——青島海水淡化產業調查(副題)


(資料圖片僅供參考)

記者 劉成

水資源短缺問題一直制約著我國經濟社會的可持續發展。即便是在一些沿海城市,也同樣面臨缺水難題,開發利用非常規水源意義重大。

近年來,缺水城市青島開出“處方”,走上了“向海洋要水”的海水淡化產業發展之路。不過,基礎技術單薄、創新能力欠缺、核心部件依賴進口等也制約著海水淡化的規?;瘧?。且看青島如何破題。

11月末,青島百發海水淡化項目二期正式通過綜合竣工驗收?!鞍侔l二期運行后,再加上一期和董家口海水淡化項目,青島的海水淡化能力將突破30萬立方米/日?!鼻鄭u海水淡化有限公司總經理張所新說。

盡管毗鄰大海,青島卻是一座嚴重缺水的城市。近年來,青島提出創建海水淡化示范城市的構想,就是要通過發展海水淡化提供增量水源,保障城市用水安全。

隨著技術的完善以及國產自研設備的升級,青島海水淡化產業發展開始提速,并在廠網運營一體化、產業發展鏈條化等方面,逐漸形成了一套成熟模式。當前,青島海水淡化發展現狀如何?是否能向其他城市推廣應用?未來的海水淡化市場又有多大?對此,記者展開了調查。

11月末,青島百發海水淡化項目二期正式通過綜合竣工驗收。二期運行后,青島的海水淡化能力將突破30萬立方米/日。 圖為百發二期車間外景。 記者 劉 成攝

工人正在清洗預過濾器。袁鈺棟攝

“土法子”破解“洋問題”

青島是個嚴重缺水的沿海城市,全市人均水資源量為186立方米,僅為全國平均水平的9.5%。全國萬元國內生產總值用水量為51.8立方米,青島僅為7.51立方米。多年來,青島通過引黃濟青、南水北調工程引水入青,用水短缺問題雖有所緩解,但仍時時威脅著青島。隨著城市規模的擴大和產業發展的加速,青島的用水量不斷攀升,用水缺口越來越大。而且引入的客水價格不低,長距離引水無法從根本上解決用水短缺,這一嚴峻形勢倒逼青島開出了新“處方”——向海洋要水喝。

2006年,青島市發布了全國第一個城市海水淡化產業發展規劃;2009年,中外合資的青島百發海水淡化公司成立;2011年,由西班牙企業主導投資、設計、建設的百發海水淡化廠落成,2013年正式投產運營?!?014年底,因遭遇經濟危機,西班牙公司將工廠轉給了我們?!睆埶陆榻B,正是借助這一項目,青島走上了“向海洋要水”的海水淡化產業化發展之路。

走通這條路,是被倒逼出來的。談及當初接手工廠時的處境,張所新直呼“太難了”,“當年,西班牙技術人員撤走后,留下的設備和資料全是外文,我們光翻譯資料就耗掉半年時間,關鍵是國外一些關鍵性零部件還不賣給我們”。

為了保證工廠安全、穩定運行,擺脫受制于人的被動局面,百發海水淡化廠的機械維修工程師鄧丁華帶領團隊在關鍵易損件等方面展開了技術攻關。他舉例說,“自清洗過濾器這種裝置極易損壞。我們研究摸索、反復試驗近2個月才研制成功,成本只相當于進口件的十分之一”。

鄧丁華介紹,在海水進水管外有一層不銹鋼材質的隔篩網,用于隔擋雜物,但因其長年接觸海水,極易生銹損壞;而進水管用的是玻璃鋼管道,雖然耐腐蝕性好,但剛性太強,一年開裂三四十次,修復難度大。為了解決這些問題,他們摸索出在鋼鐵管道上用環氧粉末涂料做涂層的辦法,“預計隔篩網和進水管使用年限可延長至10年到20年,大大減少使用成本”。

靠著這些“土法子”,鄧丁華帶著兄弟們解決了不少“洋問題”。隨后,他們又在設備運行上動起了腦筋:為什么這些外國機器能耗這么大,還動不動就“鬧脾氣”搞罷工?經過長時間的反復調試,他們發現,像超濾給水泵、送水泵等所選用的參數都超過了設備實際運行工況,長此以往,就會造成嚴重的能耗浪費。

“電耗和藥耗是影響海水淡化成本高低的關鍵因素。通過多種創新,我們目前制水電耗比外方運營時降低了6%,藥耗降低20%以上,噸水制水成本降低了2元多,這為海水淡化規?;瘧玫於嘶A?!睆埶抡f。

在自主運維下,百發海水淡化項目于2014年取得了衛生許可證,2017年單日產水量達到了10.5萬立方米,成為實現滿負荷運行的10萬噸級海水淡化項目。

自主創新推進國產化

自主運營的成功,為青島海水淡化的進一步發展帶來了契機。

2015年,青島諸多鋼鐵和化工企業遷往位于青島西海岸新區的董家口,水源短缺成為影響搬遷的最大制約因素。當年11月,青島市委、市政府決定在董家口建設10萬噸級海水淡化工廠,破解鋼鐵化工等用水大戶企業的水源短缺問題?!拔覀兊哪繕耸且ㄔO一個運行可靠、成本更低的海水淡化廠?!睆埶抡f。

