瞻觀前沿

紐約大學(xué)坦登工程學(xué)院的研究人員在氧化還原流海水淡化(RFD)方面取得了重大突破，這是一種新興的電化學(xué)技術(shù)，可以將海水轉(zhuǎn)化為飲用水，還可以存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)得起的可再生能源。在《Cell Reports Physical Science》上發(fā)表的一篇論文中，由化學(xué)和生物分子工程教授、DC-MUSE(利用可持續(xù)電氣化進(jìn)行化學(xué)制造脫碳)主任 André Taylor 博士領(lǐng)導(dǎo)的紐約大學(xué) Tandon 團(tuán)隊(duì)將RFD系統(tǒng)的鹽去除率提高了約20%，同時(shí)通過優(yōu)化流體流速降低能源需求。

RFD具有多種優(yōu)勢。這些系統(tǒng)提供了一種可擴(kuò)展且靈活的能源存儲(chǔ)方法，能夠有效利用太陽能和風(fēng)能等間歇性可再生能源。RFD還承諾為全球水危機(jī)提供全新的解決方案。RFD既可以減少對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴，也可以促進(jìn)向碳中性和環(huán)保的海水淡化過程的過渡。此外，氧化還原液流電池與海水淡化技術(shù)的集成提高了系統(tǒng)效率和可靠性。

圖片來源：攝圖網(wǎng)

技術(shù)價(jià)值觀察

海水淡化產(chǎn)業(yè)鏈上游主要是海水淡化設(shè)備制造，包括膜及高分子材料、高壓泵、能量回收裝置等;中游則為開展海水淡化工程設(shè)計(jì)、咨詢、服務(wù)的企業(yè);海水淡化的下游應(yīng)用主要在市政供水、工業(yè)用水等領(lǐng)域。

研究人員在氧化還原流海水淡化(RFD)技術(shù)取得重大突破，該技術(shù)屬于海水淡化技術(shù)，因此，該技術(shù)處于海水淡化產(chǎn)業(yè)鏈的中游環(huán)節(jié)，對(duì)海水淡化工程產(chǎn)生較大影響。

宏觀市場觀察

——全球海水淡化產(chǎn)業(yè)進(jìn)入成熟期

地球上71%的面積被海洋覆蓋，但人類生產(chǎn)生活所需的淡水資源卻相對(duì)匱乏。從數(shù)據(jù)來看，地球上的水總體積約有13億5900萬立方千米，海洋約占地球總水量為97.2%，湖泊咸水和地下咸水占0.94%，淡水資源只有約3500萬立方千米，只占總水量的2.53%，再除去無法取用的冰川和高山冰冠中的水，陸地上可利用的淡水湖、地下水和河流的水量不到地球總水量的1%。因此，對(duì)資源豐富的海水加以開發(fā)和利用，使之變成淡水，一直是人們探索的方向。

早在16世紀(jì)，第一個(gè)陸基海水脫鹽工廠就可能建在突尼斯的一座海島上，海水淡化開始出現(xiàn)在人們視野中;17 世紀(jì)就有海水蒸餾的報(bào)道，在1675年和1683年的英國專利No.184和No.226提出了海水蒸餾淡化。進(jìn)入20世紀(jì)，第二次世界大戰(zhàn)后，由于國際資本大力開發(fā)中東地區(qū)石油，使這一地區(qū)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人口快速增加，這個(gè)原本干旱的地區(qū)對(duì)淡水資源的需求與日俱增。而中東地區(qū)獨(dú)特的地理位置和氣候條件，加之其豐富的能源資源，又使得海水淡化成為該地區(qū)解決淡水資源短缺問題的現(xiàn)實(shí)選擇，并對(duì)海水淡化裝置提出了大型化的要求。21世紀(jì)以來，海水淡化產(chǎn)業(yè)進(jìn)入成熟期，海水淡化已經(jīng)成為世界許多國家解決缺水問題，普遍采用的一種戰(zhàn)略選擇。

——全球海水淡化工程規(guī)模超1億立方米/日

全球海水淡化主要市場集中在中東、美國等地區(qū)，亞洲國家如日本、新加坡、韓國、印尼與中國等也都在積極發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)。

根據(jù)國際脫鹽協(xié)會(huì)與GWI (Global Water Intelligence)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2022年10月，全球海水淡化工程規(guī)模每日可生產(chǎn)淡水10795萬立方米，全球海水淡化廠數(shù)量達(dá)22757家。

