快速补充淡水资源——核能海水淡化
2013-04-03   来源:中国能源报  浏览次数:

  很显然,今天的世界正在上演一场水危机。据估计,世界1/5的人得不到安全的饮用水。随着世界人口的快速增长,这个数据还将增加。严重缺水的地区有亚洲的半干旱地区、中东和北非地区。联合国教科文组织(UNESCO)的一份报告显示,全球的淡水短缺量在2002年达到2300亿立方米,这个数字于2025年将上升至2万亿立方米。如此缺水的状况很令人担忧,因为它对世界经济的可持续发展将产生很大的影响。一份来自国际原子能机构(IAEA)的研究表明,2006年,23亿人生活在缺水地区,其中17亿人每年的饮用水不足1000立方米。

  可供世界选择的淡水水源不是很多,气温不断上升导致世界的冰川正在迅速融化;过度抽取也使地下蓄水层正一点点干涸。因此,我们在此指出一个能快速补充淡水资源的技术——核能海水淡化。这项技术潜力巨大,产出的淡水资源可供整个21世纪使用。它的优势是:

  采用海水这种含量巨大的资源为原料;

  不排放温室气体 GHG (Green House Gases);

  核反应堆除发电外,还结合了海水淡化装置,将淡水和盐类分离。可更高效地利用能源,没有浪费;

  使用纳米膜,是对纳米技术的推广应用;

  相比类似的以能源消耗,尤其是煤为代价的淡水处理技术,该项技术有非常突出的价格优势。

  海水淡化技术

  在此,我们列举用于海水淡化的两类技术:

  反渗透 RO 海水在电泵施加的高压迫使下流过纳米膜。水穿过纳米膜扩散,而盐类被挡在膜外。这一过程消耗大量电能,每产生1立方米的淡水要消耗约3至8千瓦时电能。在2011年,反渗透法占世界核能海水淡化技术应用的60%。

  多效蒸馏MED 这是一个简单的蒸馏过程,加热海水并蒸馏。它能使用热电厂的废热,生产1立方米淡水需要10千瓦时的废热。

  核能海水淡化

  大多数的中国沿海城市淡水缺乏,适合安装中小型反应堆。冷却系统产生的热水用于驱动涡轮发电。从涡轮中涌出的低压蒸汽用于淡化海水。这种联产的美妙之处表现在当供电需求高峰时,反应堆可用于发电;夜晚供电需求低时,切换到海水淡化。所以没有浪费的能源。

  由于不排放温室气体,其未使用的温室气体排放额度可以出售。

  正如表格所示,核能海水淡化极具价格优势,并且不消耗化石能源。

  即将上马的海水淡化工程

  核能海水淡化这项技术已经被许多国家证实,例如韩国、俄罗斯、巴基斯坦、突尼斯……但是,很多新的工程即将上线。

  中国在大型工程上的雄心有目共睹。中国正在烟台、山东探求多效蒸馏80000-160000立方米/天,用200兆瓦核能加热反应堆工程的可行性。另一项工程在大亚湾附近,300000立方米/天。还有一个50000立方米/天的工程已于2011年10月在河北省曹妃甸竣工。在2012年,此项目的二期工程规模较其一期工程将翻一倍,可能达到100万立方米/天的设置,也可能是这个数字的3倍,通过230公里的管道供应北京。 (郭久亦/著 赵磊/翻译)

  作者简介

  郭久亦,毕业于剑桥、牛津大学,并在普林斯顿大学从事研究多年,是一位主攻能源问题的物理学家,在世界未来学会(World Future Society, wfs.org, amcips.org)和其它全球智库中发表了百余篇文章。

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