大型核電海水淡化商業(yè)化可行性分析研究

楊冰

【摘 要】本文介紹了海水淡化工藝，并針對大型核電海水淡化項目，進行對比選擇。從技術(shù)、經(jīng)濟以及環(huán)境方面對大型核電海水淡化項目的商業(yè)化可行性進行了論證，得出大型核電海水淡化項目商業(yè)化可行性的結(jié)論。

【關(guān)鍵詞】核電；海水淡化；反滲透；可行性

0 概述

我國是一個缺水型國家，且水資源分布不均。沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達，人口集中，但經(jīng)常面臨著水資源短缺的問題，尤其是北方沿海地區(qū)，淡水資源匱乏，人均占有水資源較少，在干旱缺水時節(jié)，經(jīng)常面臨著用水難、吃水難等問題。

海水淡化是解決沿海地區(qū)淡水資源缺乏的重要手段，具有供水安全性與可靠性等特點，可以很好地解決了當(dāng)?shù)鼐用窨刻旌人膯栴}。同時，再結(jié)合清潔、安全、可靠的核電作為海水淡化的能源供給，提高資源的整體利用效率，符合我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的強烈要求。

1 海水淡化工藝介紹

目前應(yīng)用比較廣泛的海水淡化技術(shù)主要包括：多級閃蒸、多效蒸餾、壓汽蒸餾和反滲透四種。

1.1 多級閃蒸

多級閃蒸在目前全球海水淡化產(chǎn)量中，占有著很大的比例，其技術(shù)在海水淡化工業(yè)中較為成熟，運行安全性高，適合于大型和超大型的海水淡化廠，總是與火力發(fā)電站聯(lián)合使用。

1.2 多效蒸餾

多效蒸餾對海水水質(zhì)變化的適應(yīng)性強，出水品質(zhì)高，傳熱系數(shù)高，動力消耗低，熱利用效率高；但其設(shè)備投資以及制水成本相對較高，單體設(shè)備規(guī)模較小，而且主要與火力發(fā)電站聯(lián)合使用。

1.3 壓汽蒸餾

壓汽蒸餾設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，過程效率高，設(shè)備可靠；但規(guī)模一般不大，多為日產(chǎn)千噸級。

1.4 反滲透

反滲透是以壓力差為推動力的淡化過程，是目前發(fā)展最快、使用最多的海水淡化技術(shù)。與傳統(tǒng)的熱法相比，反滲透法具有以下突出的優(yōu)點：（1）反滲透海水淡化過程不發(fā)生相變，所以，它是最節(jié)能的海水淡化方法；（2）設(shè)備簡單，模塊化程度高、效率高；（3）占地面積小；（4）操作方便，容易控制；（5）設(shè)備投資低，建設(shè)周期短。

2 工藝選擇

結(jié)合核電清潔、高效、安全、穩(wěn)定的特點，及四種不同的海水淡化方案主要應(yīng)用環(huán)境與產(chǎn)能情況，綜合比較分析，目前，反滲透工藝更加符合大型核電海水淡化的工藝要求。

3 可行性分析

鑒于核電與海水淡化工藝的特點，初步選擇反滲透作為首選工藝，現(xiàn)進一步分析核電反滲透海水淡化方案商業(yè)化應(yīng)用的可行性。

商業(yè)可行的前提是技術(shù)工藝可行，所以首先對技術(shù)可行性進行分析論證。

3.1 技術(shù)可行性

反滲透海水淡化的主要工藝包括取水、預(yù)處理、反滲透過濾、能量回收和后處理等過程?，F(xiàn)按照不同階段工藝流程進行大型核電海水淡化技術(shù)可行性分析。

3.1.1 取水可行性

海水淡化的取水方式大致可分為海灘井取水、深海取水、淺海取水三類。

海灘井取水是在海岸線旁邊建設(shè)取水井，從井里去除經(jīng)海床過濾的海水，作為海水淡化廠的源水。但海灘井取水方式需要海岸結(jié)構(gòu)的滲水性、海岸沉積物厚度以及海水對岸邊海底的沖刷能力符合一定的標(biāo)準(zhǔn)，且海灘井建設(shè)占地面積較大，影響了其單井的取水能力。

深海取水是通過修建管道，將外海的深層海水引到岸邊，再通過修建在岸邊的取水泵房為海水淡化工程供應(yīng)海水。這種取水方式通常需要距離海岸線較近處就有比較陡峭的海床，如果距離海岸較遠取水，會造成巨大的投資，同時，由于工程投資巨大等因素，一般不適合較大規(guī)模的取水工程。

淺海取水是最常見的海水淡化取水方式，雖然水質(zhì)較差，但由于投資少，適應(yīng)范圍較廣、應(yīng)用經(jīng)驗豐富等優(yōu)勢被廣泛采用。

