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海水淡化专家谈雄安新区水安全问题

2018-4-2 13:12| 发布者: candy| 查看: 79| 评论: 0|来自: 中国海洋报

2017年4月1日,《中共中央、国务院决定设立河北雄安新区》发布。一年来,这一国家战略层面的谋篇布局引起各方广泛关注。目前,关于雄安新区的总体规划尚未公布,但可以预见的是,一座新城即将建设。

众所周知,雄安新区建设是我国京津冀协同发展战略的重大举措。雄安新区位于京津冀腹地,长期以来,“京津冀缺水”“华北缺水”是个不争的事实。按照“以水定城”的理念,水,是雄安不得不直面的困惑。

两会期间,全国政协委员、国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所所长李琳梅的提案是“大力发展海水淡化,保障京津冀水安全”“进一步推动海水淡化规模化应用”。海水淡化专家们提出的以海水淡化技术解决雄安新区水资源问题的设想,是否可行呢?

以水定城 雄安新区绕不开的水话题

雄安新区建设必然带来人口的迁徙;人口的聚集,首要问题之一就是解决水资源调配。

而雄安新区所在地理区域,是极度缺水的京津冀。京津冀地区多年年平均降雨量528毫米,人均水资源量218立方米,仅是全国平均值的1/9,是我国缺水最严重的地区,水资源短缺已成为京津冀协同发展的短板。

资料显示,新区所在的保定市年人均水资源量240立方米,远低于2200立方米左右这一全国人均水平。

按照国际公认的标准,低于500立方米便属于极度缺水。

据保定市第二次水资源评价成果统计显示,平水年(指年径流量接近多年平均年径流量的年份)全市现状可供水资源总量为29.78亿立方米,需水量为35.29亿立方米,水资源缺口达5.51亿立方米。

同时,保定长期存在两大水资源问题:超采地下水以及白洋淀缺水危机。

2014年6月,河北省政府《关于公布平原区地下水超采区、禁采区和限采区范围的通知》显示,容城县、雄县、安新县被列为浅层地下水禁采区;安新县城区被列为深层地下水禁采区。

白洋淀80%的水域位于安新县境内,但从20世纪50年代开始多次出现干淀。根据记录,1983年至1988年,白洋淀这颗“华北明珠”连续5年干淀,差点在地图上消失。

近20年来,白洋淀必须靠引“客水”才可以解决干淀问题。“引岳济淀”“引黄济淀”工程,都是从海河、黄河跨流域调水,缓解白洋淀的水荒。

也就是说,白洋淀的缺水问题,仍将长期存在。

目前,关于雄安新区建设的详细方案尚未公布,但可以预见的是,一座新兴城市将出现在世人眼前。除去雄县、安新、容城三县目前100余万人口,新的城市居民也将来到这里。

“按雄安新区中期发展区面积200平方公里,人口规模200万人测算,水资源缺口约2亿立方米。”李琳梅介绍。

在水文概念中,这一地区的缺水,属于典型的“资源型缺水”,一般来说,解决的办法包括涵养水源、改变农业灌溉方式,等等。

为保障雄安新区建设的水安全,河北省提出了应对方案。当地媒体报道,2017年4月5日,王快、西大洋水库联合向保定市区、白洋淀进行生态补水,白洋淀收水量超过3300万立方米。

“即便再加上南水北调,这些水源,都属于‘客水’。而海水淡化属于水资源的增量技术。”李琳梅认为,“要解决雄安长期水安全问题,需要在京津冀协同背景下寻找出路,构建常规与非常规水资源共同开发的多元化水资源配置新格局。”

那么,以海水淡化技术保障雄安新区水安全,可行吗?距海并不很远的雄安,如何实现海水淡化供水呢?

淡化水进雄安 专题研究已开展

“早在2006年,淡化所就开展了在曹妃甸建设百万吨级海水淡化工程,通过输送管道,供应北京市政用水的可行性研究。”李琳梅介绍,2007年,淡化所又开展了利用渤海湾海水进行淡化处理直供北京的可行性研究。

也就是说,京津冀海水淡化供水工程研究已有多年积累,并开展过初步研究。“目前,我们正在开展海水淡化进雄安专题研究。”李琳梅说。

(图示由国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所提供)

据调研结果显示,距离雄安新区最近的工程地点为天津滨海新区南部——直线距离约140公里,实际输水管线长度约170公里。

其次是河北沧州北部——距离雄安直线距离约170公里,实际输水管线长度约200公里。

专家给出的初步建议是,选择滨海新区南港工业区和沧州渤海新区建设海水淡化工程,总规模暂按100万吨/日考虑。

之所以选择这两处作厂址,除了距离的因素,还因为两个工业区附近均有可依托的电厂提供电力与蒸汽。

在淡化方式上,初步考虑“膜法+热法”组合方式。“膜法和热法,是目前已经成熟的技术,膜法淡化节能性强,热法淡化稳定性高,两者结合可兼顾供水系统的可靠性和经济性。”李琳梅说。

围绕海水淡化,一直存在两个疑问:一是海水淡化水成本较高,导致推广困难。

李琳梅介绍,从国内已建成的大型海水淡化项目实际运行情况来看,膜法海水淡化全成本水价普遍为4元~6元/吨,热法海水淡化全成本水价普遍为5元~7元/吨,海水淡化制水成本接近国际水平。

