以海水淡化概况以及海水淡化领域合作建议

文章来源:慧聪水处理网 发布时间:2012-05-11
自建国伊始,水资源匮乏就一直是考验以色列民族智慧的难题之一。南部的内盖夫沙漠地区常年干旱缺水,北部的加利利湖是以色列境内唯一的淡水湖泊,也是其最大、最重要的饮用水源与蓄水库。

一、以色列海水淡化发展情况

自建国伊始,水资源匮乏就一直是考验以色列民族智慧的难题之一。南部的内盖夫沙漠地区常年干旱缺水,北部的加利利湖是以色列境内唯一的淡水湖泊,也是其最大、最重要的饮用水源与蓄水库。为解决南部地区用水问题,以色列于1964年投入运营了“北水南调”的国家输水工程,用一条长度达300公里的输水管线将北方较为丰富的水资源输送到干旱缺水的南方。同时,以色列致力于提高水资源利用效率,形成了以滴灌技术为代表的智能水利管理系统,循环水利用率高达75%,居全球首位。然而,再高的水资源利用效率也改变不了天然淡水供应量不足的事实。尤其是随着以色列的经济发展和人口增加,淡水供需缺口越来越大。上世纪90年代中期的连续干旱,加之对淡水资源的过度抽取,使加利利湖水位经常低于安全红线,直接威胁以色列水安全。

以色列水资源委员会认为解决水资源问题的根本出路只能靠淡化海水。为此,以色列政府于1999年制定了“大规模海水淡化计划”,以期缓解淡水的供需矛盾。根据该计划,至2015年,海水淡化水将占以色列淡水需求量的 22.5%,生活用水的62.5%;至2025年,海水淡化水将占淡水需求量的28.5%,生活用水的70%;至2050年,海水淡化水将占全国淡水需求量的41%,生活用水的100%。如有多余淡化水,将用于以色列自然水资源的保护。

目前,以色列共在地中海沿岸建有3家大型海水淡化厂,分别是:

(一)阿诗克隆海水淡化厂:位于以色列南部城市阿诗克隆,2005年由VID海水淡化公司采用“建设-经营-移交”形式投资建成,建成时年生产能力为1亿吨,2010年增至1.2亿吨,是目前全球运转成本最低的海水淡化厂之一。

(二)帕玛契海水淡化厂:位于以色列北部帕玛契基布兹,2007年由ViaMarisa海水淡化公司采用“建设-拥有-经营”形式投资建成,建成时年生产能力为0.3亿吨,2010年增至0.45亿吨。

(三)海德拉海水淡化厂:位于以色列中北部城市海德拉,2009年以“建设-经营-移交”形式建成,建成时年生产能力为1亿吨,2010年增至1.27亿吨。是目前世界上最大的使用反渗透技术的海水淡化厂。

此外,以色列国家水务公司在以南部经营着31家小规模的淡化厂,专注于对于咸水和废水的淡化研究。

2010年,上述三家海水淡化厂和31家小规模的半咸水淡化厂共提供了3.2亿立方米的淡水,占当年生活用水需求的42%。

目前,以色列国内还有两家海水淡化厂正在建设中,分别是:

(一)阿什多德海水淡化厂:位于以色列中南部城市阿什多德,由以色列国家水务公司建设,年生产能力1亿吨,预计2013年建成。

(二)索瑞克海水淡化厂:位于以色列中北部城市瑞雄莱利昂附近,由SDL集团以“建设-经营-移交”的形式投资建设,年生产能力1.5亿吨,预计2013年建成。

全部工程完成后,以色列预计将于2014年实现淡水的供求平衡,并在此后几十年中通过提高产能和建立新的海水淡化设施继续满足不断增长的淡水需求。

二、以色列海水淡化产业成功原因分析

海水淡化产业是高耗能产业,而以色列在发展海水淡化产业过程中一直非常注重控制能耗和成本,2010年以色列生产每立方米淡化水平均耗电3.5度,花费65美分,在节能和低成本方面位居世界前列。以色列主要通过以下措施控制能耗及成本。

(一)科学规划。早在上世纪90年代末,以色列政府就对未来20年的海水淡化做出了全面评估和规划。首先,充分估算对海水淡化水的需求量,即生活用水、工业用水、农业用水和其他用水的需求量与天然淡水、咸水和循环水的供应量之间的差额,根据差额确定海水淡化工厂的产能目标;其次科学确定海水淡化工厂的地址,一要邻近地中海,二要邻近人口聚集的大城市和工业中心,三要方便接入国家输水工程的节点,当时评估确定的6个地点得分由高到低分别是:阿什多德、阿什克隆、海德拉、沙福丹、内塔尼亚和沙姆拉特。实际操作中,前3个地点目前已建成和在建海水淡化厂。

(二)投融资机制创新。以色列在保证政府对淡化水控制权的前提下引入竞争机制,将海水淡化项目面向国际招标,吸引私人资本参与海水淡化设施建设,不仅有效减轻了财政负担,也加快了建设进程。同时企业追逐利润的特性有利于有效降低海水淡化工程的建设和运行成本。以色列政府与建设企业风险共担,譬如企业在按计划生产淡化水出现供大于求时,政府将保证购买多余的水量

