太陽能光熱海水淡化成本不斷下降

2020-12-06 騰訊網

2018年8月，美國能源部（DOE）宣布資助2100萬美元支持太陽能光熱海水淡化技術研發項目，旨在加快太陽能光熱海水淡化技術的創新突破，降低光熱海水淡化的成本，其中低容量、高鹽度水（如石油和天然氣生產中的滷水）淡化處理成本降至1.5美元/每立方米，大容量、低鹽度的海水或者市政鹽水淡化處理成本降至0.5美元/立方米，從而加快該技術的商業化。

2019年11月19日，中華人民共和國工業和信息化部、水利部聯合發布《國家鼓勵的工業節水工藝、技術和裝備目錄(2019年)》中，提及「太陽能光熱低溫度多效海水淡化技術」。《目錄》指出：太陽能光熱低溫多效海水淡化技術集成聚焦集熱系統、全自動太陽能跟蹤驅動控制等技術生產高溫蒸汽，並利用真空條件下海水低溫沸騰蒸發的物力特性實現海水的多效蒸餾海水淡化。該技術配置高溫相變儲熱系統，緩衝太陽能光熱系統的熱輸出，可延長海水淡化系統工作時間，提高產水量和系統熱效率。系統適用於海島、沿海地區、中西部苦鹹水地區工業行業，目前推廣比例小於10%， 未來五年預計推廣比例達到15%，節水能力2200萬立方米/年。

據美通社消息，近日，沙特NEOM項目宣布將採用聚光太陽能(CSP)技術進行海水淡化，生產成本約為每立方米0.34美元(約合2.37元RMB/m³)。NEOM項目於2017年10月提出，是沙特「後石油時代」經濟來源多元化計劃的主要項目，位於沙烏地阿拉伯西北部，項目旨在打造一座佔地2.65萬平方公裡，橫跨沙特、約旦和埃及三國邊境的「全新高科技未來城市」NEOM，預計共投資5000億美元。

據介紹，NEOM已經與英國的Solar Water公司籤署了一項協議，在沙烏地阿拉伯西北部的NEOM建造首批「太陽能圓頂」海水淡化廠。首個「太陽能圓頂」工程將於2020年2月開工，預計2020年底完工。這個試點項目旨在徹底改變海水淡化過程，幫助解決世界上最緊迫的問題之一 —— 淡水的獲取。Solar Water在英國克蘭菲爾德大學(Cranfield University)開發的突破性方法首次大規模使用聚光太陽能(CSP)技術進行海水淡化。在這個過程中，海水被注入一個由玻璃和鋼鐵製成的水力「太陽能圓頂」，然後被加熱、蒸發，最終沉澱為淡水。由於白天全天產生的太陽能已經被存儲，「太陽能圓頂」海水淡化過程也可以在晚上進行，這一過程將減少淡水提取過程中產生的鹽水總量。通常情況下，鹽水中的高濃度鹽使處理更加困難、成本更高。由於沒有鹽水被排入大海，太陽能圓頂過程有助於防止對海洋生物造成任何傷害。

圖：太陽能海水淡化項目示意圖

除了製取成本，效率也是太陽能海水淡化的關注點。無獨有偶，近期，能源領域頂級期刊《Energy & Environmental Science》刊發了上海交通大學等學者（上海交通大學製冷與低溫工程研究所的王如竹教授和徐震原副教授等組成的ITEWA創新團隊與麻省理工學院Evelyn N. Wang教授和Lenan Zhang博士等合作）最新的超高效太陽能海水淡化研究成果《Ultra high-efficiency desalination via a thermally-localized multistage solar still》。

文中表示：在1000W/㎡太陽輻照下，通過採用商用和低成本材料搭建的實驗裝置，研究團隊創紀錄地實現了385%的太陽能蒸發效率和5.78L/(㎡·h)的海水淡化產水率。這比此前的效率記錄高約2倍，為實現超高效的被動式太陽能海水淡化提供了全新思路和理論框架。除此之外，該裝置可以通過毛細作用進行被動補水，同時通過鹽分在夜間的反向擴散實現被動排鹽，保證長效穩定的被動式工作。據研究人員介紹，該裝置在基礎設施有限但陽光和海水充足的地區具有較大的應用潛力。據估計，利用該技術可滿足一個家庭日常飲用水需求的裝置造價在100美元左右。