解决海水淡化成本偏高的问题,主要有两条途径:一是根据海水淡化水高纯度特性,优先考虑供给工业企业使用,充分发挥海水淡化水优势,我国部分沿海地区的工业用水价格已经升至8元左右,基本具备完全市场化运营条件。二是借鉴国外海水淡化发展经验,对于市政供水海水淡化项目给予必要的财政补贴和税收优惠,采取海水淡化项目投资补贴或水价补贴等方式,为海水淡化水应用提供政策保障。

海南蜈支洲岛反渗透海水淡化工程

对此,海水淡化研究专家们呼吁国家尽快出台相关优惠政策,将海水淡化工程纳入市政公共基础设施,制定合理的成本补偿制度等。

第二个问题,是我国的海水淡化技术能否支撑规模化发展?

李琳梅介绍,目前,国际上海水淡化技术日趋成熟,已形成产业,增长速度和应用领域日益扩大。我国海水淡化技术经过多年发展,行业整体技术基本成熟,已经掌握低温多效和反渗透海水淡化技术,具备系统集成和工程成套能力,利用自主技术已经在国内建成日产万吨级以上的淡化海水示范工程。

和国外相比,我国的海水淡化技术还有追赶的空间。专家介绍,下一步的科研方向,是要加大力度重点降低物耗和能耗,持续推动新技术、新产品的推广应用。

保障水安全 海水淡化是可行选项

我国海水淡化专家阮国岭介绍了海水淡化在全球的发展现状。

截至2016年,全球海水淡化合同规模已达9560万吨/日,可运行规模已达8860万吨/日。

“这个规模,大约可供4亿人使用。”阮国岭说。

在全球海水淡化市场,市政用户占比总体高于工业用户,市政供水是海水淡化的主要需求用户。可以说,目前海水淡化已经成为国际上解决缺水问题的重要途径。单座海水淡化工程规模已经接近百万吨/日。沙特阿拉伯、以色列,以及澳大利亚等地的海水淡化已经成为城市供水的主要水源。

天津汉沽盐厂两效板式蒸馏海水淡化装置

如以色列,作为全球海水淡化应用程度最高的国家,通过海水淡化工程的实施,成功实现了全国水安全保障,目前全国市政供水50%以上来自淡化水。

澳大利亚作为亚太地区海水淡化应用程度最高的国家,通过海水淡化完成了多个重要城市的水安全保障。各地区淡化水供水比例达10%~49%。

如今,不仅是沿海城市,将海水淡化水输送至百公里外城市的项目已有数个。如阿联酋FUJAIRAH海水淡化工程,生产的淡化水输至120公里外的迪拜。

海南太阳能光热低温多效海水淡化装置

在我国,截至2016年底,全国海水淡化装机规模达到了118.81万吨/日,最大海水淡化工程规模为20万吨/日。青岛百发、天津北疆等大型海水淡化工程也已经实现向市政管网供水。

天津海水淡化装机规模为31.7万吨/日,占全国的41%,居全国首位,是首个进行海水淡化水市政入网试点城市。

河北海水淡化装机规模达14.7万吨/日,占全国的15%。北控曹妃甸反渗透海水淡化厂、京唐钢铁海水淡化厂已投产。

“目前,我国海水淡化技术已在沿海缺水城市和海岛、园区、苦咸水地区及船舶上广泛使用。可以说,海水淡化水解决水资源问题是可行选项。”阮国岭说。

海水淡化答疑解惑

■长期饮用淡化水是否会影响身体健康?

国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所所长李琳梅认为,淡化水是高品质的饮用水,可以与自然界的淡水相媲美。海水淡化水水质完全可以满足世界卫生组织《饮用水水质标准》的要求。海水淡化水在国外已被广泛接受,目前全球海水淡化60%为市政供水。这些事实足以证明海水淡化水对人身体无害。针对淡化水缺乏微量元素的争议,专家认为这是可以被忽略的,因为人体所需的营养物质和微量元素足以从日常膳食的摄入中得到补充。

■海水淡化对环境的影响怎样处理?

海水淡化对环境的影响主要来自海水淡化生产过程产生的浓盐水对海洋环境的影响。目前,世界上常用的浓盐水处理方法可分为两大类,一类是直接排入海洋;另一类是将浓盐水进行再利用,如制盐、提取化工原料等,可有效利用资源,创造一定的经济效益。

在浓盐水直接排放方式中,很多国家采取在放流管末端安装扩散器,与海水或其他排放流混合,以加速浓盐水的稀释与扩散,进而利用海洋的扩散能力进行消除。

从长远看,推动海水淡化产业与盐化工结合,从浓盐水中提取各种有价值的化学元素,走循环经济之路,最终实现零排放,是解决排放污染的理想途径。因此,对于有条件的企业、地区,应鼓励开展浓盐水综合利用。

■除了饮用,海水淡化水还能做什么?

海水淡化水具有水质洁净、纯度高和供给稳定的特点,是安全可靠的高品质水源。海水淡化水可以作为市政用水,大生活用水(如供暖、冲厕、园林等),也可作为海岛、船舶、海上平台等的主要水源。海水淡化水还可作为工业用水,用于发电、钢铁、化工、油气、电子、医药、纺织、造纸、采矿、食品等各行业用水。此外,海水淡化水还可作为农业灌溉用水。

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