①北疆電廠工作人員在監(jiān)測淡化水。
②位于浙江寧海的10萬噸級海水循環(huán)冷卻技術(shù)國家科技支撐計劃項目示范工程。
煮海制鹽，是人們利用海水的古老經(jīng)驗。今天，海水利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展日新月異。2015年上半年海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展公報顯示，我國海水利用業(yè)穩(wěn)步增長，實現(xiàn)增加值8億元，同比增長9.3%——
從海水中“淘金”，眼下正熱。最近，國家海洋局公布的2015年上半年海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展公報顯示，我國海水利用業(yè)穩(wěn)步增長，實現(xiàn)增加值8億元，同比增長9.3%，各地不斷推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研深度融合和海水淡化與綜合利用產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，加快了海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
曾經(jīng)毫不起眼的海水緣何成為“香餑餑”？當(dāng)前我國海水利用業(yè)發(fā)展?fàn)顩r如何，又面臨哪些挑戰(zhàn)？《經(jīng)濟(jì)日報》記者近日走訪了有關(guān)企業(yè)和專家。
不起眼的“聚寶盆”
相比廣受關(guān)注的海洋生物資源、海洋礦產(chǎn)資源而言，海水的資源價值似乎并不為人熟知。不過，國家海洋局海洋發(fā)展戰(zhàn)略研究所助理研究員朱璇告訴記者：“其實，海洋水體是地球上最大的連續(xù)礦體，是重要的海洋資源。”
儲量巨大的海水，經(jīng)過淡化后、能夠幫助人類解決水危機(jī)，這一點已經(jīng)廣為人知。然而，海水的利用價值并不止于此。“海水中有80種天然元素，含量較高的有氧、氫、鈉、鎂、硫、鈣和鉀等元素，還有17種元素是陸地所稀缺的，其數(shù)量比陸地儲藏量要大得多。”在朱璇眼中，豐富的化學(xué)資源亦是大海饋贈人類的“液體礦藏”，對人類能源和工農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)具有重大戰(zhàn)略意義。
事實的確令人振奮。據(jù)估算，每立方千米的海水中含有約3500萬噸的固體物質(zhì)，總價值約1億美元。早在多年前，以色列從死海中提取多種化學(xué)元素并進(jìn)行深加工，生產(chǎn)鉀肥、溴系列產(chǎn)品、磷化工等產(chǎn)品，已實現(xiàn)年產(chǎn)值10多億美元。而我國近海氯化鎂、硫酸鎂的儲量分別達(dá)到4494億噸和3570億噸。
深層海水的魅力還要更大。由于處于海洋無光層，深層海水溫度恒定于5攝氏度左右，所含礦物質(zhì)更豐富，磷的濃度是表層海水的18倍至40倍，氮的濃度是表層海水的8.7倍以上，硅的濃度是表層海水的4倍至10倍。而且，由于遠(yuǎn)離來自陸地以及大氣的化學(xué)物質(zhì)污染和影響，其細(xì)菌含量也只有表層海水的十分之一甚至百分之一。目前，很多國家已開發(fā)利用深層海水，將其廣泛用于溫差發(fā)電、飲料、食品、水產(chǎn)加工制品、化妝品、保健品、水產(chǎn)養(yǎng)殖等。
目前海水利用主要包括海水淡化、海水直接利用和海水化學(xué)資源利用三方面。“海水直接利用指以海水為原水，直接代替淡水作為工業(yè)用水和生活用水；海水的化學(xué)資源利用主要包括海水制鹽以及海水或濃海水提取鉀、溴、鎂等。”天津海水淡化與綜合利用研究所副主任趙河立說。
潛在的經(jīng)濟(jì)價值催生海水利用業(yè)的快速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，2014年我國海水利用業(yè)取得較快發(fā)展，全年實現(xiàn)增加值14億元，比上年增長12.2%。其中，最引人注目的是海水淡化業(yè)。《2014年全國海水利用報告》顯示，截至2014年底，我國已建成海水淡化工程112個，產(chǎn)水規(guī)模達(dá)到日產(chǎn)92.69萬噸，最大海水淡化工程規(guī)模為日產(chǎn)20萬噸。在海水直接利用方面，截至2014年年底，年利用海水作為冷卻水量為1009億噸，其中2014年新增用量126億噸。
在海水化學(xué)資源利用方面，除海水制鹽外，我國海水提鉀、提鎂、提溴等也發(fā)展較快，同時海水和濃海水提溴產(chǎn)能進(jìn)一步擴(kuò)大。“隨著海水利用技術(shù)的發(fā)展和市場需求的增加，我國海水利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展已初具規(guī)模，成為我國海洋經(jīng)濟(jì)新的增長點。”天津海水淡化與綜合利用研究所海水直接利用室主任尹建華表示。
利用技術(shù)不斷突破
從天津市區(qū)出發(fā)，近2個小時的車程后，只見一片灘涂上，國投北疆電廠的兩座海水冷卻塔靜靜矗立。在這里，用來招待參觀者的常常是一杯略溫的淡化海水，嘗一口，微甜，口感與普通礦泉水并無二致。
