首页  >   海洋要闻

海水淡化的新领域与新赛道——天津海水淡化与综合利用研究所专家谈我国海水淡化产业发展成就与前景

发布时间:2024-03-26

据官方发布的数据,我国以占全球6%的淡水资源养育了世界近20%的人口。长久以来,从南水北调等水利工程,到节约用水的各种方法,再到“向海要水”的开源增量,海水淡化水成为水资源安全保障不可或缺的一极。

3月9日,国务院总理李强签署国务院令,公布《节约用水条例》。其中明确提出,沿海地区应当积极开发利用海水资源。沿海或者海岛淡水资源短缺地区新建、改建、扩建工业企业项目应当优先使用海水淡化水。具备条件的,可以将海水淡化水作为市政新增供水以及应急备用水源。

3月22日~28日是第三十七届“中国水周”,自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所(以下简称海水淡化所)负责人及专家近日接受本报记者采访时,讲述了我国海水淡化产业的发展现状以及新领域与新赛道。

向规模要发展

国际上,截至2022年底,全球已建淡化规模超过1亿吨/日,其中海水淡化产水6310万吨/日。全球海水淡化水约71%用于市政和旅游用途,25%用于工业,4%用于其他。在中东和一些岛屿地区,海水淡化水已成为主要水源。近5年来,全球签约的50万吨/日及以上的海水淡化项目超过10个。

在我国,截至2022年年底,现有海水淡化工程规模超过230万吨/日,分布在沿海10个省(市)水资源短缺的城市和海岛,主要为工业供水。我国典型海水淡化工程包括舟山绿色石化基地50万吨/日“热法+膜法”海水淡化工程、天津北疆电厂20万吨/日低温多效海水淡化工程、青岛百发20万吨/日反渗透海水淡化工程等,天津南港工业区海水淡化及综合利用一体化(30万吨示范)项目一期15万吨/日反渗透海水淡化工程已经开始供水,对沿海经济的支撑作用和产业安全的保障效果初步显现。

可以说,从20世纪60年代开始,经过60多年的技术创新和产业发展,我国海水淡化产业体系逐步建立。目前,规模化发展的瓶颈问题主要集中在:卖水“缺接口”——淡化水尚未列入城市生活供水序列;输水“缺配套”——与自来水非对称比价导致淡化水市场竞争力不强;排水“缺标准”——取排水审批困难,海水淡化存在多头管理,等等。

在寻求海水淡化产业的进一步发展中,规模化,成为解题新思路。比如成本问题,可以通过规模化生产来降低;比如技术创新,需要在规模化应用中去检验和完善;比如安全问题,规模化也为海水淡化水质更加让人“放心”提供了大范围监测和规范标准的基础。

向创新要规模

如果说规模化是海水淡化产业发展的“通用解”,那么技术创新则是产业规模化发展的“唯一解”。

作为我国唯一专门从事海水资源利用技术研究的科研机构,海水淡化所贯彻落实全国生态环境保护大会和中央经济工作会议精神,全面对标自然资源“两统一”核心职责,积极推进海水等水资源开发利用相关涉“水”业务支撑。

提升科技创新能力——

强化基础研究。瞄准学科前沿,鼓励在工艺、材料、装备方面原始创新,遴选优势团队和具有“造血”潜力的优质项目予以重点支持。

突破“卡脖子”技术。围绕规模化利用关键技术装备,开展单机3万吨/日海水淡化用高压泵、增压泵、能量回收装置和反渗透膜的协同攻关及示范应用,降低产水成本。

增加新技术储备。围绕盐碱地综合治理,加快推进洗盐水循环利用新模式研究;针对浓海水利用开发液体矿产资源,布局海水中铯/铀等战略元素高效富集材料的研究及分离提纯工艺在尾矿资源综合利用方面的应用研究,开发低成本海水制氢新材料和新工艺,形成战略技术储备;针对核电发展需求,优化升级超大型海水循环冷却成套技术和海水资源开发利用技术集成,加快技术工程化、成熟化和定型化;针对生态修复需求,开发新型微生物菌剂、菌剂净水剂等产品和工艺,助力生态自然恢复。

提升标准化工作水平。完善海水利用标准体系,加快标准编制进度,完成ISO国际标准《海水淡化术语》、国家标准《海水淡化浓海水排放标准》等在编标准。

强化成果转化应用——

开展海水淡化规模化应用推广。依托天津南港和临港项目,完善提升海水淡化利用全链条服务能力。开展海水淡化与大型风电光伏耦合实现绿电产绿水,推动海水利用在天津、山东、河北等沿海省市的规模化应用。