擺在大家面前的是重重的困難?!坝绊懞K扑杀镜囊粋€關鍵因素是前期建設成本。包括超濾膜、反滲透膜、能量回收裝置等都嚴重依賴進口,價格昂貴。百發一期95%以上設備都是進口的,產水成本特別高?!睆埶赂嬖V記者,“要想搬掉降低成本的‘絆腳石’,唯有實現國產化?!?/p>

不過,國產海水淡化設備發展起步較晚,存在原創性不足、可靠性不高等問題,反映在市場上,就是客戶不敢貿然使用。這也是遏制中國海水淡化產業發展的原因之一。

沒有使用,就沒有反饋,更不會有迭代。在這種生態下,國產裝備更難達到國外同類產品水平。意識到這一點后,青島水務集團聯合制膜龍頭企業北京碧水源科技股份有限公司,成立了青島水務碧水源科技發展有限公司,共同設計、開發、建設董家口海水淡化項目,以期為國內裝備提供更多應用場景,加速實現設備國產化。

“在設計建設董家口海水淡化項目的過程中,我們采用了碧水源自主研發的‘超濾膜—反滲透膜’海水淡化雙膜法先進工藝?!睆埶赂嬖V記者,“脫鹽率是衡量反滲透膜性能的主要指標之一。對比這一指標,自主研發的反滲透膜和進口產品的衰減曲線相差不多?!?/p>

這次聯手,也打破了長期以來中國海水淡化項目所用反滲透膜被國外企業壟斷的局面,縮短了海水淡化產業的國產化進程,大大降低了海水淡化成本?!皩ζ髽I而言,產品能在10萬噸級的海水淡化項目得以應用,是市場接納與技術創新的良性互動,這對于激勵企業創新、推動產業邁向中高端具有深遠意義?!鼻鄭u水務碧水源科技發展有限公司副總經理劉驍智說。

“雙膜法”的應用,只是董家口海水淡化項目國產化的一個縮影。隨著國產化替代的深入,竣工時該項目的國產化率達到了82%,藥劑實現了100%國產化。國產化率的提高,帶來了成本的驟減。張所新掰著指頭細算,“董家口海水淡化項目主要用于工業,建設成本只用了百發一期的一半,噸水售價僅為4.25元,比百發一期便宜近3元”。

青島海水淡化有限公司副總工程師楊興濤告訴記者,國產化替代帶來的另一個好處,是大幅縮短了工期。以往進口設備從采買到使用要長達幾個月甚至半年時間,而國產設備的應用縮短了這一周期。

楊興濤回憶說,2015年前后,董家口區域的旱情形勢嚴峻。當時,董家口經濟區希望海水淡化項目能夠盡早竣工,從而緩解周邊工業用水壓力。面對緊迫的形勢,項目組重新調整了施工總進度計劃,通過科學安排施工工序、穿插作業,確保了工程有序推進。這其中,國產設備也凸顯出“隨買隨到隨安裝”的強大優勢。

有了自主研發、自主設計、自主建設大型海水淡化工程的經驗后,百發二期在一期和董家口海水淡化項目的基礎上又進行了升級。百發二期項目負責人郭俊告訴記者,“原先海水淡化項目的自動化程度低,設備都是通過參數機械式執行任務,設備巡檢也是靠人工逐一查驗,工作量大,效率也低。升級改造后,實現了系統智慧化,設備效率、產能提高不少”。

智慧化的實現,離不開數字孿生技術。為百發二期提供智慧化支持的北京金控數據技術股份有限公司董事長楊斌解釋說,“譬如,我們專門為百發二期建立了一套AI膜系統,它可以通過大數據分析指標、建立模型,具有自我學習、自我執行能力。它能預測反滲透膜的污染程度,包括什么時候需要清洗、更換等?;谶@些智能預測,反滲透膜可以得到更好的保護,使用壽命比自動化時期延長了30%”。

通過自主創新推進國產化,青島的海水淡化產業逐漸找到了自己的賽道,跑出了加速度。

謀篇布局打造產業鏈

“這14組超濾膜我們用的都是國產品牌?!痹诎侔l二期海水淡化車間里,青島海水淡化有限公司副總經理于崇濤指著一組組排列整齊的管道說,“不過,目前國內具有自主知識產權的技術較少,一些關鍵基礎材料、核心零部件依然依賴進口?!?/p>

于崇濤介紹,整體而言,“洋面孔”壟斷國內海水淡化裝備市場的冰層正逐漸被打破,不過單從設備生產端來講,卻陣痛不斷。

青島青水津膜高新科技有限公司副總經理馮曉強告訴記者,聚偏二氟乙烯(PVDF)是生產超濾膜的關鍵原料,但國產產品性能一直跟不上,進口產品則是價格始終居高不下。青島風生海水淡化研究院有限公司董事長顧為東也面臨相似的難題,“海水淡化產業的關鍵部件——能量回收裝置嚴重依賴進口,價格十分昂貴,約占工程總投資的10%至15%”。

