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任建新:希望未來海水淡化成本能降到和像自來水一樣
央視財經《經濟半小時》 李雨菲 / 時間:2015-05-11 16:10:50

  據央視網2015年5月6日訊 5月5日,習近平總書記主持召開中央全面深化改革領導小組第十二次會議,會議強調要以推動創新為核心,破除體制障礙,并審議通過了《關于在部分區域系統推進全面創新改革試驗的總體方案》、《深化科技體制改革實施方案》等文件。本屆政府對創業和創新高度重視,不僅將其寫入政府工作報告中,并且提升到中國經濟轉型和保增長的“雙引擎”之一的高度。從今天開始,中央電視臺《經濟半小時》節目將推出7集系列節目《創新驅動進行時》,為創新點贊!根據統計,地球表面雖然有70%被水覆蓋,但是只有2.5%是可供人類利用的淡水,在我國,水環境同樣嚴峻,668個縣市中,有400多個缺水,嚴重的超過100個,水資源、水環境、水生態、水災害問題疊加,已經形成影響未來中國發展和安全的潛在危機。那么怎樣才能解決缺水的難題?


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  我們關注海水淡化技術。根據統計,地球表面雖然有70%被水覆蓋,但是只有2.5%是可供人類利用的淡水,有11億人未能用上安全飲用水,24億人缺乏足夠的用水衛生設施。聯合國曾發出警告,到2025年,世界上將有一半人口生活在缺水地區,而缺水地區仍在擴大,特別是在北非和西亞。在我國,水環境同樣嚴峻,668個縣市中,有400多個缺水,嚴重的超過100個,大連、天津、青島、連云港等城市的人均水資源量均低于200立方米,處于極度缺水狀況。水資源、水環境、水生態、水災害問題疊加,已經形成影響未來中國發展和安全的潛在危機。那么怎樣才能解決缺水的難題?今天的節目,我們先去浙江省舟山市六橫島看看。
  昔日“缺水島“用水要排一天隊
  如今海水淡化技術引進 生活工業兩不誤
  浙江省舟山市六橫鎮滾龍坳村村民劉生國:我們這里是最缺水的一個海島。
  央視財經《經濟半小時》記者:這個村里有多少人啊?
  劉生國:我們村里一共是1100多一點。
  他叫劉生國,是六橫島上滾龍坳村村民,得知記者前來采訪他們吃水的問題,他急忙帶著記者來到村里的一口老井邊。他告訴記者,滾龍坳村一共有300多戶居民,以前所有的生活用水都是靠村里的這三口水井,每天吃水都要到井邊來挑,用水緊張時,每家每戶要在井邊排上一整天的隊。
  劉生國:晚上我們挑著一個水桶,水桶就放在這排隊,我們就舀一瓢就拿上來再挑到家里去,是這樣子的。
  記者:就是每天晚上來挑水?
  劉生國:白天輪不到的,晚上人少了。
  村里用的井水都是來自山上的雨水,但是2007年,六橫島曾經接連6個月沒有下雨,吃水成了最大的難題。
  劉生國:沒辦法了,所有的水井都沒有水了,就是到部隊那個坑道上邊去取一點,很節約很節約的,沒辦法。我們晚上打著燈,沒有電燈的話,我們用煤油燈去挑水的,就這樣一擔一擔挑下來的,那個是用水最苦的時候。
  回想起那時用水緊張的情景,生活在這里半輩子的劉生國,至今記憶猶新。舟山市是全國缺水較為嚴重的城市之一,而六橫島更是資源型缺水最嚴重的地區,同時也是工程型缺水、水質型缺水的地區。島內河流小,截流條件差,缺少建造中小型水庫的條件,過去島上居民用水和工業用水都是靠天上的雨水,碰上天氣干旱的年份,當地政府部門就只能組織輪船到寧波去運水,來解決島內的用水問題。
  浙江省舟山市六橫鎮鎮長張友德:我們去寧波方向去裝,運過來的水20塊錢一噸,這個成本不得了。
  2007年,六橫島持續長達6個月沒有降雨,每噸水20元的高昂用水成本讓張友德發了愁,可是更讓他發愁的是島內良好的資源,就像漂亮的擺設,發揮不了作用。
  張友德:咱們這個整個島是121平方公里,因為我們這個是雨水島,海岸線現在是85公里,可以做碼頭的有36公里,所以說我們招商引資看好我們這個島。
  六橫島,是浙江舟山群島的第二大島嶼,國內外許多大企業都看中六橫島的天然良港和區位優勢,早想投資這塊出海寶地。但由于島上水庫少,淡水資源有限。每到冬天或少雨季節,島上都要停水,這讓每一個到六橫島考察投資的企業,都猶豫不決。水資源緊缺,成為制約六橫島經濟發展的瓶頸。
  張友德:首先問你水怎么弄,沒有海水淡化他們都不敢進來,經濟發展水為先,我們這個島上必須有水,沒有水什么都辦不了。
  解決水資源緊缺的問題成為擺在當地政府面前亟待解決的難題。如果能夠就近從海水中取水,那么,有了幾乎取之不盡、用之不竭的海水資源作依靠,無疑將去除舟山人的一塊心病。那么這是否可行呢?
  藍星杭州水處理技術研究開發中心有限公司總工程師楊波:現在一萬噸的放在這個地方,還有兩臺是放在那個地方。
  浙江省舟山市六橫鎮水務公司工作人員:我的意思今后萬一這塊作為備用。
  她叫楊波,是藍星杭州水處理技術研究開發中心有限公司的總工程師,《經濟半小時》記者見到她的時候,她正在和浙江省舟山市六橫鎮水務公司的工作人員商量著即將上馬的兩萬噸海水淡化單機位置的擺放問題。


