海水淡化 风能发电 海盐生产——一种三位一体的清洁生产技术

　

摘要：本文根据生态经济学观点，提出一种将水业、能源、盐业三个业已成熟的行业有机结合而形成的一种三位一体的清洁生产技术构想，目的在于贯彻全球普遍渴望的可持续经济发展战略以及落实我国目前倡导的“循环经济”。清洁的风电为反渗透海水淡化提供动力需要，反渗透的产物不仅仅是产生了淡水，同时又为海盐生产创造了高效的浓缩液。由此而可能形成一种真正意义上的可持续清洁生产技术。

关键词：海水淡化 风能发电 海盐生产 清洁生产技术
1序言
　　就全球经济发展战略而言，21世纪是可持续发展战略行将贯彻落实的时代。中国在实施可持续发展战略中，水的可持续利用问题日益突出。换句话说，水已经成为制约我国经济和社会发展的重要因素。因此，水的问题引起了政府部门、社会各界的高度重视。各行各业围绕水的发展战略、管理体制、技术路线、市场开发等已开始全方位深入研究。
　　世纪之初，中国行将实施的新水价机制正向着市场经济方向迈进，说明水经济时代将在21世纪的中国成为热点。这意味着水经济的背后蕴藏着水管理体制的巨大改革和对一些技术应用限制的突破。面对新的机遇和挑战，仁者见仁，智者见智。本文结合可持续发展中全球普遍倡导的生态经济特点，提出一种将水业、能源、盐业三个业已成熟的行业有机结合而形成的一种三位一体的清洁生产技术构想。技术拟应用的范围主要涉及沿海与海岛区域，同时也适用于苦咸水地区。
　　2三位一体的清洁生产技术构想
　　到2025年，全世界将有近1/3的人口面临缺水问题，波及的国家和地区多达40多个。目前我国617个城市中，有300个城市缺水，其中110个城市严重缺水。沿海地区也不例外，水已经成为这些地区经济发展的瓶颈。按国际惯例，一个国家用水量达到水资源可利用量的20％便会产生水危机，而到本世纪中叶，我国总用水量将增至8000多亿m3，占我国可利用水资源的28％。因此，对我国来说，淡水资源问题的确是到了迫在眉睫、非解决不可的地步。
　　我国海岸线的总长为32 647公里，当属海洋大国，向海洋要水，开发利用海水资源，进行海水淡化不失为一种解决沿海地区与海岛区域淡水紧缺的有效战略途径。当今，发展海水淡化技术，向大海要淡水业已经成为世界各国的共识。
　　

图1 海水淡化、风能发电、海盐生产——三位一体的清洁生产技术构想示意图
　　
　　海水淡化，亦称海水脱盐，一般是通过反渗透或蒸馏法除去海水中盐分并获得淡水的工艺过程。无论是反渗透还是蒸馏法最主要的运行管理费用表现为电耗。化石燃料（如，煤）发电所提供的能量非清洁能源，即使再便宜也存在着发电过程排放CO2，从而污染大气的问题。事实上，沿海和海岛区域蕴藏着丰富的风力资源，风力发电无疑是一种被全球普遍看好的可持续清洁能源。所以，就近利用风电进行海水淡化不失一种理想的技术组合。海水淡化以目前使用较多的反渗透技术而言，淡水产水率约为处理海水量的2/3，而余下的1/3则形成含盐量极高的所谓“浓缩液”。一般而言，浓缩液通常被作为副产品或“废弃物”而排回大海。如果浓缩液被当作海盐生产的原料，这无形中等于减少了2/3的海水蒸发量，即，缩短了2/3的晒盐时间进程。因此，将风能发电、海水淡化、海盐生产这三个业已成熟的技术有机结合则可能会产生一个完全没有废弃物与污染物、且完全符合生态经济学原理的新兴产业。这种三位一体的清洁生产技术构想可用图1来表述。


3海水淡化现状与未来
　　海水淡化技术主要有蒸发法，膜法（反渗透、电渗析）和冷冻法。与蒸发相比，膜法淡化海水具有投资省、能耗低（7 kW×h/m3，而蒸发法为65 kW×h/m3）[1]，占地少、建设周期短、操作简便、易于自控、启动迅速等优点。膜法主要指反渗透（RO）技术，它利用半透膜，在压力下允许水透过而使盐分和杂质被截留的技术。因此，膜法，特别是以反渗透（RO）技术为主的膜技术，自30年前进入海水淡化技术市场以来，其工程应用一直呈上升趋势。以亚洲地区的日本为例，目前全日本已安装的海水淡化装置总生产能力为1.09