海水淡化市場現狀及主流技術經濟分析比較

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上海水淡化現狀及技術分析比較一、海水淡化國外現狀海水淡化技術發(fā)展至今，已有超過50年的歷史。1950-1985年間，海水淡化的發(fā)展經歷了發(fā)現、開發(fā)和商業(yè)化階段，研究開發(fā)的重點主要集中在蒸餾法、冷凍法、電滲析法和反滲透法；1985年以后，多級閃蒸、低溫多效法和反滲透法發(fā)揮了突出作用，成為當代海水淡化和苦咸水淡化技術的主流。近年來，一種將蒸餾法和膜法耦合的技術也越來越受到關注。多級閃蒸（MSF）法仍是目前世界范圍內技術最為成熟、應用最廣發(fā)、規(guī)模最大的一種海水淡化技術，多為海灣國家所采用。低溫多效（MED）法，經過30多年的發(fā)展已趨于成熟，已有300多套商用裝置投入使用。其中

2、以色列IDE公司的低溫多效裝置（LT-MED）被認為是當前蒸餾法中最有競爭力的淡化設備。反滲透（RO）法在1970年代后期建造了第一座海水淡化廠，隨著對反滲透膜以及海水預處理技術的不斷完善，目前已成為極具市場競爭力的技術，在歐洲和亞洲廣泛使用。據統(tǒng)計，截至2005年底，在世界范圍內共有12300個淡化工程，總生產能力達到4700×104 m3 /d。從3種技術的市場占有率來看，根據2007年的市場統(tǒng)計數據，在中東地區(qū)，多級閃蒸法(MSF)的市場占有率超過了70%，低溫多效法(MED)與反滲透法(RO)的市場占有率基本持平；而在其他各洲，RO的市場占有率都是最高的。但由于中東市場得份額

3、占國際市場的74%，所以MSF在3種主流技術中的比重還是最大的。圖1、MSF、MED、RO法市場占有率比較從國外海水淡化目前的發(fā)展來看，主要出現了以下趨勢：1、各種技術共存互補、并行發(fā)展。海水淡化的技術已基本成熟，但各種工藝的完善以及新材料、新工藝的應用研發(fā)仍很活躍。2、工程規(guī)模大型化。需求擴大和技術的發(fā)展使國際海水淡化工程不斷向大型化、規(guī)?；l(fā)展。現在，世界上已出現了百萬噸級的海水淡化工程（韓國斗山集團在沙特承建）。3、成本降低。技術進步、規(guī)?；陌l(fā)展使得淡化的成本逐步降低。目前，淡化水的最低銷售價格折合人民幣已降至4元/m3。4、海水淡化與資源化利用形成產業(yè)鏈。海水淡化工程與發(fā)電廠相結合、

4、與鹽業(yè)的制鹵生產相結合是目前國家關注的熱點。5、政府支持力度加強。美國、日本、韓國、以色列等國家通過加大政府出資和補貼力度，促進本國海水淡化的發(fā)展。例如，2004年美國H. R. 1071和H. R. 3834等法案中提到，10年內政府將提供2億美元資助脫鹽設備的建造，并且每生產和銷售1噸淡水補貼0. 16美元。二、我國海水淡化主要現狀和進展我國水資源嚴重短缺，北方沿海地區(qū)是我國最缺水地區(qū)之一。據估算，在2010-2020年，北方沿海4省(市)人均綜合用水量將分別達到325-365噸和350-400噸，缺水總量將分別達到166-255億噸和273-293億噸。應該說有很大的需求缺口，海水淡化的

5、市場潛力很大。政策方面，近年來國家對于海水淡化等資源利用技術的重視程度不斷加強。海水淡化已被列入了國民經濟和社會發(fā)展“十一五”規(guī)劃綱要、國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）、高技術產業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃、國家“十一五”海洋科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要和國務院關于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知（國發(fā) 2007 15號）中。根據2005年8月頒布實施的海水利用專項規(guī)劃，我國在2010年、2020年建成和在建的海水淡化工程的生產能力將分別達到100×104 m3 /d、280×104 m3 /d。2007年4月，科技部啟動“海水淡化與綜合利用成套技術研究和示范”項目