圖：中科院電工所2013年在海南建設完成的我國首套太陽能電水聯產實驗示範系統，該項目對太陽能中高溫集熱系統驅動的低溫多效海水淡化主要裝備和系統集成技術進行了研究。

據了解，全球每天有超過10億人無法獲得潔淨水，將完全可再生的能源資源——太陽能與輕鬆獲得的大量海水結合，利用太陽能海水淡化方法來生產低成本、可持續的淡水，為清潔水資源的生產提供了一條路徑。

點擊播放 GIF 0.2M

—— 分享新聞，還能獲得積分兌換好禮哦 ——

相關焦點

  • 太陽能光熱海水淡化效率創新高
    因此，95%的能耗來自太陽能，幾乎不消耗石油、天然氣、煤炭等常規能源，綠色無汙染，所得淡水純度高的太陽能海水淡化技術得到了廣泛應用。2018年，美國能源部宣布資助2100萬美元支持太陽能光熱海水淡化技術研發項目，旨在加快太陽能光熱海水淡化技術的創新突破，降低光熱海水淡化的成本；2019年，我國工業和信息化部、水利部聯合發布的《國家鼓勵的工業節水工藝、技術和裝備目錄(2019年)》中，「太陽能光熱低溫度多效海水淡化技術」被提及。
  • 太陽能光熱海水淡化技術在海南的推廣應用
    「太陽能版」的神奇功效2013年，一個「太陽能光熱海水淡化站示範工程」，在樂東黎族自治縣尖峰鎮建成投產，日產淡水30噸。這是我國首個太陽能光熱海水淡化項目，填補了研發和成果轉化等方面的空白。自此，太陽能光熱海水淡化技術逐漸走進人們的視野。
  • 美國能源部將投入900萬美元推動太陽能光熱海水淡化技術加速創新
    北極星太陽能光伏網訊:近日，美國能源部（DOE）宣布將投入900萬美元啟動一項獎項競賽——「美國製造挑戰：太陽能海水淡化獎」，旨在推動太陽能光熱海水淡化技術（即利用太陽熱能淡化高鹽度鹹水以生產淡水的技術）加速創新。
  • 大連理工陶勝洋教授團隊在光熱海水淡化方向取得重要進展
    >大連理工大學化工學院陶勝洋教授團隊在光熱蒸發海水淡化方向的最新研究成果發表於環境領域權威期刊Environmental Science & Technology，題為「Rational 3D Coiled Morphology for Efficient Solar-Driven Desalination」(DOI:10.1021
  • 超高效率且穩定的MXene基光熱海水淡化材料
    雖然海水很多，但是淡水很少，這是人類一直以來面臨的一個重大環境問題。因而人們一直在尋找高效的海水淡化方法。大規模、持久的海水淡化首先需要源源不斷的能量，因而太陽能便成為了我們首要的考慮對象。在目前的太陽能能量轉換手段中，光熱轉換因其高能量轉換效率和易用性而在海水淡化和廢水淨化領域受到了廣泛的關注。
  • 以色列降低海水淡化成本的高招
    IDE公司全球銷售總監羅尼·克萊恩在接受新華社記者採訪時說，雖然無法透露海水淡化工廠的詳細生產成本，而且公司只能獲取合理的利潤，但是公司持續不斷進行技術研發創新和尋求有效降低成本的解決方案，以確保這3家海水淡化廠的生產成本基本控制在較低水平。
  • 我國太陽能光熱新應用的發展現狀
    2020-05-12 近日，美國能源部（DOE）宣布將投入900萬美元啟動一項獎項競賽——「美國製造挑戰：太陽能海水淡化獎」，旨在推動太陽能光熱海水淡化技術
  • 海水淡化技術研究新進展和發展趨勢分析
    北極星水處理網訊:摘要：當前，水資源短缺是各國均需要解決的問題，而通過海水淡化能夠有效緩解水資源不足問題。本文對海水淡化技術進行簡單介紹，對傳統技術優點與缺點進行簡單闡述，並簡單分析海水淡化技術研究現狀與發展，最後，簡單介紹核能、風能以及太陽能等新型淡化技術。希望能夠為相關人員提供參考，促進我國海水淡化工藝發展，以提高人們用水質量。
  • :局部加熱型多級太陽能蒸餾實現超高效海水淡化