——全球海水淡化市場將保持增長趨勢

根據(jù)國際脫鹽協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2022年，全球海水淡化工程規(guī)模達(dá)到10795萬立方米/天。數(shù)據(jù)顯示，2021年，全球海水淡化行業(yè)市場規(guī)模約為192.9億美元，未來全球海水淡化行業(yè)市場將進(jìn)一步擴(kuò)大。全球城市化率上升和人口增長是推動(dòng)海水淡化市場增長的關(guān)鍵因素，此外，水資源短缺、淡水資源枯竭和海水淡化技術(shù)的快速改進(jìn)預(yù)計(jì)將推動(dòng)海水淡化市場的增長。同時(shí)，天氣模式變化、污染加劇和森林砍伐等不斷惡化的環(huán)境問題正在導(dǎo)致世界各地的水資源短缺和類似干旱的情況，各國政府正在投資開發(fā)海水淡化設(shè)施或項(xiàng)目以應(yīng)對(duì)這種情況，預(yù)計(jì)這將推動(dòng)市場發(fā)展。

基于上述分析，全球?qū)Ｋ袌龅男枨髮⒈３衷鲩L趨勢，2022-2028年，全球海水淡化市場將以8.8%的復(fù)合增長率增長，至2028年，全球海水淡化市場規(guī)模將達(dá)346億美元。

——中國海水淡化工程規(guī)模逐年增大

據(jù)《2021年全國海水利用報(bào)告》截至2021年底，全國現(xiàn)有海水淡化工程144個(gè)，工程規(guī)模1856433噸/日，比2020年增加了205350噸/日。其中，萬噸級(jí)及以上海水淡化工程45個(gè)，工程規(guī)模1647248噸/日;千噸級(jí)及以上、萬噸級(jí)以下海水淡化工程52個(gè)，工程規(guī)模198466噸/日;千噸級(jí)以下海水淡化工程47個(gè)，工程規(guī)模10719噸/日。

——需求：產(chǎn)水用途廣

我國沿海11個(gè)省(區(qū)、市)創(chuàng)造了55%的國內(nèi)生產(chǎn)總值，而水資源總量僅占全國的27%，成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的瓶頸制約。特別是55個(gè)沿海地級(jí)以上城市中有51個(gè)為缺水城市，12個(gè)海島縣全部為缺水縣，水資源供需矛盾十分突出。海水淡化是重要優(yōu)質(zhì)增量水源，對(duì)緩解沿海地區(qū)和海島水資源短缺，保障水安全具有重要意義。

海水淡化水主要用于工業(yè)用水和生活用水。其中，工業(yè)用水主要集中在沿海地區(qū)北部、東部和南部海洋經(jīng)濟(jì)圈的電力、石化、鋼鐵等高耗水行業(yè);生活用水主要集中在海島地區(qū)和北部海洋經(jīng)濟(jì)圈的天津、青島2個(gè)沿海城市。2021年，新增用于工業(yè)用水的海水淡化工程主要是為化工、電力等高耗水行業(yè)提供高品質(zhì)用水;新增用于生活用水的海水淡化工程主要是為廣東省、福建省缺水海島和浙江省抗旱應(yīng)急提供可靠的水資源供給。

根據(jù)中國水利企業(yè)協(xié)會(huì)脫鹽分會(huì)數(shù)據(jù)，截至2020年年底，我國已建成海水淡化項(xiàng)目，引用范圍最廣的領(lǐng)域?yàn)楹穗姾碗娏εc石化和化工，占比分別達(dá)到39.39%和20.90%。整體來看工業(yè)用水比例遠(yuǎn)高于市政用水。

——行業(yè)發(fā)展前景

2021年我國海水淡化總規(guī)模約為185.64萬噸/日。根據(jù)《海水淡化利用發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2021—2025年)》，到2025年，全國海水淡化總規(guī)模達(dá)到290萬噸/日以上，新增海水淡化規(guī)模125萬噸/日以上，其中沿海城市新增105萬噸/日以上，海島地區(qū)新增20萬噸/日以上。預(yù)測2022年我國海水淡化總規(guī)模約為207萬噸，2028年將達(dá)到400萬噸/日左右，年復(fù)合增長率約為12%。

中國海水淡化技術(shù)賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，與海水淡化關(guān)鍵技術(shù)強(qiáng)關(guān)聯(lián)的城市集群主要集中在華南和西北地區(qū)，并且以廣州和?？谑袨橹攸c(diǎn)發(fā)展區(qū)域，未來布局海水淡化技術(shù)及其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展路徑，極大可能性在于華南地區(qū)優(yōu)先導(dǎo)入，其中可重點(diǎn)關(guān)注廣東省廣州市天河區(qū)、海南省?？谑旋埲A區(qū)、陜西省西安市未央?yún)^(qū)所處海水淡化的相關(guān)企業(yè)，以及該地方對(duì)于海水淡化的產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資環(huán)境、供給市場的潛力空間。

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標(biāo)簽： 海水淡化 工程 萬噸 隨筆