6、，支持海水資源利用技術研究。該項目將建成大型海水淡化、海水循環(huán)冷卻、生活用海水、海水化學資源提取利用示范工程，開展大規(guī)模海水利用關鍵技術、重大裝備、工程、產業(yè)鏈示范研究，重點突破海水淡化和海水直接利用產業(yè)化集成技術和重要裝備的研發(fā)，以海水淡化解決沿海地區(qū)工業(yè)鍋爐補水和城鎮(zhèn)生活飲用水；以海水冷卻替代電力、化工、石化、冶金、輕紡等耗水大戶的工業(yè)循環(huán)冷卻水；以海水替代城市沖廁用水；同時大力推進海水（濃海水、各類鹵水）化學資源綜合利用技術，形成完整的海水利用產業(yè)技術體系。技術方面，1958年我國開始進行海水淡化技術的研究與開發(fā)，起步階段為電滲析技術，1965年開始研究反滲透技術，1975年開始研究蒸餾

7、技術。目前在反滲透技術裝備方面，國內已具備了單機規(guī)模萬噸級以上工程設計和建設能力；在蒸餾技術裝備方面，主要還是停留在千噸級的水平，近年來在萬噸級項目上已有所突破?？梢哉f，我國海水淡化技術基本成熟，目前已建成具有自主知識產權的千噸級和萬噸級示范工程，是完全獨立掌握海水淡化技術的少數國家之一。截至2006年底，我國已建成海水淡化裝置43套，淡水產量為15. 08×104 m3 /d，其中引進國外技術的有9套，產水量為10. 57 ×104 m3 /d，占70. 11%；應用國產技術的有34 套，產水量卻只有4. 507 ×104 m3 /d，占29. 89%。至200

8、8年，我國已建成52套海水淡化裝置。從采取技術種類來看，其中45套采用RO技術（占86.5%）、4套采用MED技術（占7.7%）、1套采用MSF技術（占1. 9%）、1套采用MVC技術（壓汽蒸餾，占1.9%）、1套采用ED技術（電滲析，占1.9%）。但是，這些裝置總體使用率較低，有的還不到50%。目前，全國在建、待建的海水淡化工程總規(guī)模已達到195. 8 ×104m3 /d ，產量和分布見下圖。圖2、在建、待建海水淡化工程分布從目前國內海水淡化發(fā)展來看，主要存在著以下困難和差距：1、技術方面。與國際水平相比，差距主要體現在核心部件、材料裝備的開發(fā)制造、系統(tǒng)設計和集成等方面。關鍵設備仍

9、需進口，國內的反滲透膜仍需進口，同時還沒有一家企業(yè)擁有蒸餾法日產萬噸以上項目的全部自主知識產權和成套能力。2、產業(yè)規(guī)模。國內海水淡化工程規(guī)模多在千噸級，而國外已達到10萬噸級水平。以06年數據為例，我國海水淡化總產量只占世界0.3%。規(guī)模小，成本難以控制下來。3、實施機制。國內還沒有專門的機構統(tǒng)籌協(xié)調，沒有形成產業(yè)聯盟。4、示范投入。國家對規(guī)模示范工程資金投入不足，規(guī)模示范不夠。5、推廣機制。國內淡化海水的推廣，面臨著并入市政管網難和價格體系瓶頸等問題。目前國內淡化出的海水，基本上還是就地消化。分析海水淡化的市場應用前景，主要可分為3個方面：1、沿海電廠供水。用海水淡化為電廠提供淡水，同時利用

