向大海“要水喝”!人民日報記者帶你觀察海水如何釀成啤酒?
自然資源部最新數據顯示,初步核算,今年前三季度海洋生產總值7.7萬億元,同比增長5.4%。近年來,我國海水利用規模加速增長,自然資源部報告顯示,2023年全國現有海水淡化工程156個,工程規模252.30萬噸/日,比2022年增加16.60萬噸/日。海水淡化有哪些技術突破?項目運營情況如何?讓我們跟隨記者探訪山東濱州無棣縣的一個海水淡化項目。
——編 者
眼前的桌上,擺放著淡水、鹽、啤酒。看似普通的3樣東西,來源卻不普通。
“這些都是由海水‘變’出來的。”山東濱州無棣縣魯北碧水源海水淡化有限公司總經理徐凱說,“海水經過淡化處理,實現‘一水多吃’,不僅供周邊企業使用,還用來制鹽、生產啤酒。”
建大型“淨水機”向海要水
將年產淡水15萬噸
位於無棣縣的山東魯北高新技術開發區,一提“用水”,不少企業都曾犯過難。
無棣缺水嗎?雖處渤海之畔、黃河之濱,但資源型缺水依然嚴重,降水少、蒸發強,人均水資源量不足全國的1/10﹔用水高度依賴黃河水,必須精打細算。
水少,需求卻旺盛。“開發區化工企業多,水資源匱乏,許多企業嘗試自行設置純化水站,不僅成本高、難管理,能耗、藥耗及次級污染等問題也很突出。”山東魯北高新技術開發區黨工委委員、管委會副主任趙吉義說,隨著產業日益發展,水資源供給已無法滿足長遠發展需求。
不光是無棣縣。近年來,我國不少沿海城市面臨淡水資源匱乏問題,尤其是北方地區,水資源供需矛盾突出。以山東為例,是海洋大省,也是缺水大省,人均水資源佔有率不足全國的1/6。
2021年,國家發展改革委、自然資源部印發《海水淡化利用發展行動計劃(2021—2025年)》,推進海水淡化規模化利用,保障沿海地區水資源安全。
為解“發展之渴”,近年來,山東發布關於加強海水利用工作的意見、海洋強省建設行動方案等支持政策,將海水淡化列入重點發展戰略性新興產業、重點發展技術領域,向大海“要水喝”。
2021年,在山東省支持下,無棣縣引進碧水源海水淡化有限公司,與魯北集團聯手開發海水淡化項目,選址就在急需用水的開發區。
海水怎麼變淡水?“當前國內有兩類成熟技術,一種是‘熱法’,利用蒸餾加熱海水,將蒸汽冷凝成淡水。”徐凱介紹,但這種方法需要大量熱量,對環境不友好。
“另一種則是我們採用的‘膜法’,是目前主流的淡化方法。”徐凱解釋,“這是一種純物理過濾法,可以把海水淡化工廠理解成一個大型淨水機,一層層過濾膜去除海水中的雜質,得到淡水。”
在魯北碧水源的工廠,機器轟鳴運轉,淡化后的水順著管道不斷輸出,“這裡是一期工程,每日可生產5萬噸淡化水,供園區內化工企業使用。”徐凱告訴記者,再過不久,二期項目竣工投產后,總產能將達到15萬噸,相當於1年淡化45個“大明湖”。
靠循環經濟降成本
降低企業用水成本37%以上
海水淡化項目能省水,是業內共識﹔但成本高,又讓人敬而遠之。過去淡化水每噸賣價十幾元,和企業自制水價格相當,企業用水意願不強。而現在,淡化水每噸隻需7.5元。徐凱算了一筆賬,“每噸至少可節約3元,每年可為園區內企業節約制水成本1.5億元。”
成本怎樣降下來?
