海水淡化企業(yè)正通過中關(guān)村新能源海水淡化產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟的形式，用應(yīng)用帶動(dòng)核心技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展
繼今年2月國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于加快發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)的意見》后，近日科技部和國家發(fā)改委等部門再次聯(lián)合發(fā)布《海水淡化科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》），提出建設(shè)2-3座示范工程提升我國海水淡化產(chǎn)業(yè)核心競爭力，并力推到“十二五”末海水淡化關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)率達(dá)75%以上。
在國內(nèi)水資源短缺困局日漸嚴(yán)重的背景下，政策接連發(fā)力海水淡化產(chǎn)業(yè)明顯意味著國家對(duì)于以海水淡化應(yīng)對(duì)國內(nèi)水危機(jī)、并加速其規(guī)模化發(fā)展的重視力度再加碼。
而《規(guī)劃》中對(duì)技術(shù)升級(jí)的硬性約束更是成為亮點(diǎn)：首先是研制6項(xiàng)以上具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的海水淡化關(guān)鍵裝備，重點(diǎn)包括滲透膜、水壓泵的技術(shù)研發(fā)；其次是突破一批新技術(shù)、新材料和新工藝，使海水淡化能耗和制水成本在現(xiàn)有基礎(chǔ)上降低20%以上；最后是培育10家以上具有國際競爭力的海水淡化核心部件和設(shè)備制造企業(yè)。
綜合年內(nèi)兩項(xiàng)海水淡化產(chǎn)業(yè)政策，以提升技術(shù)裝備水平推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化提速已成為政策主基調(diào)。《規(guī)劃》明確，到“十二五”末，國內(nèi)海水淡化裝備制造產(chǎn)值將達(dá)75億-100億元，而加上工程運(yùn)營、供水管網(wǎng)建設(shè)等相關(guān)產(chǎn)值，總產(chǎn)值還將翻倍增長。按照《規(guī)劃》中所指出的全球海水淡化產(chǎn)業(yè)投資將保持15%-20%的增速計(jì)算，預(yù)計(jì)2015年全球市場規(guī)模將達(dá)750億-900億美元，而中國則將成為海水淡化市場增長最快地區(qū)之一。
重中之重：核心原材料
目前海水淡化的兩種核心技術(shù)膜法和熱法仍未完全實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。中國水利企業(yè)協(xié)會(huì)脫鹽分會(huì)秘書長郭有智告訴記者，膜法就是將加壓后的海水通過半透膜進(jìn)行分離，水分可以通過半透膜，而其他物質(zhì)不能通過半透膜，從而獲得淡水。熱法的原理是涼的海水遇熱生成蒸汽，鹽分被沉淀下來，海水被蒸餾成淡水。
海水淡化技術(shù)3大關(guān)鍵技術(shù)裝備中除高壓泵外，能量回收裝備、反滲透膜及組器都依賴進(jìn)口設(shè)備解決。以占據(jù)我國海水淡化市場份額67%的反滲透法技術(shù)為例，其最主要的核心原材料反滲透膜幾乎被國外企業(yè)所壟斷，目前中國有90%的反滲透膜仍需從國外進(jìn)口。
郭有智告訴記者：“我國反滲透膜的技術(shù)水平與國際領(lǐng)先技術(shù)相比還有數(shù)年的差距。”盡管國內(nèi)一些企業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)能夠生產(chǎn)反滲透膜，但“性能不如國外的好，所占市場份額小，大型海水淡化廠往往還是采用進(jìn)口膜”。據(jù)中國水利企業(yè)協(xié)會(huì)脫鹽分會(huì)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)756項(xiàng)與海水淡化相關(guān)的專利，具有中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的僅占15%。
