全球范围内海水淡化集成技术的最新技术和应用进展

电技术已大规模的应用，但与海水淡化的耦合度却很低，研究也较少。其它的海洋能海水淡化装置，都还处于试验理论研究阶段。

生物质能可以通过燃气热机构成生物质能发电系统，发电过程产生的热量可以与耦合热法海水淡化工艺，产生的电能可以与RO工艺和ED工艺相耦合。由于生物质能，易于和其它能源耦合，并且利用技术成熟，故生物质能制淡前景良好。

氢能的发热值是所有能源燃料中最高的，理论上可以将氢能转化为热能和电能驱动海水淡化工艺，但是氢能本身是一种二次能源，它的制取需要消耗大量的能量，故水解制氢的技术可以和离网海水淡化工程相结合，用于负载卸荷。

文献对地热能海水淡化技术的可行性进行的分析研究，证明利用地热能驱动海水淡化成本仅占传统能源的4.3%。利用地热能海水淡化，前景十分广阔，值得深入的研究。

2.5多种新能源海水淡化

由于新能源系统的波动性，故将多种新能源混合驱动海水淡化，来提高系统的稳定性和可靠性。例如，位于希腊LARIO市的一座日产淡水为3.12m3的RO海水淡化系统，依靠风能和光伏供电，其中风能装机容量0.9kW，光伏装机容量3.96kW。以色列的一座苦咸水淡化装置，日产淡水3m3，其中风电装机为0.6kW，光伏发电为3.5kW。

综上分析，太阳能、核能和风能与海水淡化的集成密度大，海洋能、地热能等驱动海水淡化的技术尚不完善。

2.6工业热能海水淡化

工业热能海水淡化，其中热能主要是指工业生产过程中产生的低品位余热能，如火电厂与热法海水淡化集成，尤其是低温多效工艺，不仅可以提高能源的利用率，而且降低了海水淡化的成本，是滨海电厂的发展方向，水电联产的模式主要模式如下表3所示。

沙特阿拉伯拥有世界上最大的热法水电联产项目和世界上最大的膜法水电联产项目，前者日均产水量为800000m3，将发电厂和MED工艺系统耦合，后者日产淡水624000m3，将发电厂和RO工艺系统耦合。

“目前，低温多效蒸馏技术与电厂联产，应经进入了商业化运行阶段。

表3水电联产的集成模式

3集成技术的优化分析

海水淡化集成技术的优化是一个非常复杂的工程问题，涉及到系统的投资费用和操作费用。前者包括淡化厂位置的选择、工艺设备的选着、输送网络的选着及供能系统的选择等，后者能源消耗费用、化学试剂的消耗费用、操作和维护费用等。优化的目的是降低海水淡化的经济成本和环境影响，提高整体的综合效益。

海水淡化的优化策略，应该遵循以下原则：

一是最大限度的使用现有资源，分析现有的生产状态，找出系统的优缺点和约束条件，结合相应的工艺，提高资源的利用率；

二是确定代替方案的选定，可根据系统的需求，确定相应的配置比例，并且对不同的方案进行经济评价和综合评价。

海水淡化的优化方法——建立优化模型，并且对模型求解。例如离网型风光发电驱动海水淡化系统，优化模型以最小发电成本为优化目标，失负荷率和蓄电池的荷电状态为约束条件，光伏电池的功率、风力发电机的数量、蓄电池的容量等为优化变量；优化模型的求解可以利用遗传算法、人工神经网络等智能算法的思想，采用GAMS优化软件或者C语言编程求解。最后，可以借助海水淡化经济评价程序（DEEP），对方案进行筛选。

综上所述，目前海水淡化产业集成密度低，缺少相应的指导理论和指导准则。我们需要进一步增加海水产业链的研究，如和现代农业灌溉相结合；同时需要尽快完善相应集成理论和开发快捷有效的集成优化算法。

作者单位：上海海洋大学

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