你敢信嗎?把又咸又苦的海水變成能直接用的純水,一噸成本還不到1美元,比便利店冰柜里的瓶裝礦泉水還便宜。這事不是什么科幻腦洞,就實(shí)實(shí)在在發(fā)生在我國(guó)渤海邊上的廠區(qū)里。粗管子伸進(jìn)海里抽進(jìn)咸水,另一頭流出來(lái)的水比城市自來(lái)水還純,直接就能灌進(jìn)電廠的高壓鍋爐。
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地球表面七成都是水,這話大伙從小聽(tīng)到大。可這里頭九成六都是沒(méi)法直接用的海水,剩下那點(diǎn)淡水一大半凍在冰川,還有不少藏在地下深處碰不著。人類真正能拿來(lái)用的淡水,連總量的百分之一都不到。現(xiàn)在全球三分之一的人喝不上安全飲用水,有預(yù)測(cè)說(shuō),到本世紀(jì)中葉,會(huì)有四十多億人住在缺水地區(qū)。
缺水從來(lái)不是窮國(guó)獨(dú)有的麻煩。美國(guó)不少社區(qū)的居民,還在為自來(lái)水里的鉛污染天天發(fā)愁,波多黎各的偏遠(yuǎn)地方,直到現(xiàn)海水淡化說(shuō)穿了就是把鹽和水分開(kāi),自然界天天都在干這事,太陽(yáng)蒸發(fā)海水變成云,落下來(lái)就是純天然的淡水。可人工來(lái)做這件事,難度比想象中大太多。鹽溶解進(jìn)水里之后,不是飄在水里等著撈,鹽會(huì)拆成帶電粒子,和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)變成全新的溶液。這不是篩沙子,相當(dāng)于硬生生拆開(kāi)綁在一起的水和鹽,門檻本來(lái)就不低。
在還得靠軍隊(duì)送水。哪怕是發(fā)達(dá)地區(qū),好現(xiàn)在主流的技術(shù)路線有兩種,一種是歷史久的熱法,把海水燒開(kāi),收集蒸汽再冷凝成淡水。另一種是反滲透法,上世紀(jì)六十年代研發(fā)出來(lái),現(xiàn)在已經(jīng)占據(jù)了市場(chǎng)主導(dǎo)。和熱法不同,反滲透不用加熱,給海水加極高的壓力,硬逼著水穿過(guò)特殊的半透膜,把鹽截留在另一邊。
多人擰開(kāi)家里水龍頭,都不敢直接喝生水
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。大伙自然會(huì)想,海里那么多水,把鹽去全球絕大多數(shù)海水淡化項(xiàng)目都扎堆在中東北非,那些地方化石能源多到用不完,偏偏缺水缺得厲害,能源便宜水金貴,這筆賬怎么算都劃算。沙特和阿聯(lián)酋兩個(gè)國(guó)家,出產(chǎn)的淡化水就占了全球總產(chǎn)量的四分之一。
掉不就能用了?海水淡化一直都有反對(duì)聲音,主要槽點(diǎn)集中在三個(gè)地方,耗能高、價(jià)格貴、傷海洋。要徹底拆開(kāi)水和鹽的結(jié)合,得投入大量能源,海水淡化的能耗差不多是普通淡水處理的二十倍。價(jià)格居高不下,也是北美遲遲推不開(kāi)這項(xiàng)技術(shù)的主要原因。美國(guó)加州卡爾斯巴德的淡化廠,是西半球規(guī)模最大的同類項(xiàng)目,出產(chǎn)的淡化水成本是進(jìn)口調(diào)水的兩倍。
加州原本的淡水大多來(lái)自幾百公里外的科羅拉多河和北加州,讓居民多掏一倍錢買家門口海水變的淡水,換誰(shuí)都得猶豫。有人說(shuō)等技術(shù)突破再建就好,可公共基礎(chǔ)設(shè)施的投資,等十年八年也降不下基礎(chǔ)成本,該花的錢早晚都得花。現(xiàn)在不少項(xiàng)目拉私人資本入場(chǎng),從公私合營(yíng)到全額私人融資,建好之后和公共水務(wù)部門簽長(zhǎng)期購(gòu)水協(xié)議慢慢回本,畢竟各級(jí)政府都掏不出全額投資。
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更容易被忽略的是濃鹽水副產(chǎn)物的問(wèn)題。反滲透廠一般按一半效率運(yùn)行,進(jìn)兩噸海水出一噸淡水,剩下一噸就是濃度更高的濃鹽水。這些濃鹽水大多直接排回海里,鹽度比普通海水高太多,沉到海底會(huì)打亂原有海洋生態(tài),抽海水的時(shí)候也會(huì)誤傷不少小型海洋生物。有研究測(cè)算,每產(chǎn)一升淡化水,就會(huì)產(chǎn)出一升半濃鹽水,整體算下來(lái)濃鹽水比淡化水還多,也就少數(shù)地方有嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī),整個(gè)行業(yè)對(duì)這事的重視程度真說(shuō)不好。