10、電廠的電能和熱能為海水淡化提供動力，實現水電聯產。2、沿海城鎮(zhèn)及工業(yè)供水。沿岸海水淡化廠取代長距離的水庫管網輸送，節(jié)約供水成本。另外，由于沿海地區(qū)降雨充沛，入?？谒|含鹽量降低，屬于亞海水，亞海水的淡化成本較一般海水相比要降低很多。根據已有數據，亞海水的噸水成本可降至2-2.5元。3、海水淡化產業(yè)鏈延長。淡化處理后的濃海水，可開發(fā)電滲析制鹽、提溴、鉀等產業(yè)。另外，關于將淡化海水作為生活用水和飲用水方面，經過二級反滲透處理后的海水，從技術指標上看，可以達到純凈水的標準。專家表示，把海水做到能喝的程度和做到供工業(yè)使用的程度，成本的差別不是很大。因此，目前國際上都是按照飲用水的標準來淡化海水。但由于

11、經過淡化的海水呈酸性，對城市輸水管道會產生一定的腐蝕，因此需要對并管的淡化海水進行后處理，同時也需要對現有的城市供水管道做出一定改進；加上淡化海水不符合居民的傳統(tǒng)口感，需要進一步處理后才能輸送到居民家中。三、主流淡化技術經濟分析比較 至今出現的數十種海水淡化方法中，應用最廣泛的、能達到商業(yè)化規(guī)模的主要分為蒸餾法和反滲透法，即“熱法”和“膜法”。其中熱法中的多級閃蒸（MSF）、低溫多效（MED）和膜法中的反滲透（RO）是目前國內外市場上主流的3種技術。3種技術詳細的原理和工藝流程不做過多介紹，以下僅對這3種技術各自的優(yōu)缺點、設備投資成本以及處理成本進行分析和比較。3種技術的總體優(yōu)劣勢比較見下表：

12、表1、MSF、MED、RO優(yōu)劣勢總體比較技術種類常用領域優(yōu)勢劣勢多級閃蒸（MSF）多用于工業(yè)用水、發(fā)電用水（與火電廠或核電廠結合的大型或超大型海水淡化工程）1、單機容量大（最大可達到5萬t/d），遠超MED和RO法；2、對原料水預處理要求低；3、設備整體性強，易于大型化和超大型化。1、工程設備投資較高，為RO法的近2倍；2、設備占地面積大，動力消耗大，能耗高；3、設備的操作彈性小，是設計值的80110，不適應于造水量要求可變的場合；4、當其傳熱管腐蝕穿孔后，將會污染水質。低溫多效（MED）用于工業(yè)用水、發(fā)電用水和民用領域1、熱效率比MSF高，30多度的溫差，可達到10左右的造水比（所得淡水的重

13、量與所耗加熱蒸汽的重量之比）；2、操作彈性較大，操作負荷從40到110變化時不會影響造水比；3、產品水質好（<5 mg/L），可直接用于鍋爐用水；4、防腐性能較好，能耗較低，預處理較簡單，化學藥劑消耗較低；5、系統(tǒng)可靠，傳熱管泄漏時，降低產量而不會影響水質；6、設備啟停較快。1、設備體積較大，成本較高；2、結垢很難清理。反滲透（RO）較適合民用、普通工業(yè)領域（大、中、小型淡化工程）1、能耗低，工程投資及造水成本較低；2、防腐性能優(yōu)越；3、單臺裝機容量較低,但易于單元式疊加；4、裝置緊湊，占地較少，操作簡單，維修方便。1、原料水的水質要求較高，預處理要求嚴格；2、運行成本較高，反滲透膜需要

14、定期更換；3、產品水質較低（50 mg/L），用于發(fā)電用水時需經復雜的后處理。 對3種技術進行概念性的比較，見下表：表2、MSF、MED、RO概念性技術比較序號比較項目MSFMEDRO1.產品水質3322.發(fā)展情況3323.預處理要求3324.操作人員要求2325.裝置維護要求2226.運行穩(wěn)定性3337.操作彈性2338.工藝可靠性232合計202318（注：3=滿意；2=中等；1=低質量、易出故障；0=性能不好）2007年3月實施的火力發(fā)電廠化學設計技術規(guī)程條文說明（DL/T5068-2006）中提到，關于海水的預脫鹽工藝方案的選擇，通常采用反滲透工藝（RO）；當采用蒸餾工藝時，通常優(yōu)先采

