低温多效蒸馏和膜反渗透法两种方式成本分析

目前成熟的海水淡化技术主要包括低温多效蒸馏和膜反渗透法两种方式，两者生产淡水的成本大致相当。以下通过参考有关案例，对海水淡化的成本进行分析。相关案例的数据（单位：元/立方米）如下表所示：成本项目低温多效蒸馏膜反渗透法案例A案例B取值案例C案例D取值药剂消耗0.360.280.280.40.230.23电力消耗0.50.30.31.171.21.17蒸汽消耗1.62.21.6膜更换费0.960.880.88维修费用0.410.080.080.250.220.22运行成本2.872.862.262.782.532.5工资福利0.450.050.050.450.070.07资产折旧1.181.491.180.791.870.79管理费用0.120.120.120.130.12管理成本1.631.541.161.241.550.98总成本4.54.43.614.024.573.48注：表中的数据取自有关参考文献，根据比较分析的需要对部分数据进行了变换、合并等处理。上表所列4个案例的日产淡水规模从3000吨到30000吨不等，考虑到大型海水淡化装置的单位成本将会低于小型装置，因而表中的“取值”一列采取小中取小的原则确定，分别得到低温多效法的成本为3.61元/立方米，膜反渗透法为3.48元/立方米。分析上表，在运行成本中，低温多效法的电力消耗及蒸汽消耗之和与膜反渗透法中的电力消耗及膜更换费之和相当，随着规模的扩大和工艺的改进，这部分的成本将会有所降低。此外，表中的用电以0.3元/度计算，如电厂能实现电水联产，以发电成本约0.25元/度计算，这一部分的费用约可降低1/4。药剂消耗则视海水的污染程度而定，维修费用一般也会随着规模的增加而降低。海水淡化单套设备的产水规模相对不大，且建设周期较短，可视实际需要逐渐增加设备的数量，并视电厂多余电量动态调节产量。此外，独立运行的海水淡化厂只能采用膜反渗透方法，而依托电厂建立的海水淡化厂可以同时采用低温多效蒸馏和膜反渗透两种方法，其中低温多效蒸馏可以充分利用电厂锅炉的低压蒸汽，使得锅炉效率由40%提高到60%。上述案例中各海水淡化装置的单位成本约为8000~10000元/(立方米/天)。根据预测，到2015年，我国反渗透海水淡化装置的吨水投资可下降到4200元/(立方米/天)，低温多效蒸馏下降到5500元/(立方米/天)。按工程综合造价5000元/立方米/天估算，则年产1亿立方米淡水的装置投资约为20亿元（以年运行6000小时计算）。随着淡化装置规模的增大，单位成本还有一定的下降空间。综合分析，大规模海水淡化的单位成本大约可降到3元左右。但随着海洋污染加剧，海水淡化的成本也将随之增加，淡水产出率也会相应下降。（注：上述4个案例均不在渤海范围内，渤海由于污染严重，制水成本相对要高一些）随着海水淡化技术的发展，生产1立方米淡水的成本已降至5元以下，且随着技术的不断更新及装置规模的扩大，最终的生产成本有望降至3元以内。此处为成本水价，不包括输水成本，相当于水厂的取水成本。输水管道建设成本及输水过程中的损耗等都将大于海水淡化的制水成本；即使仅输送到北京市区，综合分摊的单位输水成本已超过3元（具体分析略）。由于淡化海水的水质远高于一般饮用水标准，与直饮水或桶装水并无实质的区别。因而无需再处理即可直接进入城市自来水或直饮水管道；相比于长距离调水后再处理而言，两者的综合成本相当。此外，与调水工程所不同的是，海水淡化的水源地建设不会淹没土地及产生移民问题，建设成本高度可控，建设周期比较短，且治水成本呈现不断下降的趋势，可以根据具体的需求分阶段建设。海水淡化只能作为城市供水的补充水源，而不可能完全替代传统水源。由于制水及输送的成本较高，所造成的生态破坏也不容忽视，因而淡化海水只适合替代饮用水及高纯度工业用水，以此作为调节地区用水结构和用水方式的手段，并不适合大范围推广使用。海水淡化产业应该在按需取水的前提下进行合理规划，分步建设。孙凯2011/10/24于珠海凤凰山麓