(三)技术先进。海水淡化成本高、投入大,因此在实行“大规模海水淡化计划”之前,以色列只在濒临红海严重缺水的南部城市埃拉特设有海水淡化工厂。但多年来,以色列政府始终支持着海水咸水淡化的研究工作,有关经费占国内生产总值的比重位居世界第一,海水淡化技术也由最初的多级闪蒸逐步发展到世界领先的低温多效和反渗透膜技术,以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场。目前以色列建成和在建的海水淡化厂均采用了该技术。

(四)电水联产。考虑到用电成本占海水淡化成本的三分之一,以色列政府在招标时鼓励海水淡化厂建立专门的发电厂,实现电水联产,并协定多余电量可卖给国家电力公司。同时,政府在招标时对天然气发电厂加分,因为天然气的二氧化碳排量仅为煤发电的五分之一,发电价格也比以色列国家电力公司的煤电价格低近8%。以色列通过降低用电成本,有效降低了海水淡化成本。

(五)管网先行。以色列投入超过5亿美元,将海水淡化厂与国家供水系统连接起来,并根据接入的海水淡化水量多少调节从加利利湖及地下水源的抽水量,借此减少工厂蓄水压力,保证海水淡化工厂全额产能连续生产,从而有效的降低产水成本。

三、以色列海水淡化企业对华合作情况

以色列IDE公司为以色列化工集团子公司,是国际著名海水淡化企业,也是全世界惟一一家拥有低温多效与反渗透两项技术的国际公司,凭借其设备投资省、能量消耗低、建造周期短等诸多的优势,发展迅速,目前占据了全球90%的海水淡化市场份额,在世界范围内承建了370多家海水淡化厂。

2005年,IDE与北大青鸟新能源公司签署了战略合作协议,确立了以色列海水淡化核心品牌与中国企业的全面合作关系。根据当年协议,双方将合力在我国建立海水淡化设备制造基地,使用IDE提供的海水淡化和水处理技术,共同推广、跟踪、执行在我国内地的各个项目。

2009年,IDE公司与天津国投津能发电有限公司合作,为国投北疆发电厂海水淡化项目一期建造日产10万吨的低温多效海水淡化装置项目。2011年项目竣工投产,是全国已建成最大的海水淡化项目,也是我国第一个向社会供水的大型海水淡化项目。

四、开展双边海水淡化产业合作的建议

我国是淡水资源缺乏的国家,人均水资源拥有量低,且时空分布不均。发展海水淡化产业,对缓解我国沿海缺水地区和海岛水资源短缺,促进中西部地区苦咸水、微咸水淡化利用,优化用水结构,保障水资源持续利用具有重要意义,并有利于培育新的经济增长点,推动发展方式转变。2012年2月中旬国务院发布《关于加快发展海水淡化产业的意见》,首次将发展海水淡化产业上升为我国国策。文件提出了具体的发展目标,即到2015年,我国海水淡化能力达到220万-260万立方米/日,对海岛新增供水量的贡献率达到50%以上,对沿海缺水地区新增工业供水量的贡献率达到15%以上;海水淡化原材料、装备制造自主创新率达到 70%以上;建立较为完善的海水淡化产业链,关键技术、装备、材料的研发和制造能力达到国际先进水平。以色列在海水淡化领域一直走在世界前列,许多经验值得借鉴。为加强中、以海水淡化产业合作,具体建议如下:

(一)学习以色列在海水淡化规划方面的经验。相关部门可加强与以色列水务部门的交流合作,学习以色列在海水淡化规划方面的经验,做好总体规划。首先应科学估算用水缺口,据此确定海水淡化项目产能,防止因盲目上马导致海水淡化产能闲置。其次,输送海水淡化水的管网建设需提前布局。政府进行规划时需做好管网预留工作,落实“管网先行”的原则,并将海水淡化列入沿海缺水城市统一水资源配置中来。

(二)加强与以色列在海水淡化技术和设备领域的合作。膜技术是未来海水淡化发展的趋势。以色列的低温多效和反渗透膜技术处于世界领先地位,其建成和在建的海水淡化厂采用的都是反渗透膜技术。目前我国膜技术发展滞后,大多数采取反渗透技术的海水淡化厂需要从国外大量进口膜,可扩大与以色列在该领域的技术交流和合作,加大膜技术等关键技术和装备的联合研发力度,摆脱进口束缚。

(三)借鉴以色列海水淡化工程建设模式。海水淡化产业初始投入较大,后期投入更多,仅靠政府投资将带来较重的财政负担。相关部门可借鉴以色列海水淡化工程建设的“建设-经营-移交” 形式,坚持政府引导与市场驱动相结合,引入竞争机制吸引私人资本参与海水淡化设施建设,降低海水淡化工程的建设和运行成本。以色列拥有众多经验丰富的水务公司,可考虑吸引其来华投资,提高我海水淡化产业的设计、制造、建设及应用水平。

(四)借鉴以色列海水淡化产业化经验。海水淡化在我国还属于新兴产业,产业化处于初级阶段。可借鉴以色列海水淡化产业化的经验,以市场为导向,加强产学研商用的结合,组建海水淡化产业联盟,使分散的各类资源和能力形成合力参与市场竞争,形成完善的产业链。

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