15、用低溫多效蒸餾工藝（MED）。同時說明對幾種主流海水淡化工藝的技術參數進行了比較，見下表：表3、MSF、MED、RO技術參數比較項目MSFMEDRO產品水質（mg/L）5-105-10300-500操作溫度（）110<705-45裝置總能耗（kWh/m3）8.05.05.0-6.0（有能量回收）原水預處理不需要要求低要求高水利用率（%）12-2515-40<40腐蝕結垢傾向較大，要加酸和脫氣較小建造材質要求高低（注：RO工藝進水宜采用溫度較高的水源，如直流冷卻系統(tǒng)的冷卻水排水。）下面對3種技術的設備投資成本和造水成本進行估算和比較。以15000t/d的海水淡化工程為例，3種技術的設

16、備投資成本估算見表4。表4、MSF、MED、RO投資預算表 （萬元）名稱MSFMEDRO估算總價16000150008000同樣以15000t/d的海水淡化工程為例，估算3種技術的單位造水成本，見下表：表5、MSF、MED、RO單位造水成本 （元/t）項目MSFMEDRO化學藥品消耗0.3220.1620.391熱力消耗1.601.600電力消耗4.02.05.7人員工資福利0.0250.0250.038大修及檢修維護費0.440.420.22管理費0.0040.0040.007膜更換費用000.923固定資產折舊1.351.270.90單位造水成本7.745.488.18（注：3種淡化裝置的

17、年利用率均按95%計算，年生產天數為360天。）計算說明： 1、MSF（1）化學藥品消耗：加入阻垢分散劑5ppm、33%鹽酸100ppm，水的回收率為50%，每噸淡水消耗阻垢分散劑10.0 g、33%鹽酸200 g，阻垢分散劑的價格10000元/t，每噸淡水消耗阻垢分散劑0.10元、鹽酸0.10元。周期性的加入液氯作殺生劑，平均加量以1ppm計，殺生劑價格1000元/t，每噸淡水消耗殺生劑0.002元。裝置每年清洗二次，清洗劑的消耗量根據結垢程度決定，以原料水條件以及國外清洗劑消耗量的經驗估算，清洗劑的消耗平均為3000 kg/Y，其價格以15 000元/t計算，每噸淡水消耗清洗劑0.12元。

18、化學藥品費用合計：0.322元。（2）熱力消耗：造水比按10算，每噸淡水消耗100kg蒸汽，平均價格以每噸蒸汽16元計算。每噸淡水的熱力消耗為1.60元。（3）電力消耗：主體電力消耗為3.5 kWh，加上引水、產品水輸送、濃鹽水排污和廠區(qū)照明費用，生產1噸淡水的電力消耗為4.0 kWh。每度電價以1元計，多級閃蒸的噸水電力成本為4.0元。（4）人員工資福利：蒸餾設備自動化程度較高，人員的配備設3班6人制，人均年工資以20000元計，每噸淡化水的工資費用為：0.022元。福利費用取工資額的15%，每噸淡水的福利費用為0.003元。合計為0.025元/t。（5）大修及檢修維修費用：根據國家規(guī)定，供

19、水工程的年大修及檢修維護費取固定資產原值的1.5%，每噸淡化水的大修及檢修維修費用為0.44元。（6）管理費：管理費取工資費用的20%，每噸淡化水的管理費用為0.004元。（7）膜更換費用：零。（8）固定資產折舊費用：固定資產的折舊年限為20年，固定資產殘值為4%，固定資產原值為16 000萬元，每噸淡水的固定資產折舊費用為1.35元。MSF的單位造水成本：7.74元/t。2、MED（1）化學藥品消耗：加入聚磷酸鹽類阻垢分散劑5ppm，水的回收率為50%，每噸淡水消耗阻垢分散劑10.0 g，阻垢分散劑的價格1000元/t，每噸淡水消耗阻垢分散劑0.10元。周期性的加入液氯作殺生劑，平均加量以1

