“全能”型海水淡化系統正式亮相天津 風光柴儲一體化海水淡化系統

應運而生的新技術

海水淡化已成為世界各沿海國解決淡水資源短缺的重要途徑。“目前，多級閃蒸、多效蒸餾以及反滲透淡化等海水淡化技術已實現大規模商業化應用，可一次性解決幾十萬到上百萬人的供水問題。”淡化所海水淡化技術研究室主任馮厚軍說。

然而，以上海水淡化技術均要消耗大量燃料能源，不僅加劇了能源供應的緊張局面，還會造成大量的碳排放，導致環境污染加劇。受國際能源價格的影響，淡化成本也比較高，不利于海水淡化市場的可持續發展。

于是，將可再生能源與海水淡化技術相耦合的方式應運而生。也就是利用太陽能、風能、波浪能等可再生能源來產生熱能、機械能以供海水淡化之用，也可直接利用風能、太陽能發電技術為海水淡化設備提供電力。

淡化所高級工程師謝春剛說，可再生能源具有儲量巨大、清潔環保、可再生等特點，可使海水淡化擺脫對傳統燃料的依賴，大大降低淡化水的生產成本。這種方式一經推出就展現出良好的市場潛力。

但是，可再生能源的不穩定性是一個難題，海島上的風、光和波浪能等雖然豐富，卻也是變化無常的或是交叉存在的，僅依靠其中的某一種是不可靠的。研究人員提出，把這幾種可再生能源綜合在一起，利用其時空上的互補性來彌補其不穩定性，于是他們建起了風光柴儲一體化海水淡化系統。也就是集風能、太陽能、柴油能、反滲透海水淡化及智能控制技術為一體的復合型可再生能源海水淡化系統。

“搬到哪兒，哪兒就能產水”

2011年研發之初，科研人員遇到的第一個技術難題是如何把幾種能源綜合起來使用。“我們制造了‘風光油儲海水淡化裝置’，把不同的能源集中放在一個集裝箱里。”謝春剛說，但能源復合使用會產生不同的直流電、交流電，要統一用電才能保證系統的穩定性。

經過研究，他們把風光柴儲一體化海水淡化系統的發電模式分成4種：風力發電機組單獨供電、光伏發電系統單獨供電、風力發電機組和光伏發電系統聯合供電、柴油發電機當作備用電源。“這4種模式可以很好地把不同能源產生的能量綜合起來發電，達到統一用電、多能互補的目的。”謝春剛說。

考慮到海島上自然環境比較惡劣，研發人員就把整套裝置集成安裝于集裝箱內，便于實現整體運輸和現場吊裝，集裝箱高約3米，長約7米。集裝箱內，一半是電源控制系統和蓄電池，另一半是反滲透海水淡化系統。考慮到工作人員在偏遠海島上進行維護、操作費時費力，控制系統采用了高度智能化設計，避免了過多的人力操作，方便了島上漁民和部隊使用。此外，裝置內還配置了空調，可調節箱內溫度。內部空間也比較寬敞，操作人員可在里面自由完成各種操作，轉個身、彎個腰等都沒問題。

另外，風光油儲海水淡化裝置即便在無風也沒光的情況下，柴油發電機備用電源仍可維持設備運行4小時以上，產水量為每天5噸。“把它搬到哪兒，哪兒就能產水，不用擔心能源不足的問題。”謝春剛說。

馮厚軍說，風光油儲海水淡化裝置適應性強，穩定性高，各種環境下均可產能產水，可綜合各種能源進行交叉供能。而且對保護海洋環境有重大貢獻。該裝置是利用可再生能源進行供能，不會破壞海島生態，不會污染海洋環境。 

“再也不用為吃水發愁了”

青島即墨鰲山東部的大管島，有豐富的可再生能源，但長期以來都存在供電不足、淡水缺乏等問題。“以前因為缺電，島上居民天一黑就睡覺了。淡水大都用船從鄰近的城市運，成本太高。”謝春剛說。

2012年，國家海洋局決定把多能互補海水淡化示范工程放到大管島上。淡化所根據大管島的地理和可再生能源情況，在淡化系統中設計了波浪能發電、太陽能發電、風能發電、反滲透海水淡化和電力控制等單元。各單元輸出的電能均由電力控制單元經逆變后，提供給島上居民使用，同時滿足海水淡化裝置的運轉需要。經過一年的試運行，該系統不僅充分利用了島上的可再生能源，還實現了每天供5噸淡水的目標。

漁民李金國居住在即墨市，靠打魚為生的他有時會在大管島住上半個月。當記者問及今年淡水供應的情況，他笑著說：“我現在島上一日三餐的做飯用水基本上都沒問題，再也不用為吃水發愁了。”李金國說，以前他到島上居住，都要備好干糧和水。那時，島上停水停電是經常的事，通常一個星期都洗不上一回澡。而現在，大管島不缺水不缺電，他隔三差五就會來島上住一陣子。

“實踐證明，多能互補海水淡化技術具有良好的市場發展前景。”馮厚軍說，下一步他們將利用自身的研發優勢，進一步提高可再生能源的利用率。同時與多家單位進行合作，繼續在沿海、海島等地區進行應用示范，推動可再生能源海水淡化技術的發展應用。