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  2008年,六橫鎮鎮政府經過層層上報,最終經國家發改委立項,在六橫島建設一個10萬噸/日海水淡化工程,向大海要淡水,徹底解決缺乏淡水的問題。
  張友德:測算出來,海水淡化成本最多也是在5元到6元(每噸),那我們就下決心,2008年開始做海水淡化。
  2008年5月,舟山市六橫島10萬噸級海水淡化示范工程動工建設,一期2萬噸裝置在2009年底產水投入運行,第二期每日處理量3.25萬噸的工程也已經開工建設,目前六橫海水淡化示范工程日處理量已經達到3.25萬噸,成為國內最大的海水淡化項目。那么,海水淡化技術到底是如何把看著渾濁的海水,變成清澈純凈的飲用水的呢?
  楊波:這個就是十萬噸取水的頭部,當時選這個水,也是覺得這里的水相對來說污染性小一些,然后水的流動性比較好。
  央視財經《經濟半小時》記者:相當于取水口就在這?
  楊波:對。
  記者:這水看上去有點渾?
  楊波:對,舟山這邊的水,濁度都比較高。
  這里就是海水淡化工程的取水口,每天將有9萬噸海水,經由取水泵增壓后,通過海底埋藏的管道,抽送到混凝沉淀池和V型濾池,加入藥劑進行預處理;然后再將海水傳送至反滲透海水淡化系統,這也是海水淡化工藝程序中最核心的環節,反滲透膜組是整個脫鹽系統的核心,是一種借助于選擇透過(半透過)性膜的功能,以壓力差為推動力的膜分離技術,使水分子不斷地透過膜,將水中的雜質,如可溶性鹽分、離子、有機物、細菌、病毒等物質截留,從而達到淡化凈化目的;最后將海水進行后礦化處理,最終使水質達到飲用水的要求。