同時(shí)郭有智表示，缺乏大型海水淡化裝置設(shè)計(jì)、加工制造、安裝調(diào)試及運(yùn)行維護(hù)的工程實(shí)踐，使得國內(nèi)海水淡化關(guān)鍵設(shè)備制造工藝集成度不高：“目前，國內(nèi)總承包能力薄弱，缺少有經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)作團(tuán)隊(duì)，與國外相比，設(shè)計(jì)一個(gè)完整、一流的工藝還有差距。”海水淡化屬于投資大的項(xiàng)目，形成淡化1噸海水的能力，需要投資0.8億-1億元，優(yōu)秀的總承包商對(duì)項(xiàng)目建設(shè)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)營至關(guān)重要。
基于此，國家將“推進(jìn)國產(chǎn)海水淡化材料的生產(chǎn)和制造”的要求放在了重要位置。記者了解到，近日，由杭州水處理中心作為承擔(dān)單位，貴陽時(shí)代匯通膜科技有限公司、杭州北斗星膜制品有限公司以及中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所作為協(xié)作單位共同完成的國家“863”計(jì)劃“反滲透膜材料及產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)”課題驗(yàn)收會(huì)召開。這一課題開發(fā)的海水淡化反滲透膜元件脫鹽率達(dá)到99.8%，低壓反滲透膜元件脫鹽率達(dá)到99.36％，已達(dá)到國際先進(jìn)水平。同時(shí)建立的海水淡化和低壓反滲透膜及膜元件的國產(chǎn)化生產(chǎn)線，生產(chǎn)能力已達(dá)到一定規(guī)模，國產(chǎn)化海水淡化和低壓反滲透膜也成功應(yīng)用于示范工程中。特別是國產(chǎn)海水淡化反滲透膜首次成功應(yīng)用于單機(jī)規(guī)模1萬噸／日的示范工程，標(biāo)志著國產(chǎn)海水淡化膜的歷史性突破。
創(chuàng)新拉高經(jīng)濟(jì)性
采訪中，中關(guān)村海水淡化產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟企業(yè)之一，賽諾水務(wù)首席技術(shù)官張松建告訴記者，早在上世紀(jì)70年代，國內(nèi)海水淡化技術(shù)就已有了相關(guān)應(yīng)用，即針對(duì)一些島嶼的小規(guī)模海水淡化。自2002年黃島電廠開工建設(shè)青島城首個(gè)海水淡化試驗(yàn)裝置，并于次年成功投入運(yùn)營以來，海水淡化在國內(nèi)成規(guī)模發(fā)展也已經(jīng)有10年的歷史。
但在郭有智看來，海水淡化10年產(chǎn)業(yè)化之路并不順暢，體制、價(jià)格問題始終困擾產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
一直以來，由于成本一直偏高，使得淡化海水市場價(jià)格明顯不占優(yōu)勢。以天津北疆電廠為例，其早期生產(chǎn)的淡化海水直接成本約為4元/噸，加上設(shè)備折舊、還本付息，每噸水成本高達(dá)8元。與天津當(dāng)?shù)仄胀ㄗ詠硭?元左右的居民用水相比價(jià)格明顯偏高。因此，從經(jīng)濟(jì)性上考慮，淡化海水尚不具備競爭性。
況且，國內(nèi)海水淡化產(chǎn)業(yè)相關(guān)配套的法律法規(guī)尚不完善。中國已經(jīng)形成了一套比較完備的水務(wù)體系，自來水可以享受保護(hù)性價(jià)格優(yōu)惠。但海水淡化產(chǎn)業(yè)作為新興產(chǎn)業(yè)，仍獨(dú)立于自來水價(jià)格體系之外。
在中國水務(wù)市場上，海水淡化產(chǎn)業(yè)先天就是市場化運(yùn)作，所以在發(fā)展初期受到了很大限制。對(duì)民間資本而言，進(jìn)入該產(chǎn)業(yè)存在門檻高、管網(wǎng)并網(wǎng)難、資金回報(bào)周期長、項(xiàng)目收益率低、高能耗低產(chǎn)出等問題，因此投資者一直持觀望態(tài)度。
此外，還存在管網(wǎng)建設(shè)以及環(huán)境保護(hù)問題。我國現(xiàn)有的城市管網(wǎng)普遍是水泥和鑄鐵。而淡化的海水普遍呈酸性，鐵管長期被腐蝕后會(huì)出現(xiàn)紅色的水，顏色以及口感都將對(duì)市場產(chǎn)生消極影響。如果全面改換地下供水管網(wǎng)成PVC管，那么巨大的管網(wǎng)建設(shè)成本無疑將推高淡化海水的成本價(jià)格。在環(huán)保方面，每淡化一噸海水就要生產(chǎn)出一噸的濃縮鹽水。如果濃鹽水排放過多將會(huì)污染周邊海域。另外，如果大量地提煉食用鹽，將會(huì)造成制鹽產(chǎn)業(yè)的過剩。
