首鋼京唐公司在國內(nèi)首次應(yīng)用熱法低溫多效海水淡化技術(shù)。
數(shù)據(jù)顯示，2013年，京津冀水資源匱乏規(guī)模近80億立方米。南水北調(diào)中線和東線正式供水后，缺口仍有23億立方米。
用水缺口龐大，這一形勢對於海水淡化產(chǎn)業(yè)來說，是新的機(jī)遇，也是更重的責(zé)任。
在京東，因首鋼搬遷而聞名於世的唐山市曹妃甸開發(fā)區(qū)內(nèi)，兩處日產(chǎn)淡化海水5萬噸的項目已悄然崛起。首鋼京唐公司依靠工業(yè)基地的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，將制水成本降至北京現(xiàn)行水價以下。在逐步自給自足后，將通過進(jìn)一步擴(kuò)大設(shè)施建設(shè)，實現(xiàn)向北京和周邊地區(qū)供水﹔北控水務(wù)集團(tuán)的海水淡化廠目前已實現(xiàn)對外供水，未來還將建成日產(chǎn)100萬噸的海水淡化基地，把達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)的“海淡”運(yùn)到京城。
研究指出，當(dāng)制水成本不斷下降，并逐步低於常規(guī)自來水價格時，沿海地區(qū)海水淡化項目將具備市場競爭力。如今，隨著越來越多的重量級企業(yè)涉足這一產(chǎn)業(yè)，安全標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)創(chuàng)新、成本控制這些決定“海淡”能否市場化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)接連被突破，“海淡”進(jìn)京已接近需要跨越的最后關(guān)口——270公里的運(yùn)輸距離。
熱法與膜法
“暢快，有點(diǎn)甜。”高溫下工作了半日的吳剛打開水龍頭，滿盛一杯水，一飲而盡。吳剛在首鋼京唐公司供水區(qū)工作，他和同事們常到辦公樓一層的儲水間取水飲用。儲水間內(nèi)一張水質(zhì)檢驗合格證書分外顯眼，職工們也會勸說來客放心飲用。
這些飲用水正是來自於海水淡化。每天，源源不斷的海水通過泵站打入工作區(qū)內(nèi)的四個平行六面體“大鍋”，經(jīng)過40至70攝氏度高溫下的“熱法”處理，瞬間制成職工們直接飲用的蒸餾水。
“熱法”，就是通過加熱海水，使蒸發(fā)后的水蒸氣冷凝下來獲得淡水的一種方法。由於加熱使水蒸氣和原海水含鹽物質(zhì)分離，海水水質(zhì)是否污染并不影響最終的蒸餾水水質(zhì)。
“喝這水，只補(bǔ)水，可不補(bǔ)鹽。”吳剛與同事半開玩笑。原來，“熱法”制成的蒸餾水，每升含鹽量僅為2至3毫克，是自來水含鹽量的百分之一。與京唐公司廠區(qū)相距不遠(yuǎn)，是北控水務(wù)集團(tuán)的海水淡化廠。海水經(jīng)氣浮、超濾、反滲透、礦化等過程，去除鹽分、懸浮物、有機(jī)物、藻類和細(xì)菌，最終達(dá)到國家106項最新飲用水標(biāo)準(zhǔn)，同樣成為“打開水龍頭就能直接飲用的水”。
這種工藝被稱之為“膜法”，與人們熟知的污水處理技術(shù)類似。在目前全球海水淡化市場份額中，膜法約占65%，熱法約占30%。
值得一提的是，這兩種方法在曹妃甸應(yīng)用之初就打上了濃厚的技術(shù)創(chuàng)新色彩。兩年前，包括北控、首鋼在內(nèi)的13家單位發(fā)起成立了中關(guān)村新能源海水淡化產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟，依托北控和首鋼的“海淡”項目同步開展技術(shù)創(chuàng)新，并引進(jìn)了中關(guān)村企業(yè)賽諾水務(wù)參與工程設(shè)計。北控項目主攻膜法創(chuàng)新，首鋼項目則主攻熱法創(chuàng)新。未來，將兩種方法相互結(jié)合、提高制水效率的項目也有望投入應(yīng)用。
自給與外供
鋼鐵廠是用水大戶。首鋼在石景山的老廠區(qū)基本依賴於市政供水。而搬遷至曹妃甸，“水從哪里來”成為制約鋼鐵廠發(fā)展的核心問題。
唐山是中國著名的老工業(yè)基地，鋼鐵廠眾多，用水需求遠(yuǎn)高於周邊城市。首鋼京唐公司如就地取水，只有以灤河水系的陡河作為水源地，通過100公里的管線運(yùn)入廠區(qū)，按當(dāng)?shù)氐乇硭畠r格購水和運(yùn)輸，成本接近每噸5元，加工成自來水后成本將高於每噸8元。