對于大型核電海水淡化工程來說，海灘井取水與深海取水均有一定限制，所以采用淺海取水方式最為合適，同時，由于海水淡化與核電結(jié)合，可以充分利用核電的取水設(shè)施，不僅在技術(shù)上可行，而且可以降低大量取水工程的投資費用，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置。

3.1.2 其他工藝可行性

由于預(yù)處理、反滲透過濾、能量回收和后處理工藝均在海水淡化廠房內(nèi)完成，與一般海水淡化廠大致相同，且核電廠也擁有相應(yīng)的海水淡化工程業(yè)績，所以技術(shù)可行，且可以應(yīng)用于商業(yè)化工程項目中。

3.2 經(jīng)濟可行性

商業(yè)化可行的關(guān)鍵是在成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上具有廣闊的市場前景與盈利能力，以下主要對大型核電海水淡化的市場與經(jīng)濟性進行分析，并論證其可行性。

3.2.1 市場分析

1）全球市場

目前，全球有海水淡化廠1.3 萬多座，海水淡化日產(chǎn)量約3500 萬噸左右，其中80%用于飲用水，解決全球1 億多人的供水問題。主要市場集中在中東、美國等地區(qū)。

全球海水淡化裝置容量年增長速度為10%-20%，世界海水淡化工程合同金額十年內(nèi)預(yù)計將達800億美元。

2）我國市場

截至目前，我國已建成海水淡化裝置100多套。最近幾年，我國海水淡化增長的速度在20%以上，快于全球的平均速度。

3）規(guī)劃與政策

“十一五”期間，我國在《海水利用專項規(guī)劃》中詳細的部署了海水淡化的未來發(fā)展，提出發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)的相關(guān)政策和保障措施。

2011年3月，《我國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展“十二五”規(guī)劃綱要》中提到：“大力推進再生水、礦井水、海水淡化和苦咸水利用?！?在此總體綱領(lǐng)的指引下，國家各部門陸續(xù)發(fā)布了多個文件，對海水淡化在“十二五”期間的具體目標(biāo)作了詳細規(guī)劃。

4）核電規(guī)劃與政策

隨著在“十三五”的到來，我國核電建設(shè)在政策力推下將進入發(fā)展高峰，國務(wù)院印發(fā)的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃》中明確提出2020年的核電發(fā)展目標(biāo)，同時，在“一帶一路”戰(zhàn)略背景下，我國不僅會大力推動內(nèi)陸核電打發(fā)展，還要讓核電機組“走出去”，發(fā)展核電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為國家級戰(zhàn)略。

在不斷擴大的海水淡化市場與核電的利好政策的支持下，以核電+的模式，綜合配置資源，不僅符合市場的需求，也是對國家政策的準(zhǔn)確把握，所以，大型核電海水淡化的發(fā)展不僅可行，更應(yīng)大力發(fā)展。

3.2.2 經(jīng)濟分析

1）投資成本

我國海水淡化技術(shù)經(jīng)過 40 多年的研究已經(jīng)趨于成熟，但核心部件的技術(shù)仍與國外有很大差距，仍需依賴進口。這也導(dǎo)致了我國海水淡化裝置的總體投資成本仍然較高。

通過資料分析，海水淡化的主要成本為能源成本（即電費），以及設(shè)備成本，對于大型核電海水淡化來說，對電能的綜合利用可以大幅度降低海水淡化能源成本，提高盈利能力。

2）售水價格

海水淡化水價包括資源水價、工程成本、環(huán)境水價、水費、利潤等五部分。其中，由于國家尚未對海水利用征收水資源費用，因此海水資源水價可按0元計算；根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定，自2008年1月1日起，免征海水淡化企業(yè)所得稅。因此，海水淡化售水價格只包括工程成本、環(huán)境水價、利潤三部分

通過對比分析可知，海水淡化水每噸售價約在4.2元～6.5元之間。

3）盈利能力

綜合比較售水價格與主要城市階梯水價及工業(yè)用水價格，分析了解到，海水淡化價格與主要城市居民飲用水第一階梯水價具有部分交集，與第二階梯水價接近，在大型核電海水淡化工程在能源成本降低的優(yōu)勢條件之下，具有潛在盈利能力；由于工業(yè)用水價格比居民用水價格高，所以，大型核電海水淡化應(yīng)用于工業(yè)用水具有盈利能力。

4 結(jié)論

通過以上技術(shù)、經(jīng)濟與環(huán)境方面的分析，綜合論證了大型核電海水淡化的商業(yè)化可行性，不僅可以共用核電廠的取水設(shè)施，向海水淡化廠提供高品質(zhì)的源水，還可以充分發(fā)揮電能綜合利用的優(yōu)勢，降低造水成本，提高盈利能力，更是促發(fā)展、惠民生的高品質(zhì)項目。

隨著我國核電廠的廣泛建設(shè)，以及對海水淡化市場需求的逐漸提高，大型核電海水淡化將會受到高度的重視并具有廣闊的市場。

[責(zé)任編輯：王偉平]