海水淡化产业与市场

3、我国海水淡化产业发展现状与问题
目前我国海水淡化产业发展迅速,在国家大力引导支持下,热法海水淡化关键技术和设备领域取得重大突破,海水淡化装置开始走向国产化。国内海水淡化公司如雨后春笋般大量崛起,试图在国际市场取得一定竞争力。
 
一、主要成就与发展特点
 
(一)技术与工艺:以MED和SWRO为主
 
从海水淡化技术角度看,反渗透和低温多效蒸馏是国内海水淡化工程中应用最多的方法。反渗透法以接近60(实际58.0818)万m3/d的产水量,排在第一位,约占总产能的74.12%;低温多效蒸馏法以接近20(实际18.65)万m3/d的产水量,排在第二,约占23.8%。而反渗透法和低温多效蒸馏法的产水量合计占了总产水量的97.93%。

图表1   各种海水淡化方法所占产水量比例


 
但从已建成投产的装置数看,反渗透法有55套,约占83.33%,而低温多效有7套,约占10.6%。两种海水淡化方法所占产水量和装置数比例的差异是由于装置规模造成的。



 
(二)装置与工程:单机规模和工程总规模向大型化、国际化发展
 
我国经过四十多年的科技攻关和工程示范,在反渗透法、蒸馏法等主流海水淡化关键技术方面均取得重大突破。
 
在低温多效海水淡化方面:2004年成功攻克千吨级低温多效蒸馏海水淡化技术,自主设计、制造完成了山东黄岛电厂3000m3/d低温多效蒸馏海水淡化装置并投入运行,实现蒸馏法海水淡化工程化“零”的突破。2006年4月从法国Sidem公司引进的2×104m3/d低温多效海水淡化工程投产,同年12月由法国Weir公司设计、国内为主制造的1×104m3/d低温多效海水淡化工程在天津投产。首钢公司和天津北疆电厂通过引进关键设备,低温多效工程规模分别为5×104m3/d和10×104m3/d。
 
在反渗透海水淡化方面:先后完成单台产水能力1000m3/d、3000m3/d、2×2500m3/d的多个示范工程;2007年10月,依靠引进的高压泵和增压泵和膜组件,由国内设计的单机1×104m3/d反渗透海水淡化工程建成投产,在单机规模上接近国际先进水平。通过近几年的公关,我国在防腐管道、高压泵、膜壳等方面均缺的突破,完成了单机1×104m3/d的成套技术,为设备国产化奠定了基础。目前,我国的反渗透海水淡化工艺已基本成熟,具备单机规模万吨级以上反渗透海水淡化工程的设计和建设能力。“十二五”期间单机规模将提高到2×104m3/d。
 
在已建成的66套海水淡化装置中,其中1981-2002年累计产能上升趋势不明显。进入2003年后,海水淡化累计产能增长迅猛,年均增长20%~30%。特别近3年的增长更快,年均增长超过50%。
 

 
目前,沿海地区纷纷提出建设10万m3/d以上大型海水淡化项目规划,全国在建、拟建海水淡化工程规模己超过100万m3/d。
 
在满足国内需求的同时,逐步参与国际市场竞争。据悉,众和海水淡化工程有限公司在国际市场先后成功取得印尼英德拉玛尤燃煤电站2×4500m3/d海水淡化系统、印尼巴齐丹2×3000m3/d海水淡化系统以及龙湾燃煤电站2×3000m3/d海水淡化系统三个国际项目合同,总合同额2.6亿元人民币。这是中国海水淡化工程公司首次承接的海外海水淡化项目,涵盖了系统及设备设计、加工制造、现场指导、安装调试及售后服务等一系列内容,标志着中国大型海水淡化技术渐趋成熟并走出国门。
 
(三)应用领域:集中在电力和市政领域
 
反渗透海水淡化技术应用于市政供水具有较大优势,几乎所有用于市政供水的海水淡化系统均采用了反渗透技术。

对于要求提供锅炉补给水和工艺纯水,且有低品位蒸汽或余热可利用的电力、石化等企业,低温多效蒸馏技术仍具有一定的竞争性。
 
在已建成66套海水淡化装置中,36套用于市政供水,占总装置数的54.55%。
 

应用领域 产能(万吨/日) 装置数(座) 占总产能百分比
化工 10.5144 3 13.4%
石化 0.615 2 0.8%
电力 30.584 19 39.0%
市政 31.3534 36 40.0%
钢铁 5.047 3 6.5%
其他 0.244 3 0.3%
合计 78.3578 66 100.0%
 