就地取水，成本遠(yuǎn)高於搬遷之前，同時也給當(dāng)?shù)赜盟略鲐?fù)擔(dān)。
在這一背景之下，京唐公司開始尋找第二水源作為戰(zhàn)略安全儲備。京唐公司海水淡化廠廠長穆進(jìn)章介紹說，目前，1期日產(chǎn)5萬噸項目已經(jīng)投運(yùn)，在30平方公里的廠區(qū)內(nèi)，55%的用水來自於海水淡化，既為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，也可供職工洗漱、飲用。與此同時，部分富余產(chǎn)能還與曹妃甸地區(qū)市政污水勾兌后進(jìn)行二次處理，產(chǎn)生低於地表水價格的再生水。
京唐公司副總李楊表示，京唐公司已經(jīng)初步具備向市政供水的能力，并將盡快與當(dāng)?shù)毓芫W(wǎng)對接。
根據(jù)京唐公司海水綜合利用總體規(guī)劃：企業(yè)將通過海水淡化設(shè)施一期、二期建設(shè)，達(dá)到日產(chǎn)20萬噸，實現(xiàn)外購新水為零﹔通過三期、四期建設(shè)，達(dá)到日產(chǎn)280萬噸，實現(xiàn)向北京及周邊城市供水。
與京唐“自給自足”的初始動力不同，北控水務(wù)在曹妃甸落地之時，就打上了深刻的“外供”烙印。他們將1期日產(chǎn)5萬噸項目視作百萬噸淡化海水進(jìn)京項目的起步工程。
何為“百萬噸項目”？據(jù)了解，北控將投資約70億元，在曹妃甸建設(shè)日產(chǎn)規(guī)模為100萬噸的海水淡化基地，這一項目計劃於年內(nèi)上報河北省發(fā)改委備案。
為更好地釋放1期5萬噸的產(chǎn)能，北控水務(wù)已向基地“近鄰”華潤電廠供應(yīng)淡水，同時接入曹妃甸市政管網(wǎng)。
北控水務(wù)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹說，“百萬噸項目”將有效彌補(bǔ)北京部分用水缺口，未來這一項目還將根據(jù)京津冀協(xié)同發(fā)展的需求逐步增加供水規(guī)模。
近年來，北控水務(wù)集團(tuán)在“海淡”業(yè)務(wù)上的擴(kuò)張步伐不斷加大，沿海地區(qū)和主要島礁都已進(jìn)入其戰(zhàn)略視野。今年北控水務(wù)已先后在海南省三沙市永興島、鴨公島、羚羊礁等島嶼投資建設(shè)了小型海水淡化裝置，為解決居民的日常用水需求發(fā)揮了作用。
低成本導(dǎo)向
京唐公司的海水淡化，采取先行引進(jìn)再消化吸收創(chuàng)新的方式建設(shè)。第一噸淡水產(chǎn)出時，人心振奮，但水廠做了一個計算：制成蒸餾水的成本高於10元，比加工灤河水系中的陡河水成本還要高近2元。
海水淡化技術(shù)應(yīng)該以什麼為導(dǎo)向？李楊說，一切工作都指向了降低成本，獲得低成本的核心方案就是“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”，同時還要降低建設(shè)投資。
據(jù)介紹，京唐公司在世界上首創(chuàng)了海水淡化前置發(fā)電技術(shù)：將制水過程中一部分富余能源用於發(fā)電，發(fā)電后產(chǎn)生的余熱直接參與制水，實現(xiàn)了能源梯級利用。這令“海淡”成本直接降至每噸6.2元。
與此同時，京唐公司將海水淡化產(chǎn)生的濃鹽水銷售給附近的鹽化工企業(yè)，將成本進(jìn)一步?jīng)_減至每噸5.8元。穆進(jìn)章介紹說，現(xiàn)在銷售的濃鹽水濃度尚不夠高，售價較低，一旦新技術(shù)應(yīng)用，濃鹽水濃度提高一倍，售價就會提高到每噸3元甚至更高，這將大大壓減制水成本。
此外，京唐公司還通過自主設(shè)計、自主制造、自主建設(shè)、自主運(yùn)營，全面實現(xiàn)了能源梯級利用，且滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行。這種循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念指導(dǎo)下的技術(shù)路線為降低成本帶來了多種可能性。李楊表示，未來完全能夠?qū)⒅扑杀究刂圃诿繃?.5元左右，進(jìn)而逐漸低於現(xiàn)行水價，具備參與市場競爭的能力。