在魯北碧水源的屋頂上,一塊塊光伏板整齊排開。“海水淡化成本高,一在電耗。購買用標准煤發的電,每千瓦時成本0.65元至0.68元﹔現在用上光伏發電,用電成本降到每千瓦時0.5元。”徐凱說,“每淡化1噸海水需3千瓦時電,至少能省0.45元。”
成本高,二在膜耗。“海水淡化的關鍵設備是超濾膜和反滲透膜,一般用4到5年,就得換新膜。”徐凱介紹,如果使用進口膜,換一次要花費七八千萬元,攻克關鍵技術后,使用完全自主知識產權的超濾膜和反滲透膜,成本僅為進口膜的1/3。
成本高,還在藥耗。平日裡,膜要常“保養”,定期用殺菌劑、絮凝劑等去除污染物。使用殺菌劑時,次鈉的消耗量大,每噸就要1400元﹔因為屬於危險化工品,運輸費用又高,企業成本壓力不小。
可是,魯北碧水源的次鈉成本每噸不到700元,這是怎麼做到的?記者從園區化工企業駛來的一輛車中發現了答案——“園區發展循環經濟,我們為周邊的化工企業提供淡化水,他們產出的次鈉等附加品,又變成了我們的原材料,就近送上門,既節約了藥劑購買成本,又省了運輸費。”徐凱說。
降成本,循環經濟“功不可沒”。北方冬季溫度低,受熱脹冷縮影響,海水淡化膜孔徑會縮小,阻擋水分子。為解決這個問題,每天要用蒸汽加熱12萬至13萬噸海水,購買蒸汽又是一筆不菲的支出。魯北碧水源巧妙地省去了這筆費用。
淡化工廠不遠處,一個“大煙囪”格外顯眼。“那是大唐電廠的冷卻塔,電廠用海水冷卻,產出帶有余溫的水,現在通過管道運輸到我們這裡,恰好替代了蒸汽加熱,有效減少冬季低水溫處理能耗。”徐凱說。
算好循環經濟賬,魯北碧水源的海水淡化成本較行業平均低20%以上,企業用水成本降低37%以上,增加水資源利用量超5000萬立方米。
“一水多吃”提高利用水平
到2025年,全國海水淡化總規模將達每天290萬噸以上
“轟隆隆——”循著機器聲響看去,兩台不同顏色的裝置同時運轉。“這是能量回收裝置,黃色是進口的,銀色是自主研發的。”徐凱說。
什麼是能量回收裝置?“以前,每淡化1噸海水,可能要消耗十幾千瓦時的電﹔進行能量回收后,電耗降到每噸3千瓦時左右。”徐凱說。
能量回收裝置十分重要,但此前多依賴進口,價格昂貴,維修也麻煩。“有一次,我們發現進口的能量回收裝置運轉起來噪聲很大,原來,進去了一顆米粒大小的雜質,把裝置的轉子打出一個小坑。國外經營商花了很長時間檢查維修,報價高不說,關鍵是耽誤了工期。”徐凱說,“這讓我們意識到,必須把海水淡化的關鍵技術牢牢掌握在自己手裡。”
於是,魯北碧水源與浙江一家公司合作,自主研發能量回收裝置,還專門拿出一條生產線開展國產化設備試驗。設備投入使用后,發現效果優於進口設備。目前,工廠許多關鍵設備已完成國產化替代,在二期項目中,有一條生產線會實現100%設備國產化。
許多人對海水淡化仍心中存疑:淡化產生的濃鹽水何去何從?若排入循環能力較差的海域,是否影響海洋環境?
在魯北化工園區的魯北鹽場,放眼望去,一座座鹽山綿延起伏。記者發現,濃鹽水到了這裡,竟搖身一變成了寶貝。
“濃鹽水是優質的制鹽原料,先提溴,后制鹽,成本低,效率高,破解了濃鹽水不能直接排海的難題,形成‘電廠循環冷卻水—淡化—提溴—制鹽’的綠色節能高效循環產業鏈條,將海水‘利用到極致’。”趙吉義介紹。
“海水淡化產業持續發展,要靠延鏈補鏈強鏈增加盈利。”跟隨徐凱走進一座車間,麥芽的芳香扑鼻而來,“除了制鹽,我們還試著用淡化水釀啤酒,提高海水淡化的利用和經營水平,實現‘一水多吃’。”
按照規劃,到2025年,全國海水淡化總規模將達到每天290萬噸以上。“隨著政策與標准體系的日益完善,國內技術的不斷提升,未來海水淡化產業大有可為,將進一步提高沿海地區水資源的保障能力。”徐凱充滿期待,“那將是一片新的‘藍海’。”
來源:人民日報客戶端山東頻道
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