郭有智估計(jì)，從海水淡化產(chǎn)業(yè)鏈來看，如果能實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)創(chuàng)新突破，將使系統(tǒng)的國產(chǎn)化率由目前的40%提高到70％-85%。國產(chǎn)化率的提高勢必將降低投資，減少運(yùn)行成本，提高核心競爭力，使中國海水淡化裝置的整體水平進(jìn)入到國際先進(jìn)行列。
聯(lián)盟提高創(chuàng)新能力
從淡化海水應(yīng)用來看，與國外先進(jìn)國家，如澳大利亞、以色列大規(guī)模將海水淡化并入市政管網(wǎng)相比，我國海水淡化目前在市政供水中的應(yīng)用主要集中在海島的市政供水。雖然用于工業(yè)區(qū)日常供水的海水淡化廠規(guī)模較大，但數(shù)量很少，只有兩座萬噸級(jí)以上的工廠，分別位于河北省曹妃甸工業(yè)園區(qū)和天津泰達(dá)開發(fā)區(qū)。
因此，我國海水淡化亟需建立大型海水利用自主示范工程，從而提高海水淡化自主創(chuàng)新能力。為此，13家企業(yè)共同發(fā)起成立中關(guān)村新能源海水淡化產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟。未來，這一聯(lián)盟將通過產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟方式整合中關(guān)村優(yōu)勢資源，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研應(yīng)用協(xié)同創(chuàng)新，開展規(guī)模化工業(yè)性項(xiàng)目的試驗(yàn)研究，從而減少項(xiàng)目投資，降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗，降低海水淡化生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染。
在張松建看來，膜法海水淡化可通過技術(shù)改進(jìn)，提高膜性能，優(yōu)化工藝組合，通過研究能量回收裝置提高能量回收率，從而降低能耗，減少碳排放量。熱法海水淡化可以發(fā)展水電聯(lián)產(chǎn)模式，充分利用低成本的低品位廢熱，結(jié)合熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用提高低品位熱源品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)廢熱的回收利用；通過不斷的技術(shù)進(jìn)步，提高換熱效率，降低能耗。
目前，膜法示范項(xiàng)目在北控水務(wù)集團(tuán)已建成的曹妃甸海水淡化廠內(nèi)分兩期建設(shè)，1期規(guī)模為1000噸/日。其中，賽諾水務(wù)、北控水務(wù)牽頭整體設(shè)計(jì)和施工建設(shè)；碧水源(300070,股吧)、賽諾水務(wù)等公司負(fù)責(zé)研發(fā)，并提供超濾膜及組件和反滲透膜及組件；創(chuàng)世奇公司負(fù)責(zé)研發(fā)并提供能量回收裝置等關(guān)鍵設(shè)備。
熱法示范項(xiàng)目擬在首鋼集團(tuán)已建成的曹妃甸海水淡化廠內(nèi)建設(shè)，由首鋼集團(tuán)和賽諾水務(wù)公司牽頭正在制定實(shí)施方案，1期每天可生產(chǎn)淡水5萬噸。熱法海水淡化技術(shù)及裝備的工程化應(yīng)用，為具有自主創(chuàng)新特色的大規(guī)模海水淡化工程提供總體解決方案，為海水淡化產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和企業(yè)發(fā)展搭建良好平臺(tái)。
其中，賽諾水務(wù)、碧水源、創(chuàng)世奇公司等在膜組件、能量回收裝置等方面已具備自主研發(fā)能力。在海水淡化工程的整體設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行方面，賽諾水務(wù)、北控水務(wù)等企業(yè)均承擔(dān)過日產(chǎn)萬噸級(jí)海水淡化工程建設(shè)。
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