北控的海水淡化廠也同樣在循環(huán)經(jīng)濟(jì)上下工夫。它依托於整個曹妃甸工業(yè)區(qū)形成的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，一方面使用當(dāng)?shù)責(zé)犭姀S或火電廠的余熱作為能源來源﹔另一方面將項目排放的濃鹽水全部出售給附近的鹽化工企業(yè)和鹽場。北控“海淡”制水成本目前可控制在5元到6元之間，未來還有可能低於這一數(shù)字。
運(yùn)水待破題
研究指出，當(dāng)常規(guī)自來水價提高到每噸5元以上時，沿海地區(qū)海水淡化項目將具備市場競爭力。天津的非居民水價接近每噸8元，新加坡凱發(fā)水廠在此設(shè)廠后提供的淡化海水就有了用武之地。
“海淡”要真正走向市場化，除了降低制水成本之外，還有一關(guān)必須要過。李楊介紹說，供水成本主要包括制水和運(yùn)輸。運(yùn)輸成本由距離決定。對於供水企業(yè)而言，自身不能完全依賴於市政水價上漲和政府補(bǔ)貼，只有不斷降低制水成本，才有能力把水輸送到更遠(yuǎn)的地方去。
而對於北控而言，隨著“百萬噸項目”的啟動，解決運(yùn)水這一問題隨之提上日程。為此，北控一面加快擴(kuò)大制水規(guī)模，一面同步開啟運(yùn)水工程建設(shè)。
據(jù)了解，北控已經(jīng)成立管線建設(shè)企業(yè)，斥資100億元建設(shè)一條總長270公里的運(yùn)水管線，起點(diǎn)為曹妃甸，終點(diǎn)為北京亦莊水廠，途經(jīng)河北省唐山、廊坊及天津市，并在唐山西和香河設(shè)兩個加壓泵站。據(jù)介紹，這一管線計劃向北京及津冀沿線供水，供水順序按照先工業(yè)后生態(tài)進(jìn)行。
據(jù)北控水務(wù)公司預(yù)計，“海淡”進(jìn)京的制水和運(yùn)輸總成本約為每噸8元左右。
國家發(fā)改委海水淡化專家組成員、賽諾水務(wù)副總張松建介紹說，在已經(jīng)建設(shè)海水淡化工程的許多國家，運(yùn)水管線一般是作為公共基礎(chǔ)設(shè)施由政府統(tǒng)一建設(shè)的。但啟動這項工程建設(shè)短期內(nèi)投入巨大，從引進(jìn)社會資本的角度，也可考慮采用BOT模式，由企業(yè)自建管線。關(guān)鍵是要通過制度設(shè)計給予企業(yè)合理的利潤空間，使這種自建的模式可持續(xù)下去。
從城市污水處理和再生水利用等領(lǐng)域的實踐來看，BOT模式指的是政府給予企業(yè)一定的特許經(jīng)營期，在特許經(jīng)營期內(nèi)，政府按一定標(biāo)準(zhǔn)的“服務(wù)價格”向企業(yè)購買服務(wù)使企業(yè)收回建設(shè)成本并獲得一定收益。特許經(jīng)營期結(jié)束后，企業(yè)將工程移交給政府。
這個看似理想的政府與企業(yè)互利協(xié)作模式，業(yè)界前景卻多被看空。調(diào)查顯示，目前國內(nèi)的“海淡”項目普遍供應(yīng)工業(yè)用水且運(yùn)行相對良好，但在市政供水方面則由於管線建設(shè)、價格對接等一系列瓶頸而無法有效進(jìn)入市政供水管網(wǎng)，導(dǎo)致產(chǎn)能閑置情況嚴(yán)重。
業(yè)界對這一僵局的原因判斷聚焦在“行業(yè)發(fā)展主導(dǎo)力量”上。新加坡、中東等海水淡化技術(shù)應(yīng)用廣泛的國家大多由政府主導(dǎo)，而國內(nèi)主要以市場自發(fā)。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，正是由於市場自發(fā)先於政府主導(dǎo)，“海淡”產(chǎn)業(yè)并沒有獲得與其他城市水資源利用產(chǎn)業(yè)同等的待遇，難以進(jìn)入水資源利用規(guī)劃的大盤子。面對當(dāng)前的用水缺口，當(dāng)務(wù)之急是打破部門管理界限、克服部門利益，將“海淡”作為戰(zhàn)略水源納入城市水資源利用一盤棋，同時制定更加有力的政策來鼓勵企業(yè)參與。
張松建則建議，不論由誰來主導(dǎo)建設(shè)，降低運(yùn)輸成本都是十分必要的。在已有運(yùn)輸管線運(yùn)營上，現(xiàn)階段一方面可考慮集中向用水量較大的工業(yè)企業(yè)供水，減少分散供應(yīng)帶來的損耗﹔另一方面可考慮由近至遠(yuǎn)向管線沿線的地區(qū)供水，以分擔(dān)運(yùn)輸成本。
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