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題圖攝影:Doosan Heavy Industries & Construction
編者按:保羅·布伊斯(Paul Buijs)畢業于荷蘭埃因霍芬理工大學(Eindhoven University of Technology),獲化學工程專業理學碩士學位,現在沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學(King Abdullah University of Science & Technology)聯絡中心工作。從他之前所從事的一段工作經歷(環境咨詢公司)來看,他是一位有著豐富經驗的領導者,對水資源利用技術和發展有著自己獨到的見解。他在水環境治理、水質評價、廢物利用、可持續發展技術、國際貿易等等方面都頗有研究,因此,他被水技術(Aquatech)評為水業大師(Masters of Water)。最近,他在水技術在線發表了兩篇關于水資源利用的文章,其中一篇是關于海水淡化技術誤區的解讀,另一篇則是專門討論關于水價和補貼問題。因為他在荷蘭長大,現在又生活在沙特阿拉伯,使得他對以水資源管理著稱的荷蘭和以海水淡化技術聞名的沙特阿拉伯都有著深入的了解。以下是他有關海水淡化誤區的解讀。
沙特阿拉伯海水淡化史
各種各樣關于新冠肺炎的消息讓人真假難辨,很難區分是未經證實的觀點還是科學的假設。令人困擾的是,專業理論在這些爭論中幾乎沒有受到重視。但也可以理解,因為與此相關的科學理論還在初級階段。然而,與海水淡化相關的科學理論已經存在了上千年,它已經從一種局部有限應用(早期僅用于船舶,且以蒸餾方式產生淡水)發展為全球廣泛民用與工業使用,特別為干旱地區提供淡水。
沙特阿拉伯第一家大型海水淡化廠于1908年開始運轉,為前來圣城朝圣者提供淡水。
沙特阿拉伯第一家大型海水淡化廠于1908年運轉,為前來圣城朝圣者提供淡水。從那時起,沙特阿拉伯就持續投資海水淡化,以滿足其不斷增長的人口和越來越多的訪客(朝圣者和游客)的需求。
根據沙特水合作公司(Saudi Water Partnership)七年報告,預計到2025年城市用水需求量將達到1 460 萬m3/d。這意味著海水淡化能力需在五年內翻一倍。
盡管海水淡化在沙特阿拉伯蓬勃發展,但我仍然不斷看到和聽到有關海水淡化的議論,這些關于海水淡化的議論已經根深蒂固存在于廣泛的公眾認知中。其中許多是虛假的,并且顯然是錯誤的。因此,我將試圖繼續努力去"打破"這些錯誤的觀點。
誤區一:"海水淡化成本高昂"
長期以來,有關海水淡化最大的誤區之一就是它"過于昂貴"。然而,實際上從最近在中東簽約的合同中來看,每立方米的產水價格已急劇下降。
ACWA Power公司在海水淡化和太陽能項目上擁有領先地位,承建了該地區大部分大型項目,同時,在海水淡化成本價方面給出了最低報價:0.53 美元/m3(Rabigh 3,2018年),0.49 美元/m3(Taweelah,2019年),0.41 美元/m3 (Jubail 3A,2020年)和0.31 美元/m3(Dubai,2020年)。
雖然與只需簡單處理的地下水或地表水相比費用偏高,但與荷蘭等三角洲地區所使用的復雜地表水處理過程相比,海水淡化在價格方面頗具競爭力。
復雜的處理過程包括去除除草劑、殺蟲劑和殘留藥物,以及進行深度消毒。
誤區二:“海水淡化能耗高”
最主要的表現就是這些淡化項目電費明顯。沙特2030愿景指出,有意將水、電補貼轉移到更需要的地方去。