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  楊波:這個就是我們反滲透弄出來的一個產水,這個是我們的礦化池,我們取點看一下。
  記者:好清這個水。
  楊波:是。
  記者:這基本上是最后一道工序是吧?
  楊波:對。這是最后的一個水。
  記者:這能喝嗎?
  楊波:能喝,像我們在這邊,就直接拿這個水喝。請喝一下。
  記者:沒什么味道。
  楊波:還可以嗎?我覺得后味還是有點甜吧。
  原本一遇天旱就“喊渴”的島嶼,由于有了海水淡化工程注入水源,終于告別了靠天吃飯的歷史。劉生國和島上所有的居民們再也不用為吃水的問題發愁。
  記者:您這就直接喝了?
  劉生國:這沒關系的。
  記者:有沒有別的味道?
  劉生國:一樣的,沒什么味道的。我在想,民生工程是民生工程,海水淡化工程是最好的,它是直接對老百姓有好處的。
  記者:你們覺得有什么好處呢?
  劉生國:我就這樣子想,今后如果其它地方發生旱情了,我們這個地方絕對不會發生這個情況。
  記者:為什么?
  劉生國:海水肯定是不會干的,有海水,我們就有淡水。
  在村口記者看到,以前村民們每家每戶用來存水的水缸,如今都已經倒扣在地上,閑置一旁。
  劉生國:這個都是家里盛水的,挑過來都是放在這里,現在沒用了,就是放在這里。
  記者:(現在)直接就把它扣下來了?
  劉生國:扣下來了。
  記者:現在這個東西也用不著了?
  劉生國:用不著了。
  海水淡化,改變的不僅僅是六橫島上居民的生活,更是改變著整個六橫島鎮的經濟發展。
  張友德:我們現在在的是舟山中遠船塢,這個企業的產值一年大概要50個億,它的用水也是咱們這個島上供水的。它供水量很大的,這個企業我估計一年大概要120萬噸,所以用量是很大的。我們這個企業,也是50%是我們海水淡化供的水。
  鎮長張友德告訴記者,從六橫島建成海水淡化示范工程之后,不僅保障了島內居民的生活用水,更重要的是使島上企業的工業用水得到了充足的保障,這也為六橫島的招商引資提供了很大的便利條件。
  張友德:大大小小的企業很多,有五百多家企業,主要還是靠大的企業進來,大的企業就是煤電、武鋼,大的企業都進來了,2008年,我們企業工業產值一百個億,現在我們(產值)198億,2014年底。
  記者:那多了一倍了快。
  張友德:15%到20%是正常的。
  這樣的經濟增長速度,對于過去的六橫島是不可想象的。為了建設海水淡化示范工程,六橫鎮已經先后投入2億元,但是張友德告訴記者,這項工程讓他們的用水成本從過去的每噸水20元一下降到了5元,不僅解決了島內居民的用水問題,更吸引了大量的企業進駐,這筆賬怎么算都劃得來。
  張友德:你六橫島連水都沒有,人家也不會進來,我整個六橫島上十個億稅收去哪里拿?
  雨后山溪曾是六橫島居民彌足珍貴的淡水資源,如今看著海水淡化后的飲用水可以源源不斷地供給全島居民,再也無需靠天吃水,我們就明白了海水淡化的戰略價值。其實早在上世紀60年代,我國就已經開始對海水淡化技術的研究,經過50多年的發展,如今我國的海水淡化技術不僅在膜分離技術,而且在關鍵設備和工程技術方面已經走在世界的前列,成為世界上為數不多的掌握海水淡化的國家之一。這些技術創新,也大大推動了我們國產海水淡化技術走出國門。
  從無到有 從弱到強
  海水淡化技術走出國門
  中國工程院院士高從堦:把這個溶液倒到玻璃板上,然后就刮一層薄膜,蒸發一定的時間,20秒、30秒,濕度溫度要控制的,然后就放到水里面,里面的溶劑就跑到水里面了,那么原來的這個聚合物就形成一個薄膜了。
  這個在玻璃上形成的薄膜,就是用于海水淡化最核心的反滲透膜技術。科學家們發現,當用半透膜隔開純溶劑和溶液時,純溶劑通過膜向溶液相有一個自發的流動,這就是滲透,而把滲透順序反過來,通過壓力,就可以把水收集起來,將鹽份過濾出去,這樣的技術就叫做“反滲透技術”。
  與傳統的電滲析、蒸餾法相比,這種反滲透膜技術最大的特點就是節能,生產同等質量的淡水,它的能源消耗僅為蒸餾法的1/4。世界上最早開始研究反滲透膜技術的是美國。