电力行业是应用海水淡化技术最多的行业,已建成投产的海水淡化装置19套,合计产水能力30.584万m3/d,占中国内地已建成投产海水淡化装置总产水量的39.03%。原因在于,国家要求在沿海地区建设电厂必须采用海水淡化和海水直接利用技术解决电厂所需用水。
 

 


 
(四)配套技术与设备:日趋完善
 
目前,我国自行研究和开发了连续微滤或超滤技术用于海水淡化预处理。连续微滤或超滤在预处理中得到应用,海水淡化膜系统进水水质得到改善,这有望解决膜污染问题、延长膜使用寿命、减少化学剂消耗,提高系统回收率。
 
在膜材料和膜组器开发应用方面:2004年我国完成了反渗透复合膜组器生产线,提高了我国平板膜生产和卷式膜元件生产设备的性能和工艺水平,可生产反渗透复合膜、纳滤膜、超滤膜、微滤膜等18个品种和膜组器,具备120万平米/年的生产能力。生产的复合膜平均脱盐率99.2%,最低脱盐率98%,产品合格率在85%以上;经过近两年的改进,脱盐率稳定在99.4%,已通过一年多的现场性能测试,单级反渗透产水的总溶解固体含量在400mg/l以下,符合饮用水标准。说明我国的反渗透复合膜已达到国际同类产品水平,提高了我国反渗透海水淡化技术的核心竞争力。
 
在海水淡化配套设备和材料方面:国产海水给水泵可满足技术要求;产量在3000吨/日以下的反渗透用高压泵已实现国产化并通过了三年多的现场考核,开发出了功交换式能量回收装置并进行了现场测试,尚需在稳定性和可靠性方面进一步提高;铝黄铜类海水淡化传热管可满足国内需要并大量出口,开发出了日产万吨级以下的蒸汽热压缩器并完成了为期三年的现场考核,效率接近国际先进水平,尚需进一步提高效率和开发更大容量的装备。

海亮股份(002203)与久立特材(002318)均具备生产海水淡化防腐管的能力。海亮股份生产的耐腐蚀铜管已经大量出口应用于中东地区海水淡化工程,加工技术优势明显。久立特材在钛管钛材加工生产上也已经取得优势。

南方泵业(300145)则可生产海水淡化用的高压泵。知情人士透露,该公司此前还只有小型的5000吨级高压泵生产能力,但1万吨级的设备近期已设计成型。

上海电气(601727)电站集团下属的电站辅机厂具备主设备蒸发器和凝汽器的制造能力。

双良节能自主研发的大规模低温多效蒸馏设备已经通过专家评审。在2010年年报中,双良节能(600481)宣布已具备日产淡水2.5万吨和1.25万吨海水淡化装置的工程设计、设备制造、工程安装、技术服务等综合能力。

海水淡化用膜压力容器(膜壳)已基本实现国产化,且国内海水淡化工程设计企业近10家,具有较强的海水淡化工程设计成套能力,海水淡化技术产业格局已基本形成。
 
二、主要问题
 
我国海水淡化产业总体来说发展势态良好,但产业规模不大,缺乏具有影响力的大企业、大集团,难以形成大型产业格局。

究其原因,我们认为,海水淡化能否大规模发展除了受自身技术经济成本制约外,还与国家相关政策、自来水价格、水务管理等体制机制密切相关,海水淡化关键技术装备国产化率低、浓海水排放、淡化水输送管网建设也是制约海水淡化产业发展的重要因素。
 
(一)扶持政策尚未落实,与水利供水工程处于不同竞争起跑线上
 
虽然国务院办公厅《关于加快发展海水淡化产业的意见》(国办发号【2012】13)及有关部门的专项规划中已经提出对海水淡化工程给予投资、财税方面的支持。但许多政策尚未落实,部分政策覆盖面窄,海水淡化建设、运营及管道输配等全口径成本全部由企业自行承担,所有建设运营成本都反映到了淡化水价格上,而长距离调水工程及城市供水工程享有公益性工程的优惠政策,主要依靠中央及地方政府投资,银行贷款比例低。

南水北调中线一期工程所需资金通过中央预算内拨款、南水北调基金和银行贷款三种途径筹集。其中,中央预算内拨款占工程总投资的30%,用于丹江口大坝加高、汉江中下游治理及输水干渠段建设。天津干线工程投资约25%为中央预算拨款;26%为南水北调基金(从天津市自来水价中提取);49%为银行贷款。天津市市内输配水工程投资约30%由市政府及区县政府拨款,70%为银行贷款。可见,我国海水淡化从一开始就采取市场化运作方式。海水淡化与水利工程、城市供水工程处于不同的竞争起跑线上。
 