20、ppm計，殺生劑價格1 000元/噸，每噸淡水消耗殺生劑0.002元。低溫多效蒸餾裝置每年清洗一次，清洗劑的消耗平均以3000 kg/Y計算，其價格以15 000元/t計算，每噸淡水消耗清洗劑0.06元?；瘜W藥品費用合計：0.162元。（2）熱力消耗：造水比按10算，每噸淡水消耗100kg蒸汽，平均價格以每噸蒸汽16元計算。每噸淡水的熱力消耗為1.60元。（3）電力消耗：生產1 t淡水的電力消耗為2.0 kWh。每度電價以1元計，噸水電力成本為2元。（4）人員工資福利：如MSF，人員工資福利合計為0.025元/t。（5）大修及檢修維修費用：根據國家規(guī)定，供水工程的大修及檢修維護費取固定資產原值

21、的1.5%，每噸淡化水的大修及檢修維修費用為0.42元。（6）管理費：取人員工資費用的20%，每噸淡化水的管理費用為0.004元。（7）膜更換費用：零。（8）固定資產折舊費：按折舊年限20年，固定資產殘值為4%計算，固定資產原值為15 000萬元，每噸淡水的固定資產折舊費用為1.27元。MED的單位造水成本：5.48元/t。3、RO（1）化學藥品消耗：聚合氯化鐵5ppm，次氯酸鈉4ppm，亞硫酸氫鈉5ppm，阻垢緩蝕劑（FLOCON/SHMP）2ppm。水的回收率為45%，噸水化學藥品費用分別為：聚合氯化鐵，0.023元；次氯酸鈉，0.009元；亞硫酸氫鈉，0.022元；阻垢劑，0.253元；

22、清洗劑，0.034元；離子交換再生藥劑費，0.05元?；瘜W藥品消耗總量為0.391元/t。（2）熱力消耗：RO裝置不需要加熱，沒有熱量消耗。（3）電力消耗：第一級電力消耗為3.9 kWh，第二級電力消耗為1.0 kWh，加上離子交換、引水和其他附屬設置及照明等的費用，淡化1 t淡水的總電力消耗為5.7 kWh。每度電價以1元計，RO的噸水電力成本為5.7元。（不考慮能量回收）（4）人員工資福利：RO預處理部分需要人工維護，淡化裝置每班設3人操作，人員的配備采用3班9人制，人均年工資20000元，每噸淡化水的勞動力費用為：0.033元。福利費用取為工資額的15%，每噸淡水的福利費用為0.005元

23、。合計為0.038元/t。（5）大修及檢修維護費：反滲透淡化工程的年大修及檢修維護費用為其固定資產原值的1.5%，則每噸淡化水的維修費用為0.22元。（6）管理費：管理費取為人員工資的20%，每噸淡化水的管理費用為0.007元。（7）膜更換費用：反滲透膜壽命以3年計，膜的更換費用為每噸0.923元。（8）固定資產折舊費用：折舊年限以15年計，固定資產殘值為4%，固定資產原值為8000萬元，每噸淡水的固定資產折舊費用為0.90元。反滲透的單位造水成本：8.18元/t。四、國內相關上市公司目前，涉及海水淡化的國內相關上市公司主要包括藍星清洗-興蓉投資、雙良股份、青島堿業(yè)、海亮股份等。另外，2007年3月，由東方汽輪機有限公司、中國電力工程顧問集團公司和國家海洋局天津海水淡化所共同組建的眾和海水淡化工程有限公司成立，其主要業(yè)務領域包括MED、RO、移動式海水淡化以及工業(yè)廢水處理及