天津的地方建成北京工厂，这是中国最大的综合淡化与燃煤电厂。在其附近，则是由凯发集团帮助建造的中国最大的反渗透工厂天津大港新泉海水淡化厂。而西班牙的Abengoa水处理公司也于去年6月签订协议，将在渤海沿海城市大连以外的长兴岛建设更大型的海水淡化设施。
　　有两种主要类型的海水淡化工厂。在热电厂，海水被加热生成水蒸汽，然后凝结成淡水，模仿自然界的水循环。还可利用在这种能量密集型的过程中电厂的生产的副产品热能，这在中东等能源充足且价格低廉的地区尤其受欢迎。另一种主要形式是通过反渗透，用膜过滤水中盐分和固体颗粒。反渗透膜使用较少的能源，但其制作更困难。
　　根据全球水资源研究所的数据显示，截至2011年底，中国的海水淡化产能在全球排名第六，位列沙特阿拉伯、美国、阿联酋和科威特之后。但它已计划到2015年，使日处理海水能力提高4倍左右，达到220～260万立方米的水平，这将帮助中国在国际排名中大幅向前。
　　这项努力不仅是为了缓和水资源短缺，同时也是为了打造另一个制作清洁技术设备的出口行业。据国家数据显示，约有40家中国机构参与了脱盐技术的研究与开发，还有近600家公司生产设备。为了支持新生产业，国务院已经设定目标，到2015年，中国使用的海水淡化设备必须达到70%的本土化。
　　但一些分析人士预测，未来几年，中国的设备制造商将继续落后于海外竞争者。虽然国内制造商能够制造淡化过程中使用的多数部件，但总体而言还缺乏生产高质量反渗透膜的能力。
　　天津大学脱盐技术研究中心主任王世昌说：“我们的技术落后于发达国家10年，尤其是膜技术。政府正努力改进技术，所以也许在未来5年中，我们将大量拥有自主开发的设备。”
　　价格昂贵
　　对于脱盐行业而言，价格方面的问题甚至比技术方面的问题还要难以解决。淡化水价格比传统淡水高很多，很大程度上是因为其对能源的消耗更大。天津大学的王世昌说，在天津，与每立方米3.9元人民币的自来水相比，淡化水价格大约是每立方米5～7元人民币。
　　当然，获得水源还有更昂贵的方式，中国正致力于研究其中的一些。虽然没有官方的统计数据，不过分析人士估计，通过南水北调向北方引水的成本将是海水淡化的两倍。
　　但尽管淡化水在资金方面是仅次于南水北调所能承受的方式，但这并没有什么说服力。在中国的一些淡化厂里，淡化水的生产成本是其销售价格的2～4倍。“目前，淡化水较之传统水源价格要贵很多。”国际水务情报局亚洲版的编辑奥利维亚·简森（Olivia Jensen）表示，“支持淡化水的经济理由不是非常有力。”
　　但是这一点在未来几年中可能有所改变，随着水资源匮乏的加剧，传统水源价格一路上升，而不断进步的反渗透膜技术则使淡化水价格下降。但脱盐过程似乎仍将是能源密集的生产过程，这意味着它对于中国这样水资源贫乏的国家而言，可能并不是万灵药。
　　这一点在水源与能源成本关联度越来越高的世界中尤其如此，即将出版其新书《中国狂飙突进：技术、绿色产业与创新推动的未来大陆》的作者，能源分析师比尔·陶德森（Bill Dodson）说，随着水资源越来越稀缺，它的能源密集度随之增加。需要使用更多的能源将水从深井中抽取上来，运输到更远的地方，或进行过滤和脱盐。然而，产生能源也需要大量的水，因为，几乎所有能源生产手段都是水源密集型的。煤矿开采，“水压碎裂”页岩气，制作太阳能电池与核反应堆冷却，全都需要大量的水。
　　研究显示，在过去的一个世纪中，从能源和水源到农业和工业产品，各种资源的价格，比任何时候都更具关联性。据麦肯锡全球研究院2011年的报告中显示，在农作物生产中，能源占成本的15%～30%，钢产量中占25%～40%，而通过脱盐制作淡水的生产过程中其成本占50%～75%。
　　这些关联性暗示了价格以外的其他问题。在华北地区，供给脱盐过程的电力多来自煤炭，使得脱盐过程成为污染源，并加剧了全球气候变化。环保人士还担心工厂如何储存水处理过程中累积的卤水：弃置于水厂周围将增加水的盐度，摧毁海洋生态系统。
　　最后，淡化水可能受到中国陈旧的水管网络的再污染。陶德森说：“我们知道，天津拒绝南水北调项目分流的水源是因为它受到了严重污染。即使你对水源进行脱盐，在远距离的运输过程中，如何保持清洁？”
　　节约至上
　　脱盐技术的经济性使得这项技术只对中国某些地方的消费者具有实用性，当前，主要是位于天津、大连和青岛等沿海缺水城市的亟待需要的产业，如钢铁厂、化工厂和电厂。“这些基本因素更符合华北沿海地区的大环境，在这些地方，工业发展仍将快速持续。”世界水资讯机构的简森说道。
　　淡化技术显然是一项令人兴奋的技术，对中国的未来可能意义重大。然而，政府应当仅仅把淡化技术作为水资源与能源管理总体战略的一部分，凯发集团的温仁德表示：“简言之，我们不会对每一个省份都推广淡化技术。在设计水资源解决方案之前，我们观察系统，试图去了解当地的动态。”他指出，淡水极度短缺的新加坡采用的是水循环与淡化手段的综合处理的做法。
　　在东北部这样的发展地区，淡化技术极具可行性。但如果是内陆地区缺水，政府或许应该转向开发水循环的机遇，目前这一手段为新加坡制造了大部分淡水。“这项技术对我们来说是十分重要的，但在中国还没有普及开来。在各个省份都有足够的水处理工厂，但很少有工厂进行进一步水循环。”温仁德说道。
　　除了水处理和水循环，中国在节水方面还大有可为，例如，改善灌溉系统，和改革水价。中国约70%的水用于农业，而超过半数的水流失于灌溉系统泄漏。这一情况在出产冬小麦和玉米的华北平原尤为严重。对中国的经济和环境而言，节约这些流失的水量比通过脱盐技术造水更好更廉价。
　　就目前而言，即使在沿海城市，脱盐水对于农业和市政用水而言仍较昂贵。通过管道由内陆向北京送水（并且翻山越岭）代价也过于高昂。然而，由于缺乏其他水资源选择，这也许能减缓北京地区的干渴。温仁德说道：“当你没有其他水资源时，淡化差不多是没有选择的选择。这可能是最不想要的选择，但它目前还是较为可靠的。”

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