(二)城市自来水价格没有充分体现生态环境成本,淡化海水在价格上无法与自来水竞争
 
我国自来水价格形成机制不完善。自来水终端价格偏低。以天津为例,居民自来水用水价是4元/吨,工业为7元/吨。而天津北疆发电厂的海水淡化生产成本约为7.2元/立方米,输送到终端用户的成本约为8元/立方米,在只征收污水处理费、不征收水资源费的情况下,淡化水到达用户终端的价格为9元/立方米左右。而北疆电厂海水淡化售水水价仅达8元(市政府政策定价),仅能保证勉强不亏损。其实,这种现象在国内屡见不鲜、普遍存在,很多国内已有的海水淡化装置处于闲置状态。据业内人士透漏,天津北疆电厂100000m3/d的海水淡化项目实际产量只有18000m3/d,不到预设的五分之一;泰达新水源海水淡化厂已停产;大港发电厂两套淡化装置仅有一套在运行;山东大唐黄岛发电公司低温多效淡化水由于蒸汽成本过高,于2011年6月15日停运。
 
此外,目前很多城市自来水定价尚不能弥补供水成本,更没有包括对调水水源地的生态补偿成本。还以天津市为例,目前该市将征收的水资源费全部作为南水北调基金,专项用于南水北调工程天津配套工程的建设。但是,南水北调工程建设资金与水资源费是两种不同性质的资金,将水资源费用于南水北调工程建设,弥补了南水北调工程建设资金缺口,却挤占了现有调水地区(如引滦入津工程水源地——河北省承德市迁西县)的生态补偿费用。
 
(三)城市水务管理体制严重阻碍了淡化水大规模应用
 
海水淡化涉及发改、水利、市政、海洋、科技等众多部门,由于各部门之间尚未建立有效的协作机制,导致海水产业发展而临许多难题,从取用海水、生产、输送、进入自来水供水管网等全环节均存在不同程度的障碍。其中,最为突出的是淡化水生产企业与传统自来水供水企业分属于不同的行业,自来水属于水务(水利、市政)部门主管,淡化水尚未纳入水务管理体系,淡化水大规模进入市政供水管网势必打破原有利益分配格局,而临诸多阻碍。
 
此外,淡化海水输水管网不配套也是这种僵化体制的直接反映。淡化水pH值比一般自来水低,呈弱酸性。传统城市供水管网一般是铸铁管,淡化水直接输入会溶解铁管内部的碳酸钙或铁锈,造成出水有杂质或呈现黄色,这就需要对原有输水管网进行改造,而这是一项庞大的工程,投资很大,仅仅依靠企业或地方政府无法单独完成。天津北疆发电厂目前采取以一定比例的自来水与淡化水掺混后进入供水管网,但由于可用于掺混的自来水比例有限,限制了淡化水输送量。
 
(四)浓海水排放引发生态环境问题。低碳生产、循环发展是海水淡化产业乃至所有产业必须要走的道路。
 
近几十年粗狂的经济发展模式造成严重影响生态环境问题,以渤海为例,作为我国唯一的内海,素有“鱼仓”、“海洋公园”等美誉,沿海流域拥有26个地级市,沿海217个排污口、100余个海洋石油勘探开采平台、9万条机动渔船上、10余个长期和临时海洋倾废区,数据显示,近年来进入渤海的年污水量达28亿吨,各类污染物质70多万吨,占全国入海污染物质总量的47.7%,使渤海成为一个人工纳污池和天然垃圾场。而目前国内大部分淡化厂将浓海水直接排放入海,近些年一些国内学者对渤海海湾、胶州湾、锦州湾附近水域的跟踪监测表明,由于我国海水淡化建厂时间短且规模不大,海水淡化造成生态环境影响尚未凸显出来。但国外一些运行时间长的大型淡化厂如中东地区附近海域环境生物进行多年追踪监测调查结果表明,浓海水排放对受纳区海域环境及生物多样性会产生一定程度的影响,其影响存在复杂性、多变性、不确定性。如排放口造成局部海域盐度升高,破坏生物生产力;大量化学试剂对水质造成不利影响等,尤其对于封闭海湾,水体交换能力弱,污染物不易随海流运送至外海。因此,在淡化产业蓬勃发展的大背景下,海水淡化后排放的污染物长期积累势必将会对环渤海等封闭性海湾将造成威胁。

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