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  高從堦:國外這個膜技術是從美國開始,1953年的時候,就有教授建議把這個膜法海水淡化列到國家計劃中。
  因為傳統的電滲析和蒸餾技術消耗能源高,國際上逐漸在研發膜技術上展開了一場激烈的競爭。作為國內最早開始研究海水淡化反滲透膜技術的科學家之一,高從堦在1967年,參加到了由全國多個科研機構組成的海水淡化會戰中。
  高從堦:國外當時就是報道了醋酸纖維素膜,可以進行海水淡化,但是這個膜它用什么樣的醋酸纖維素好,用什么樣的溶劑好,用什么樣的添加劑好,在什么條件下能夠做出來,這些東西都是保密的。
  從材料到配方,再到生產條件,每一個環節,都要經歷上千次的實驗和失敗,經過不斷的改良和分析,終于取得了重大突破。
  高從堦:最高興的就是1968年初做的膜,脫鹽率到了95%、96%以上了,水通量也達到了我們的預期指標了,大家都非常高興,認為看到希望了。就是解決了我們國家從沒有滿足海水淡化的膜,一直到了有了能夠滿足海水淡化的膜這個目標。
  1967~1969年的全國海水淡化會戰,為醋酸纖維素不對稱反滲透膜的開發打下了基礎,70年代,國家主要對中空纖維和卷式反滲透膜組件進行了研究開發,80年代和90年代主要對反滲透復合膜進行研究開發,并開始在我國水處理行業得到了應用。

  藍星杭州水處理技術研究開發中心有限公司黨委書記、總經理鄭根江:我們國家第一次用膜法反滲透海水淡化應用的,應該是在浙江嵊泗的嵊山島當時這個產量是每小時,每天500噸。
  但是,2000年國家深化科技體制改革,一些科研院所的科研經費不再劃撥,這讓當時在海水淡化技術處于領先地位的杭州水處理技術研發中心一度陷入了困境,海水淡化技術的研發和應用也遭遇到了嚴重的阻礙。
  鄭根江:面臨著兩大瓶頸問題,第一個就是資金問題,因為中心的目標不僅僅是研究,還要搞產業,產業需要大量資金的投入,在這點上當時資金相當緊缺,這是一點;第二點,中心原來就是研究開發部門,要轉到向產業接軌,跟市場接軌,轉到一個產業化的道路上,這個應該說是一個比較大的問題,我們只會搞研究,但我們不會賣東西。
  2006年,經過了近6年的接觸和商談,杭州水處理技術研發中心加入了當時一直致力于苦咸水淡化研究的藍星集團。


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  中國化工集團公司董事長、藍星集團董事長任建新:水資源是人類剛性需求,尤其中國的水資源,按人均來平均的話,我們在全球是缺水的國家,這個資源對我們來說非常寶貴。毫無疑問,誰都看到這個市場前景是非常好的,你以為水從哪來,淡化從哪來,除了我們要節水,更多的可能要海洋要水,問海洋要淡水。它在海水淡化方面,一個在海水淡化的應用方面做的非常好,就是很多海水淡化的裝備是杭水生產的。
  杭州水處理技術研發中心在加入藍星集團之后,先后獲得了1.5億元的資金支持,這不僅保障了海水淡化膜技術的研發,更帶動了海水淡化技術在關鍵設備和工程技術方面的自主創新。六橫島十萬噸海水淡化工程,就是杭州水處理技術研發中心體制改制后的第一個上馬的項目。


