淡水資源短缺已成為全球性難題，海水淡化作為重要的解決途徑，在2025年迎來(lái)新的發(fā)展態(tài)勢(shì)。這一年，海水淡化行業(yè)圍繞低碳目標(biāo)加速變革，技術(shù)創(chuàng)新、成本控制與環(huán)保處理成為關(guān)鍵議題，深刻影響著行業(yè)未來(lái)走向。
海水淡化技術(shù)依據(jù)驅(qū)動(dòng)力的不同，可分為壓力驅(qū)動(dòng)、熱力驅(qū)動(dòng)和電勢(shì)驅(qū)動(dòng)三大類?！?a href="http://www.74cssc.cn/report/16998553.html" target="_blank">2025-2030年中國(guó)海水淡化市場(chǎng)專題研究及市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)評(píng)估報(bào)告》指出，壓力驅(qū)動(dòng)技術(shù)利用跨膜壓差，像反滲透法(RO)、納濾法(NF)等，驅(qū)使水分子透過(guò)膜孔，截留鹽類物質(zhì);熱力驅(qū)動(dòng)技術(shù)借助熱源或冷源，基于物質(zhì)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)差異，實(shí)現(xiàn)水分與鹽類的分離，包括多效蒸餾(MED)、多級(jí)閃蒸(MSF)等;電勢(shì)驅(qū)動(dòng)技術(shù)則依靠電勢(shì)差，推動(dòng)陰、陽(yáng)離子向正、負(fù)兩級(jí)移動(dòng)，達(dá)成離子與水的分離，有電滲析法(ED)、電容去離子技術(shù)(CDI)等。
在國(guó)際上，海水淡化技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用趨勢(shì)顯著。單獨(dú)采用 RO 工藝的海水淡化工程數(shù)量及規(guī)模均超半數(shù)，總處理規(guī)模達(dá) 653.39 萬(wàn) m3/d ;采用 MSF 工藝的工程數(shù)量及規(guī)模占比分別為 28.57%、19.22%，總處理規(guī)模為 243.74 萬(wàn) m3/d 。從應(yīng)用程度來(lái)看，呈現(xiàn)出 RO>MSF>MED 的格局。
國(guó)內(nèi)海水淡化市場(chǎng)同樣發(fā)展迅速，2019 - 2022 年，9 座沿海城市海水淡化工程規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)，合計(jì)新建規(guī)模達(dá) 78.33 萬(wàn) m3/d 。2022 年，國(guó)內(nèi)采用 RO 技術(shù)的工程數(shù)量及規(guī)模占比最多，分別為 87.50%、64.91%，總處理規(guī)模為 153 萬(wàn) m3/d ，最大工程規(guī)模為 30 萬(wàn) m3/d ;采用 MED 技術(shù)的工程總處理規(guī)模為 82.05 萬(wàn) m3/d ，最大工程規(guī)模為 20 萬(wàn) m3/d 。國(guó)內(nèi)海水淡化技術(shù)應(yīng)用程度排序?yàn)? RO>MED>MSF>FO ，RO 技術(shù)憑借其環(huán)境友好和節(jié)能優(yōu)勢(shì)，成為國(guó)內(nèi)重點(diǎn)發(fā)展工藝。
海水淡化技術(shù)雖為解決淡水短缺提供了方案，但在工程化應(yīng)用中面臨諸多難題。
能源消耗是首要問(wèn)題。無(wú)論何種驅(qū)動(dòng)方式，海水淡化都依賴燃料、電力，導(dǎo)致碳排放量增加。RO、ED、MVC、FM 僅消耗電能，其余技術(shù)需同時(shí)供應(yīng)電能和熱能。其中，RO 與 FM 技術(shù)總耗能最低，MSF、ED 技術(shù)綜合總能耗較高。RO 技術(shù)能耗范圍在 1 - 5kW?h/m3 ，F(xiàn)M 技術(shù)采用電力壓縮機(jī)時(shí)系統(tǒng)電耗為 4.4kW?h/m3 ;ED 技術(shù)總能耗 7 - 20kW?h/m3 ，MSF 技術(shù)綜合總能耗 12.7 - 15.0kW?h/m3 。
制水成本也是制約海水淡化發(fā)展的關(guān)鍵因素。目前沿海城市淡化海水定價(jià)高于普通水價(jià)，在市政用水市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不足，工業(yè)應(yīng)用受工廠位置和工藝限制，輸送距離越遠(yuǎn)成本越高。RO 技術(shù)制水成本在 4.03 - 6.79 元 /m3 ，電力費(fèi)約占一半，且膜元件更換頻繁;MED 技術(shù)制水成本 4.92 - 7.43 元 /m3 ，熱耗費(fèi)用占比最大。相比之下，我國(guó)沿海缺水城市遠(yuǎn)程調(diào)淡水成本約 6.5 - 7.9 元 /m3 ，淡化海水送達(dá)市政用戶總成本 7 - 8 元 /m3 ，控制海水淡化成本對(duì)擴(kuò)大市場(chǎng)份額至關(guān)重要。