這就使得能耗成為控制成本的主要因素。因此,新機組設計不得不側重于能源效率。最新機組的設計能耗為3.5 kWh/m3,最低可達3 kWh/m3(Taweelah,阿聯酋)。追求盡可能低的淡化能耗努力仍在進行中。
降低淡化能耗也將太陽能光伏技術(PV)帶入了人們的視野,特別是在海灣合作委員會(GCC)地區。這將引領海水淡化走向更加綠色的未來,并產生重要影響。
迪拜新的SWRO工程將使用PV技術,更多工程也將緊隨其后,這將降低對環境的影響和產水成本。
誤區三:"海水淡化產生毒鹽水"
第三個誤區是海水淡化會產生"毒"鹽水。確實有許多毒鹽水會直接排放在海洋或河流中。但是,這些鹽水并非來自海水淡化。
海水淡化鹽水也不是高鹽水:GCC地區一家海水淡化廠海水淡化率約為40%,這意味著鹽水的鹽度僅為海水的1.66倍。
此外,鹽水排放口設計旨在分散鹽水,以最大限度與海水混合,最大限度減少局部影響。在很多新建工程中,化學藥劑消耗量已大幅減少,從而減少了對環境影響并降低了運營成本。
在沙特阿拉伯,NEOM和鹽水回用公司(SWCC)都開展了淡化鹵水提鹽理念在技術和經濟方面的可行性研究。
海水中含有高價值鹽與金屬,可以從淡化后的鹵水中提取。從理論上講,淡水將會成為鹵水開采技術(高利潤)的免費副產物。顯然,目前存在一些挑戰,但鹵水開采技術一經實現,將徹底化解這種對海水淡化的特殊誤解。
誤區四:"海水淡化只適用于水比油貴的沙漠國家"
最后一個誤區是"海水淡化僅適用于石油資源豐富的中東國家"。歷史上看,海水淡化技術為缺乏天然水資源的國家提供了重要的補給。所以,它的應用范圍已遠不止中東地區。
目前,全球已有17 000家海水淡化廠,可滿足3億多人的日常用水需求。
誤區三:"海水淡化產生毒鹽水"
第三個誤區是海水淡化會產生"毒"鹽水。確實有許多毒鹽水會直接排放在海洋或河流中。但是,這些鹽水并非來自海水淡化。
海水淡化鹽水也不是高鹽水:GCC地區一家海水淡化廠海水淡化率約為40%,這意味著鹽水的鹽度僅為海水的1.66倍。
此外,鹽水排放口設計旨在分散鹽水,以最大限度與海水混合,最大限度減少局部影響。在很多新建工程中,化學藥劑消耗量已大幅減少,從而減少了對環境影響并降低了運營成本。
在沙特阿拉伯,NEOM和鹽水回用公司(SWCC)都開展了淡化鹵水提鹽理念在技術和經濟方面的可行性研究。
海水中含有高價值鹽與金屬,可以從淡化后的鹵水中提取。從理論上講,淡水將會成為鹵水開采技術(高利潤)的免費副產物。顯然,目前存在一些挑戰,但鹵水開采技術一經實現,將徹底化解這種對海水淡化的特殊誤解。
誤區四:"海水淡化只適用于水比油貴的沙漠國家"
最后一個誤區是"海水淡化僅適用于石油資源豐富的中東國家"。歷史上看,海水淡化技術為缺乏天然水資源的國家提供了重要的補給。所以,它的應用范圍已遠不止中東地區。
目前,全球已有17 000家海水淡化廠,可滿足3億多人的日常用水需求。
中國電力公司簽署的沙特阿拉伯海水淡化二期項目
包括中國,新加坡,西班牙,巴西甚至英國在內的國家都具有海水淡化能力。在英國,因2012年倫敦奧運會,外來人員激增,海水淡化提供了增加的用水需求。
在南非,因釀酒廠、酒店和度假村建設,預計開普敦將迎來"零日(無水可用)"。近年小型海水淡化廠在南非已經蓬勃發展,預計很快會看到大規模海水淡化工程,以解決長期缺水問題。
據估計,到2050年,因水資源短缺可能會影響50億人的生活。沒錯,就是50億。淡水資源可能分布不均并且供應不足。
海水淡化技術應被視為一種可以持續解決淡水問題的方案,以確保國家能夠為子孫后代提供淡水。
您還聽說過哪些其他的海水淡化誤區需要被解釋嗎?
本期編輯:王邦彥,郝曉地,張益寧,李季