“電廠利用海水作為發(fā)電機(jī)組的循環(huán)冷卻水，以發(fā)電工程的余熱和部分低品位抽氣、原海水為原料，進(jìn)行海水淡化。”北疆電廠海水淡化辦公室主任李虎告訴記者，目前北疆電廠日產(chǎn)淡化水約7萬噸，除自用外每天外供5萬噸。
海水淡化過程中產(chǎn)生的濃縮海水怎么辦？李虎介紹，濃縮海水如果直接排入大海，可能會對海水交換能力差的渤海灣生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。為避免這一結(jié)果，北疆電廠將濃縮海水就近引入漢沽鹽場制鹽，制鹽后的母液進(jìn)入鹽化工生產(chǎn)流程，生產(chǎn)氯化鉀、溴素、氯化鎂、硫酸鎂等市場緊缺的化工產(chǎn)品。至此，海水被“吃干榨盡”。
“由于濃縮海水濃度較原海水提高近一倍，制鹽效率大幅提高，漢沽鹽場在提高鹽產(chǎn)量約50萬噸/年的同時，還可以節(jié)約22平方公里的鹽田用地。”李虎笑著說。
北疆電廠將海水“吃干榨盡”的故事，只是我國海水利用技術(shù)不斷突破的一個縮影。“反滲透、低溫多效等海水淡化技術(shù)是國際上已商業(yè)化應(yīng)用的主流海水淡化技術(shù)。”趙河立告訴記者，現(xiàn)在我國已掌握反滲透和低溫多效海水淡化技術(shù)，受能源、人力等價格波動影響，產(chǎn)水成本集中在5元/噸至8元/噸，已接近國際水平。
“目前我國正在開展膜蒸餾、正滲透、石墨烯膜等新技術(shù)研究。”趙河立透露，在濃海水綜合利用及產(chǎn)品高值化產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究方面，目前我國則正進(jìn)行濃海水制鹵、苦鹵連續(xù)結(jié)晶純化及產(chǎn)品高值化技術(shù)研究與示范、濃海水鉀鈉鹽高效提取及高值化利用產(chǎn)業(yè)化示范等。
國產(chǎn)設(shè)備為何市場遇冷
雖然發(fā)展態(tài)勢“看起來很美”，但是遠(yuǎn)未達(dá)到預(yù)期。根據(jù)《海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，到2015年我國海水淡化產(chǎn)能要達(dá)到220萬噸/日以上，而目前的產(chǎn)能為僅92.69萬噸/日。“海水利用業(yè)尚未真正迎來發(fā)展的春天，要走的路還很長”。尹建華坦陳。
現(xiàn)實的確不太樂觀。目前所有海水淡化項目加在一起，材料的國產(chǎn)化率也就是百分之四五左右，僅有部分項目國產(chǎn)化率可以達(dá)到75%以上。
好在“對外依賴”的局面正逐漸被打破。“整體來說，在反滲透海水淡化關(guān)鍵設(shè)備中，我國目前的技術(shù)緊跟國際水平，有些已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。從技術(shù)層面來說，大型工程國產(chǎn)化率達(dá)到80%已經(jīng)有現(xiàn)實基礎(chǔ)。”趙河立強(qiáng)調(diào)。
不過，令他感到苦惱的是，市場似乎不太愿意接受國產(chǎn)設(shè)備。“用戶常常要求設(shè)備供應(yīng)商有一定的應(yīng)用業(yè)績，這已經(jīng)成為影響我國自主產(chǎn)品推廣的一個重要因素。自主技術(shù)缺少驗證與應(yīng)用，成熟度不夠，更難以改進(jìn)提高。這也一定程度上制約了海水淡化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”趙河立說。
海水直接利用業(yè)的處境同樣尷尬。近幾年在調(diào)研中，尹建華發(fā)現(xiàn)海水直接利用中采用的關(guān)鍵設(shè)備水泵基本都是“洋貨”，鮮有國內(nèi)“面孔”，“不可否認(rèn)，水泵對耐腐蝕性的要求比較高，但并不意味著國內(nèi)廠家沒有能力生產(chǎn)，技術(shù)方面已無太大差距。只是，用戶不買賬罷了，他們更愿意花大價錢（一臺水泵約兩三千萬元）購買外國產(chǎn)品。”
我國從事海水淡化設(shè)備制造和工程成套的企業(yè)規(guī)模普遍較小，制造業(yè)基礎(chǔ)薄弱，技術(shù)成果轉(zhuǎn)化能力較弱，這也嚴(yán)重制約了海水淡化技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
國家海洋局有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，“我國還未形成海水淡化裝備制造業(yè)基地和具有國際競爭能力的專業(yè)化龍頭企業(yè)或企業(yè)集群，因此在市場競爭上也不具備與國外公司抗衡的能力。
建立多元化、多渠道、多層次的海水開發(fā)利用投入保障體系，是采訪中專家們給出的一致答案。
“應(yīng)設(shè)立海水利用專項資金，重點集中支持一批既有利于培養(yǎng)市場，也有利于落實惠民政策的海水淡化和綜合利用自主創(chuàng)新技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用示范工程，實現(xiàn)我國海水利用產(chǎn)業(yè)集聚式、規(guī)模化發(fā)展。”趙河立說。
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