只有產業鏈自主可控,我國的海水淡化產業才能真正實現“獨立行走”。經過多年發展,我國已形成了一批從事海水淡化材料設備生產、裝備集成制造、配套部件加工、工程咨詢設計、工程集成總包等的企業和機構,為自主產業鏈發展創造了基礎條件。去年,國家發展改革委、自然資源部還聯合印發了《海水淡化利用發展行動計劃(2021—2025年)》,支持海水淡化產業發展,重點支持突破反滲透膜組件、高壓泵、能量回收裝置等關鍵技術。

青島也早已開始在產業鏈自主可控方面謀篇布局。青島海水淡化有限公司規劃發展部負責人楊鑫告訴記者,這幾年,青島陸續實現了“廠網一體化”運營機制,為海水淡化規?;瘧玫於肆己没A;推動形成政府與用戶共同付費模式,保障了海水淡化項目的健康可持續發展;推動成立10億元產業基金,為海水淡化產業發展提供了金融保障?!耙劳泻K劝l優勢,青島水務集團目前正在推動建設海水淡化特色產業園,吸引更多上中下游企業集聚,打造百億元級產業鏈?!睏铞握f。

在設備制造方面,青島已涌現出多家從事膜產品研發、裝備制造、淡化水及鹽化工產品生產的企業,技術裝備水平得到較大提升。青島水務集團與行業領軍企業合作組建了青水津膜高新科技有限公司,建設了年產200萬平方米的海淡超濾膜項目,還依托該公司開展海淡膜技術應用研發,不斷提升海淡裝備核心競爭力。

除此之外,青島也在積極拓展、延長產業鏈,通過下游附加產品提高經濟效益。楊鑫介紹,目前海水淡化濃鹽水可用于制鹽,提取溴、鎂等有價值元素,該項技術在國內多個地市都有工程應用實例。

未來,通過龍頭企業帶動和優勢資源導入,青島有望形成自主可控的海水淡化產業鏈條,推動我國海水淡化產業向更深層次邁進。

差距仍存但前景廣闊

放眼世界,海水淡化已呈規?;l展趨勢。全球已建成海水淡化工程近2萬個,產能規模超過1億立方米/日,解決了3億多人的用水問題。海水淡化已經在沙特、以色列、西班牙、澳大利亞等國家及地區大規模應用??v觀國內,我國海水淡化利用規模小,關鍵技術及設備多被國外壟斷,與世界先進水平相比仍有差距。

不過換個角度看,中國海水淡化產業擁有廣闊的發展前景。從國內環境來看,人多水少、水資源時空分布不均是基本水情,不少城市嚴重缺水。而作為水資源的重要補充和戰略儲備,海水利用是未來解決水資源短缺的重要途徑?;蛟S在不久的將來,缺水城市都將成為海水淡化的受益者。

楊鑫告訴記者,通過成本核算,目前海水淡化項目成本呈下降趨勢。在國家高度重視海水淡化產業發展的背景下,未來隨著技術的進步,疊加更多扶持政策,海水淡化制水成本將進一步降低,這一產業有望出現爆發式增長。

對于海水淡化產業來講,解決缺水問題蘊藏著巨大的發展空間。資料顯示,山東省人均水資源占有量為344立方米,僅為全國人均占有量的13%,水資源短缺形勢非常嚴峻?!拔覀冊O想過建立海水淡化規?;瘧没?,通過鋪設管網的方式,將海淡水輻射至青島以外的缺水城市?!鼻鄭u海水淡化有限公司副總經理張曉東說。

對企業而言,“走出去”意味著更大的市場空間。國際上許多嚴重缺水國家開始“向海洋要水喝”,例如埃及計劃投資25億美元,建設17座由可再生能源供電的海水淡化廠,并面向全球招標。面對這塊誘人的蛋糕,海水淡化企業紛紛摩拳擦掌。

楊鑫告訴記者,埃及項目投標必須滿足多個條件,其中“規模15萬噸/日以上、3年以上運維經驗”等要求就難倒了很多競標企業,“我們有著百發一期、二期和董家口海水淡化項目的成功經驗,為參與國際項目增添了更多底氣?,F在,很多大型企業主動聯系我們尋求合作,想要組成‘聯合體’抱團出海,參與競標”。

雖然我國企業初步具備了參與國際競爭的條件和能力,但面對巨大的市場空間,更應看到自身與世界先進水平之間的距離,奮起直追、迎頭趕上,盡快彌補底子薄、基礎差,缺乏核心技術和拳頭產品,產業鏈高端環節薄弱等差距。中國海水淡化產業仍需練好內功,從整個產業鏈出發,通過技術研發和產品開發,生產出“中國造”的高品質原材料、設備,進一步降低海水淡化成本,在世界范圍內獲得更多發展機遇。

關鍵詞: 海水淡化 副總經理 有限公司