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    發展低碳海水淡化技術:哪些市場在行動?

    時間:2022-11-18 11:24:21 來源:工業水處理服務號 作者:

    長期以來,大型海水淡化項目作為能源密集型產業,成本較高。如今,可再生資源或將推動這一關鍵技術的發展,并解決其成本和環境問題。
    2022年6月,沙特NEOM的能源、水和氫子公司ENOWA與日本伊藤忠商事株式會社(Itochu)、法國威立雅集團(Veolia)合作簽署了一份備忘錄,計劃在沙特阿拉伯共同開發一座完全由可再生能源驅動的反滲透(RO)海水淡化廠。
    該海水淡化廠計劃于2025年完工,預計每天生產飲用水達50萬立方米,能夠滿足NEOM預期用水需求的30%。
    2022年9月,迪拜水電局(DEWA)與荷蘭初創公司Desolenator簽署合作協議,計劃開發太陽能海水淡化試點項目。
    該項目已在杰貝阿里發電站(Jebel Ali)和海水淡化綜合設施建廠試點,每天生產飲用水1000升,在新技術的推動下,海水淡化成本將降至每升0.02美元。
    DEWA計劃,到2030年,迪拜的淡化水總產量將由可再生能源和廢熱共同作用產生。
    1全球產能擴張
    全球半數以上的人口每年都會面臨水資源短缺問題。聯合國環境規劃署(UNEP)的數據表明,如果水管理體制得不到升級,到2030年,供水量或將大幅低于其需求量,相差40%。
    海水淡化成本下降將推動實現聯合國可持續發展目標6(Goal 6),該目標旨在“確保為所有人提供飲用水和衛生基礎設施并實施可持續管理”。
    當前,在177個國家中約有16000家工廠開展海水淡化項目。
    截至2016年,中東和北非(MENA)地區的海水淡化產量位居榜首,占世界總量的46.7%;亞太和北美地區分別占比17.5%和12.9%。
    在巴哈馬、馬爾代夫等島國,其飲用水獲取將繼續依賴海水淡化項目。
    中國正投資開展一項五年計劃,致力于將產能提高至每天290萬噸,增強亞太地區的海水淡化能力。
    在增強可再生能源海水淡化能力方面,埃及也取得了重大進展。2021年,該國獲得17項特許權,用以建造太陽能海水淡化廠,時效為25年。此外,埃及通過綠色融資,預計可以將生產成本降低20%至25%。政府不斷提高本國海水淡化能力,致力于到2050年將水產量提高至每日640萬立方米,遠高于2021年的80萬立方米。

    2解決方案
    自20世紀70年代以來,由于膜基反滲透技術(RO)的應用,該產業在降低海水淡化成本和能源使用方面取得了重大進展。
    1980年至2005年期間,海水淡化成本減半;隨著大規模應用新技術、廣泛使用可再生資源,該成本有望進一步降低。
    在中東和北非地區,大多數海水淡化廠由化石燃料供能,但隨著可再生能源廣泛使用,加之碳捕獲技術和制氫計劃的支持,該地區將加快實現其減排目標。特別是太陽能,為其提供了一種可行且成本較低的能源選擇。
    埃及太陽能和公用事業公司KarmSolar正在紅海沿岸的Marsa Shagra建造一座太陽能海水淡化廠,有望實現日產200立方米的目標。公司表示,在日照峰值時段產生的多余水源可用于當地建筑活動或水培花園。
    新技術或將促進海水淡化驅動力的多樣化發展。美國能源部國家可再生能源實驗室正在贊助開發一種液壓和電動反滲透波能量轉換器,這種模塊化裝置能夠利用波浪能將海水轉化為飲用水。
    與此同時,總部位于阿布扎比(Abu Dhabi)的初創公司Manhat開發了一種浮動平臺,該平臺利用太陽能淡化海水。與自然水循環的零電過程相似,海水在溫室狀結構內蒸發,淡水與鹽晶體分離。雖然這兩種技術尚未達到工業規模,但它們在未來可與傳統的海水淡化設施形成互補。

    3廢水商品化
    另一環境問題是鹵水或廢水的產生。
    在傳統的海水淡化過程中,每生產1升飲用水會產生約1.5升的濃縮廢水,其鹽度是海水的兩倍,并含有氯、銅等化學物質。廢水商品化計劃有助于減少廢水對環境的影響。
    經過處理的鹵水可生產高純度工業鹽、溴、硼、鉀、石膏、鎂和稀有金屬,其中許多可以用于下游產業。 

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