濃鹽水處理同樣棘手。海水淡化產(chǎn)生的濃鹽水含鹽量高、有機(jī)組分含量高、密度大、重金屬超標(biāo)。目前的處置方式各有弊端，直接排海雖成本低，但污染海洋;深井注射選址和施工要求高，成本高;蒸發(fā)塘能耗高、維護(hù)成本高且有污染地下水風(fēng)險(xiǎn);排入地表水或污水處理廠會(huì)影響其運(yùn)行穩(wěn)定性。
為實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展，海水淡化行業(yè)在多個(gè)方面積極探索。
低能耗技術(shù)成為發(fā)展重點(diǎn)。冷凍法(FM)、膜蒸餾(MD)、正滲透(FO)等技術(shù)逐漸嶄露頭角，F(xiàn)M 技術(shù)可利用夏冬季冷熱能量增加收益，運(yùn)行利潤(rùn)率高達(dá) 146% - 152% ;MD 技術(shù)結(jié)合膜與蒸發(fā)工藝優(yōu)勢(shì)，利用低品位熱源降低成本，優(yōu)化后的系統(tǒng)利用工業(yè)余熱可使噸水成本下降 86.7% 。同時(shí)，太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能、海洋能等清潔能源在海水淡化中的應(yīng)用不斷拓展，如 RO 技術(shù)利用潮汐能可節(jié)約 20.71% 電耗成本 ，太陽(yáng)能與海水淡化結(jié)合可提高經(jīng)濟(jì)效益。
多技術(shù)組合模式不斷涌現(xiàn)。膜工藝集成優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行，UF+RO 耦合技術(shù)緩解膜污染，延長(zhǎng)膜壽命，降低成本;FO+RO 集成提高水回收率。不同驅(qū)動(dòng)方式的工藝組合節(jié)省能耗、回收資源，MSF+RO 熱膜耦合技術(shù)回收余熱，降低制水成本;CDI+ED+RO 耦合技術(shù)降低能耗;ED+RO 耦合技術(shù)利用 ED 回收的酸堿清洗 RO 膜，減少藥劑投入。
裝備與材料改進(jìn)持續(xù)推進(jìn)。壓力驅(qū)動(dòng)技術(shù)中，膜元件通過(guò)材料更替和改性優(yōu)化性能，陶瓷膜和新型聚酯反滲透膜提高使用壽命;能量回收裝置降低加壓系統(tǒng)能耗，PX 和 Turbo 各有優(yōu)勢(shì)，改進(jìn)后的一體機(jī)進(jìn)一步降低能耗。熱力驅(qū)動(dòng)技術(shù)中，傳熱材料通過(guò)結(jié)構(gòu)和材質(zhì)優(yōu)化提高傳熱性能，氟塑料等新材料降低成本;管道和裝置材料通過(guò)提高防腐性能保障產(chǎn)水質(zhì)量，實(shí)際應(yīng)用需綜合考慮成本和性能。
智能調(diào)控技術(shù)逐步應(yīng)用。對(duì)海水淡化工程全流程進(jìn)行科學(xué)調(diào)控，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備高效運(yùn)行，節(jié)約能耗和成本。目前已在自動(dòng)化控制、遠(yuǎn)程監(jiān)管、仿真模擬等方面取得成果，未來(lái)還可在藥劑配比和集成運(yùn)行方面進(jìn)一步優(yōu)化。
展望未來(lái)，海水淡化技術(shù)需在保障出水穩(wěn)定和運(yùn)行有效的基礎(chǔ)上，更加注重技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。
開發(fā)新設(shè)備是重要方向。隨著 FM、MD、FO 等低能耗技術(shù)應(yīng)用增多，結(jié)合新能源技術(shù)開發(fā)一體化設(shè)備，可提高系統(tǒng)能效，增加碳匯量，減少碳排放。
應(yīng)用新材料可提升處理效能。高性能膜組件、傳熱材料等新材料雖多處于試驗(yàn)階段，但未來(lái)在工程實(shí)踐中合理應(yīng)用，有望實(shí)現(xiàn)海水淡化系統(tǒng)低成本、高效能運(yùn)行。
耦合多技術(shù)具有廣闊前景。加大不同海水淡化技術(shù)與清潔能源的組合研究和應(yīng)用，可在降低能耗的同時(shí)回收資源，增加碳匯量。
調(diào)控智慧化是必然趨勢(shì)。加強(qiáng)智能調(diào)控在故障診斷、多系統(tǒng)交互等方面的工程實(shí)踐，優(yōu)化藥劑投加，提高系統(tǒng)運(yùn)行效能，助力海水淡化行業(yè)低碳發(fā)展。
綜上所述，2025年海水淡化行業(yè)在低碳背景下面臨挑戰(zhàn)與機(jī)遇。從應(yīng)用現(xiàn)狀到現(xiàn)存問(wèn)題，再到低碳技術(shù)發(fā)展與未來(lái)展望，行業(yè)正朝著降低能耗、控制成本、環(huán)保處理的方向加速變革。通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、多技術(shù)融合、新材料應(yīng)用和智能調(diào)控，海水淡化有望在解決全球淡水短缺問(wèn)題中發(fā)揮更大作用，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的低碳發(fā)展目標(biāo)。
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