中東利用光熱發(fā)電進行海水淡化實現(xiàn)電水聯(lián)產(chǎn)
發(fā)布者：本網(wǎng)記者Bruce | 來源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 0評論 | 9467查看 | 2013-10-12 15:32:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報道：中東地區(qū)淡水資源貧乏，但海水資源卻十分豐富，他們必須也正在建設越來越多的海水淡化廠，但海水淡化是高耗能工程，通過燃燒化石能源來換取淡化海水的作法并非長久之計。依賴中東豐富的太陽能輻照資源，開展太陽能海水淡化成為可取之徑。
中東北非地區(qū)的淡化資源保有量僅僅占全球淡水資源的1.4%，國際上的人均水資源利用量為7000立方米/年，但中東北非地區(qū)實際的淡水資源僅可滿足每人1200立方米/年的保有量。這其中的差距約達六倍。
沒有河流、沒有湖泊、沒有多少的降雨量，這逼迫中東北非地區(qū)向海洋要淡水，目前其淡化水的產(chǎn)能已占據(jù)全球淡化水產(chǎn)能的38%左右，其中大多數(shù)又集中于海灣地區(qū)。
圖：某海水淡化廠概念圖
中東地區(qū)有很多的海水淡化廠，將太陽能聚光系統(tǒng)并入一個現(xiàn)有的海水淡化廠看似是一個不錯的解決方案。德國FICHTNER工程公司淡化部副總經(jīng)理Karen Stummeyer認為，原則上來講，將太陽能并入海水淡化廠，類似于其他的太陽能蒸汽增容項目，是可行的。
但她也指出，現(xiàn)有的海水淡化廠周圍的土地資源可能都已經(jīng)較為緊張，沒有足夠的場地來建設聚光集熱場。有利用潛力的棕色地帶（指舊房被清除后可蓋新房的區(qū)域）的面積也比較小。另外還需要克服一些契約和政策方面的挑戰(zhàn)。
Empereal公司和KG設計服務公司合作在印度Tamil Nadu建設了一個全部依靠太陽能光熱進行海水淡化的工廠，這是印度首個此種類型的海水淡化廠。Empereal公司創(chuàng)始人兼總裁Manoj Divakaran相信，如果將光熱發(fā)電技術從單純的發(fā)電擴展至高溫蒸汽發(fā)生領域，光熱發(fā)電技術的產(chǎn)業(yè)鏈將會發(fā)展的更好。
工業(yè)領域不少生產(chǎn)活動都要消耗大量蒸汽，利用光熱發(fā)電技術產(chǎn)生蒸汽具有可替代性。比如在光熱輔助石油萃取和區(qū)域供暖制冷方面已有實際應用案例。海水淡化也是如此。
海水淡化目前比較受歡迎的技術為多效蒸發(fā)(MED)和反滲透膜法(RO)。Divakaran認為CSP-MED可實現(xiàn)雙重配置，同時產(chǎn)生太陽能電能和淡化海水。聚光太陽能產(chǎn)出的蒸汽首先進行發(fā)電，發(fā)電后有余熱的蒸汽再用來淡化海水，實現(xiàn)水電聯(lián)產(chǎn)。這將是具有經(jīng)濟可行性的一種方案。
太陽能海水淡化也有多種利用方式，如利用太陽能發(fā)電的電能來進行海水淡化，或利用聚光太陽能熱利用技術開展熱法海水淡化。在實際的推廣過程中，將正在快速發(fā)展中的CSP技術與已經(jīng)成熟的海水淡化技術進行整合可能會面臨一些障礙，海水淡化技術已經(jīng)發(fā)展了超過70余年，相對成熟，而光熱發(fā)電技術還是一項發(fā)展中的技術，讓海水淡化產(chǎn)業(yè)接受這項新技術對他們來說會有一些障礙。
沙特是世界上最大的海水淡化國，占全球總的淡化水產(chǎn)能的至少17%，但其依然是最為缺水的國家，人均水資源量不到100立方米/年。除了沙特西南的部分山區(qū)，其余地區(qū)的降水量都很少。沙特海水淡化公司SWCC總經(jīng)理Ibrahim Altisan表示，全國40%的淡水生產(chǎn)需要依靠打水井，60%依靠海水淡化。目前，SWCC運營著27個海水淡化廠，日產(chǎn)可飲用淡水超300萬立方米。布倫特原油價格目前在大約108美元/桶，天然氣價格3.7美元/百萬英熱單位。燃燒化石能源進行海水淡化的經(jīng)濟性將越來越差。
世界銀行的研究認為，沙特每天用于海水淡化所消耗的原油約達150萬桶。作為依靠石油經(jīng)濟發(fā)展起來的國家，每消耗一桶原油，意味著國家就損失了一桶原油對應的GDP增加值。
未來八年內，沙特計劃投資110億美元進行海水淡化。到2020年，沙特阿卜杜拉國王行動目標是將太陽能海水淡化逐步推向廣泛應用。
沙特擁有2800萬人口，對淡水的需求更大。而卡塔爾僅僅200萬人口，淡水需求要小一些。目前卡塔爾正在建設兩個示范項目。其中一個為DohaSol項目，卡塔爾能源環(huán)境研究中心正在實施該項目，目標是建立一個太陽能海水淡化廠，可實現(xiàn)水電聯(lián)產(chǎn)。
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