推进淡化技术支撑“碱地生金”。加快推动“藏粮于地、藏粮于技”战略落实落地,将海水淡化集成技术拓展于盐碱地综合改造,加强耕地保护。攻关多膜集成水处理技术辅以生物菌剂生态修复研究及装备研发,推进潍坊百亩盐渍化滩涂实现原位改良。

对焦企业需求精准提供技术开发。围绕工矿企业含盐废水处理需求开展应用推广,整合海水淡化所在膜材料与应用、蒸发结晶、装备制造及工艺集成创新方面的优势,打造“液体矿山”绿色低碳先进适用技术工艺包,加快成果的推广与应用。推进海水提溴、盐湖镁硼高值化开发利用、LNG冷能利用、医药生物膜等相关技术成果转化。

持续做优产品服务。在膜材料、药剂、涂料和装备等方面完成产品定型。针对海水养殖及水生态修复需求,推广“微生物菌剂+”生态修复技术,开展工程示范;探索聚四氟乙烯微孔膜、精准分离纳滤膜等在消费电子、芯片制造、生物医药等领域的拓展应用;提升海水循环水处理系列药剂、藻基净水剂、海水淡化集成装备的技术优势和盈利能力,加大市场推广力度。

建平台促创新

多年来,海水淡化所充分发挥国家级科研机构的作用,搭台助力行业发展,成立了中国海洋工程咨询协会海水利用分会,组织百余家企业加入协会;推动山东海洋产业协会、山东省海水淡化利用协会、山东省海水综合利用产业联盟等协会学会的换届与成立,为海水淡化产业链完善和集聚搭建了交流平台。

未来,在国家创新平台方面,依托国家工程研究中心、天津技术创新中心申建国家技术创新中心;依托高性能分离膜、水处理药剂和装备制造3个中试平台,申建工业和信息化部国家制造业创新中心。在海水淡化试验场建设方面,完成一期1万吨反渗透试验平台建设,推进微生物菌剂、海水资源高值化利用等中试和产业化平台建设,争取国家支持推进自然资源部天津临港海水淡化与综合利用创新基地二期建设,促进产业集聚发展。

在与地方共建平台建设运行方面,加强山东海水淡化与综合利用产业研究院、威海市海水综合利用产业技术研究中心的人才队伍建设,完善制度体系,保持平稳运行。

在学会协会联盟等社会团体建设方面,依托海洋工程咨询协会海水利用工程分会、天津海水淡化产业(人才)联盟等平台资源,发挥产业对接、行业智库、资源协调方面的优势,搭建政策咨询、沟通交流、供需对接、人才选聘平台,促进技术链、创新链、产业链、人才链的协同发展。

新领域与新赛道

海水淡化所将海水资源利用工作统筹纳入水资源、水环境、水生态治理,融入发展大局。

——加快液体矿产资源开发,助力新一轮找矿突破战略行动。结合海水资源提取利用研究基础和沿海盐化工产业基础,深化海水中钾盐等矿产资源提取利用研究,形成技术储备。同时将膜分离、机械压缩蒸馏、调控结晶、功能药剂、集成生化处理等海水淡化技术工艺,拓展应用于工业、医药、采矿等高盐、高有机物废水处理等场景,分离回收有用原料和淡水,高效利用液体矿产资源。

——支撑盐碱地综合改造,加强耕地保护。针对现有盐碱地土壤改造技术淡水消耗量大、修复周期长、营养物质流失等问题,将淡化技术用于盐渍化土壤的修复改造,实现灌洗水循环回用、二价离子和有机养分回田与氯化钠溶液的减量排弃,辅以生物菌剂活化土壤,实现盐碱地的原位修复并提高其效率,“藏粮于地、藏粮于技”,加强耕地保护。

——参与共建“一带一路”,用规模化海水淡化打造“小而美”惠民生工程。海水淡化所积极推进与沙特在海水资源利用科技创新、国际海水淡化工程项目承揽等方面的务实合作。实施中国-新加坡政府间国际科技创新合作旗舰项目、纳米比亚海水淡化咨询、中国-马来西亚海水淡化合作等双边合作项目。推进与东盟、非洲、俄罗斯等新兴海水淡化市场国家的务实合作。积极参与国际海洋科学组织的学术会议和交流活动,拓宽合作渠道。深度参与国际标准化组织船舶与海洋技术委员会海洋技术分委会、国际脱盐协会、亚太脱盐协会等国际组织合作机制,不断提升国际影响力。

下一步,海水淡化所将继续深度融入“推动绿色发展,促进人与自然和谐共生”的发展大局,为加快液体矿产资源开发、新一轮找矿突破战略行动,支撑盐碱地综合改造、加强耕地保护,提升城市水质、保障区域供水安全贡献力量。



来源:中国自然资源报    作者:记者 戴路 通讯员 朱岩