這么多問(wèn)題擺在臺(tái)面上,為啥各國(guó)還在接著投海水淡化?核心原因就是它夠穩(wěn)。這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)非常成熟,對(duì)付海水靠譜,只要有廠、有能源、靠海,需要水的時(shí)候它就能供得上。現(xiàn)在氣候變化越來(lái)越離譜,降雨越來(lái)越靠不住,有這么一個(gè)穩(wěn)定的水源兜底,太重要了。有人算過(guò)一筆賬,就算美國(guó)人每天用的水全靠海水淡化,耗的電也就相當(dāng)于一戶人家一小時(shí)的用電量,一杯大杯咖啡的錢,都?jí)蚋兑粋€(gè)月的淡化水費(fèi),很多人還沒(méi)意識(shí)到這事有多劃算。
常被拿來(lái)當(dāng)正面例子的是以色列。他們不光投錢建海水淡化廠,還在節(jié)水提效上砸了不少錢,人均用水量比美國(guó)很多地區(qū)都低。先把浪費(fèi)的水掐掉,再建廠,不光能推遲建廠時(shí)間,廠的規(guī)模還能縮小一圈,實(shí)打?qū)嵤∠铝送顿Y。對(duì)他們來(lái)說(shuō),海水淡化就是供水投資組合里風(fēng)險(xiǎn)最低的選項(xiàng),貴一點(diǎn),但絕對(duì)值。而且這項(xiàng)技術(shù)不光能用在海水上,苦咸水、生活廢水都能處理,全球可循環(huán)利用的廢水體量,差不多是尼亞加拉瀑布年流量的五倍,比全年淡化水總量多了一倍還多,發(fā)展空間很大。
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說(shuō)回渤海邊上那片廠區(qū),我國(guó)本身人均水資源就不富裕,北方沿海缺水最嚴(yán)重,偏偏重工業(yè)、電廠、化工廠都扎堆在海邊。早年我們沒(méi)有跟風(fēng)一頭扎進(jìn)反滲透,反而先把熱法做透了,把電廠本來(lái)白白浪費(fèi)的余熱接過(guò)來(lái)蒸海水,別人靠電能擠水,我們靠廢熱燒水,一開(kāi)始就在成本上占了優(yōu)勢(shì)。
早年真正卡我們脖子的是核心零部件,反滲透膜、高壓泵、能量回收裝置全被國(guó)外把持,價(jià)格人家說(shuō)的算,不少項(xiàng)目連運(yùn)營(yíng)都是外方主導(dǎo)。后來(lái)我們靠著自己啃,國(guó)產(chǎn)膜從做不出來(lái)到能用,再到能出口,能量回收裝置也攻克了技術(shù)難關(guān)。噸水電耗被壓到很低的水平,成本也跟著降了下來(lái)。現(xiàn)在我們的成套海水淡化裝備已經(jīng)賣到了中東和東南亞,從當(dāng)初買設(shè)備的進(jìn)口方,變成了出口設(shè)備的技術(shù)輸出方,這個(gè)轉(zhuǎn)變真的太提氣。
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我們還走出了一條別人都不愿意走的路子,就是把濃鹽水當(dāng)原料,不是廢物。從濃鹽水里提取鹽、溴、鎂這些化工原料,做海水化學(xué)資源綜合利用。這條路前期投入更大,得在淡化廠旁邊再建一整套化工裝置,可原本最難處理的濃鹽水直接變成了能賺錢的產(chǎn)品,從根上解決了濃鹽水污染的問(wèn)題。
不過(guò)有個(gè)現(xiàn)實(shí)得說(shuō)清楚,現(xiàn)在我國(guó)的淡化水,大部分都供給了電廠鋼廠化工廠,很少進(jìn)到居民家的水龍頭。這事不是技術(shù)不行,問(wèn)題出在水價(jià)和管網(wǎng)上。城市自來(lái)水價(jià)格低,淡化水成本比自來(lái)水高,進(jìn)不了城市公共管網(wǎng),就只能困在廠區(qū)自產(chǎn)自銷。這個(gè)難題,和美國(guó)加州遇到的問(wèn)題,本質(zhì)上是一回事。
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誰(shuí)都清楚,海水淡化不是解決全球缺水問(wèn)題的萬(wàn)靈藥,建十個(gè)八個(gè)廠也解決不了全部問(wèn)題,它只是把供水缺口縮小一點(diǎn)。現(xiàn)在它在全球總供水量里占比還很小,以后可能也一直很小,但對(duì)那些急缺水的地區(qū)來(lái)說(shuō),這一點(diǎn)點(diǎn)就是全部希望,他們根本沒(méi)有別的選擇。渤海邊上這家廠,一天產(chǎn)的水就夠十幾萬(wàn)人用,技術(shù)的坎我們?cè)缇瓦~過(guò)去了,接下來(lái)要邁的,是管網(wǎng)和成本核算這道坎。
參考資料:人民日?qǐng)?bào) 我國(guó)海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展步入快車道
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