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  楊波:這是我們目前國內最大的一個主機,1.25萬噸每天的一個產量。
  這是國內首次研制成功的萬噸級反滲透海水淡化單機,也是目前世界上最大規模反滲透海水淡化工程的典型單機。楊波告訴記者,在當時接下六橫島的海水淡化項目時,根據島上人口生活用水和工業用水的測算,需要十萬噸的需求量,也就意味著需要配備萬噸級反滲透海水淡化單機,而要建成萬噸級規模的海水淡化單機,如何均勻配水,成為最大的技術難點之一。
  從1.5寸到4寸,經過無數次的模擬計算和現場測試,楊波他們終于通過采用的國內首創大口徑壓力容器接口形式,形成萬噸級的海水淡化單機裝置。
  楊波:整個7天跟檢測來說,整個試運行非常的穩定,性能參數,最后的水質也達到了生物飲用水的標準,特別是讓我們感到非常高興的話,就是我們整個電耗非常低,應該說這個電耗是達到了國內現在最低的水平,在國際上用電的指標也是一個非常好的一個低的值,就是我們一噸產水的耗電才2.6度。
  這項10000立方米/日反滲透海水淡化單機的設計與制造技術成果,填補了國內空白。而在整個六橫島海水淡化工程的建設中,在能量回收、高壓泵等很多大型反滲透海水淡化工程中的關鍵設備,也逐漸打破對國外產品的依賴。
  楊波:這是很核心的一個部位,因為反滲透的能量耗能比較高,靠能量回收的話,可以回收近總能量的百分之六十的能量,這樣的話是噸水能耗的下降的一個關鍵部位。


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  鄭根江:我們有高壓泵,能量回收,膜,壓力容器,這個是海水淡化當中四大關鍵設備,都是通過這個項目的實施開發成功,并且用于我們海水淡化工程里面去,所以這里面的國產化率很高,已經達到了70%左右。
  國產化率的提高,打破了國外在海水淡化關鍵設備的壟斷,從根本上打破了國外的技術壁壘。
  鄭根江:不但能替代國外產品,我們開發以后,國外的產品的價格大幅度下降,這其實是一個很大的壁壘。
  央視財經《經濟半小時》記者:下降了多少?
  鄭根江:像膜這塊,大概下降了40%到50%。
  鄭根江:這個基地應該是我們國家發改委一個批的一個國家海水淡化產業基地,產業基地基本上分兩個部分,一個是裝備制造基地,還有一個就是研發中心,這兩塊組成的。
  這個占地150畝,總投資6.5億元的海水淡化生產基地是2012年開始建設的,主要生產各類高性能膜和膜組器,以及各類成套裝備和海水淡化關鍵設備,項目建成后,將具備年生產500萬平方米膜和每日70萬噸的裝備制造能力。


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  鄭根江:這個70萬噸是個什么概念?是相當于解決我們350萬人口的一個飲用水,所以這個規模在世界上也算大的。
  這個海水淡化生產基地占地150畝 總投資6.5億元 主要生產各類高性能膜和膜組器 以及各類成套裝備和海水淡化關鍵設備
  在歷經50多年的科技研發,我國在海水淡化領域,不僅僅經歷了有無到有,更是形成了從自主研發反滲透膜技術,到自主生產關鍵設備,再到獨立總承包的工程技術一體化的服務解決方案。
  根據美國市場研究機構Markets and Markets 發布的《2013-2018年海水淡化設備市場全球趨勢與預測報告》顯示,全球海水淡化設備市場的市值將達到152.74億美元,未來中東地區將成為海水淡化設備的最大市場,周邊國家由于石油、天然氣、化工、電力行業以及工業市場對海水淡化更是有著強烈的需求,如此巨大的全球海水淡化市場和國家“一帶一路”的發展戰略,給我國海水淡化技術創造了“走出去”的契機。
  海水淡化技術“走出去” 設備出口十多個國家
  藍星杭州水處理技術研究開發中心有限公司副總經理孟友國:這個領帶長時間不戴都不會戴了。
  上午十點,藍星杭州水處理技術研究開發中心有限公司副總經理孟友國,正在為迎接即將到來的奧地利客商做著精心的準備。
  央視財經《經濟半小時》記者:他們這次過來主要是談一些什么事?
  孟友國:跟阿聯酋的一個海水淡化項目。
  記者:這是一個什么規模的項目?
  孟友國:是一個13萬噸的,每天的海水淡化項目,是為2020年迪拜世博會做配套工程的。
  孟友國:(打電話)到了嗎?
  看得出,站在門口迎接國外客商的孟友國顯得有些謹慎和緊張。
  孟友國:有點緊張與激動。
  記者:為什么呢?
  孟友國:因為這是我們真正走到海外,這么大一個項目,第一次實質性的談判。
  今天,這兩位奧地利客商來到藍星杭州水處理研發中心的生產基地,主要是來考察膜組件以及生產裝備的能力,希望和藍星杭州水處理技術研究開發中心有限公司共同投標承接迪拜一個13萬噸的海水淡化項目。藍星杭州水處理技術研究開發中心有限公司贏得國外客商的青睞,主要源于2011年由藍星集團總承包的河北曹妃甸每日5萬噸的海水淡化工程,這是由國內企業總承包建設的規模最大的國際招標海水淡化項目,在一些實力強勁的國際競爭對手中間,藍星杭州水處理技術研究開發中心有限公司拔得頭籌。讓世界了解并認可了中國在海水淡化技術的裝備制造能力和工程服務能力,很多國外用戶找到他洽談合作的可能。
  鄭根江:這個是伊朗的?
  工作人員:對,這個是伊朗的。
  鄭根江:準備什么時候發貨?
  工作人員:這個準備月底要發貨的。
  鄭根江:這個是比較大的工藝項目,我們要保質保量的做好。印尼的項目在哪里?
  鄭根江正在仔細檢查著5月份要發往印尼、伊朗、菲律賓等國家的海水淡化膜組件裝置,目前,他們的產品已經出口到12個國家和地區。
  鄭根江:我們現在已經跟近15個國家,成套設備我們出口了將近30套,今年估計可能還有將近40套,我們正在洽談。我們也希望我們通過我們整個國內國外的一個市場拓展和應用,能夠把我們發展成為世界上著名的海水淡化裝備制造商和供應服務商。
  國外對海水淡化市場的需求量劇增,而國內“一帶一路”的發展戰略更將會給我國的海水淡化技術“走出去”帶來新的機遇。


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  任建新:你往海上絲綢之路,海水淡化就是發揮很大的作用,你要往古絲綢之路方向去發展,我們的苦咸水就會發生很大的作用,正和我們的海水和苦咸水淡化,就是我們的海水淡化和苦咸水淡化將在東南亞海水淡化發生很大的作用,在東亞我們的苦咸水淡化將會發揮很大的作用。未來我們在膜技術,膜材料方面優化提升的能力是非常非常強的。我相信我們在膜的創新方面,還有更大的突破,那么也就是說,能把成本降得更低。我們希望未來處理海水和苦咸水的成本能降到和處理自來水一模一樣。
  半小時觀察:
  中國是一個嚴重缺水的國家,開源節流應為緩解缺水問題的唯一舉措。為達到這一目的,海水淡化是一種快速、有效的方法,對緩解我國水資源嚴重緊缺是一個非常有力的補充。在政府的引導下,科研人員的努力下,中國“海水淡化”技術 在走過漫長的50年后,終于擠進了人們的視野,并走上了國際舞臺。有機構預測至2018年,全球海水淡化設備市場的市值將有望達到152.74億美元。海水淡化產業化進程加快,市場前景令人期待,面對擁有廣闊市場前景的產業,下一階段對我國海水淡化的一系列產業的規劃和引導也應該成為重中之重。

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