    被動式太陽能蒸餾器通過太陽能加熱產生蒸汽並依靠冷凝收集淡水，具有運行簡單可靠和適用範圍廣等優勢，對偏遠地區和基建落後地區尤為重要，然而受到低效率限制（約35%），傳統太陽能蒸餾器的產水成本高且面積需求大，嚴重限制了其廣泛使用。採用界面局部加熱的太陽能蒸發通過將太陽能光熱轉換置於氣液蒸發界面，大幅度提升了太陽能蒸發效率，並成為了能源科學、材料科學和熱科學的研究熱點。
  • 一文看懂太陽能光熱發電原理及分類
    什麼是太陽能光熱發電 　　太陽能光熱發電是指利用大規模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽熱能，通過換熱裝置提供蒸汽，結合傳統汽輪發電機的工藝，從而達到發電的目的。 　　採用太陽能光熱發電技術，避免了昂貴的矽晶光電轉換工藝，可以大大降低太陽能發電的成本。
  • 寧波材料所在太陽能界面光熱轉化及多介質純化方面取得進展
    傳統的分離與純化技術是一個高能耗、高成本的過程，在當前能源危機和環境壓力不斷增加的情況下，急需革新技術以突破能耗障礙。太陽能是一種清潔、可再生能源，高效開發和利用太陽能得到全世界的重視，也是我國可持續發展戰略的重要內容。
  • 胡良兵AM:一種用於連續海水淡化的高性能自再生太陽能蒸發器
    太陽能是一種取之不盡、用之不竭的清潔能源，非常有助於緩解能源短缺的問題。其中，地球約71%的面積被海水所覆蓋，若是能利用太陽能輔助海水淡化持續產生清潔淡水，則有助於解決淡水短缺的問題。最近，隨著太陽能界面蒸發海水淡化技術的發展，且廣泛的太陽能吸收和改進的能量轉換，提高了蒸發效率，所以在海水淡化方面顯示出了巨大的潛力。傳統的界面太陽能蒸發系統包括在鹽水表面的雙層太陽能吸收器。
  • 澳洲發布新型石墨烯太陽能加熱超材料 可用於儲熱、光熱發電、海水...
    （來源：微信公眾號「CSPFocus光熱發電資訊」ID：cspfocus）這是一種高效的太陽能加熱超材料，能夠在開放環境中以最小的熱損失快速加熱到83攝氏度（181華氏度）。該薄膜的擬議應用包括熱能收集和儲存、光熱發電和海水淡化。
  • 相關上市公司太陽能光熱業務
    布局：報告表示，為協同集團戰略，上海電氣金融業務圍繞「司庫、促進產品銷售和工程承接、支持新產業打造和新技術導入」三個層次定位加快發展，公司的融資租賃公司憑藉「廠商租賃模式」持續發揮融資租賃對產業助推作用，支撐海水淡化、光熱等新能源業務發展。
  • 同樣是太陽能發電，為什麼光熱發電一直「默默無聞」？
    簡要來說，太陽能光熱發電分為三個環節，集熱環節、利用太陽能加熱導熱介質、最後通過導熱介質帶動發動機發電。而相應的針對各個環節，都有不同的方法進行科學的不斷嘗試來形成最優設計，如：集熱環節主要有槽式、塔式、碟式、涅菲爾式等4種；導熱工質一般採用水、 礦物油或者熔鹽；最後可通過水蒸汽朗肯循環、CO2布雷頓循環或者斯特林發動機等發電。
  • 香港城大李振聲團隊：效率高、成本低、可規模化的海水淡化技術
    「免費」清潔能源太陽能製造局部熱引發非沸騰水蒸發的新技術，有望廣泛應用於海水淡化、汙水處理、稀有元素提取以及微生物清除等。該技術通過製備雙層碳化硼氣溶膠同時實現優良的水運輸和太陽能全光譜範圍的光熱響應，為解決價格昂貴、光譜響應窄、太陽能利用不足、製備工藝複雜、老化不穩定等關鍵問題提高了一種新選擇。
  • 中國科學家用石墨烯實現太陽能高效海水淡化,轉化率80%
    【觀察者網綜合】據新華網11月22日報導，中國研究人員21日在美國《國家科學院學報》上報告了一種高效、便攜的太陽能海水淡化技術，能以高達80％的能源轉換效率把海水轉化成高質量的飲用水。 資料圖 創新太陽能海水淡化技術
  • 海水淡化解決「乾渴」問題(科技大觀)
    地球表面70%被水覆蓋，但人類生存所必需的淡水資源卻極其有限，僅佔全球總水量的2.5%，其餘97.5%都是無法直接飲用的海水。海水淡化成為化解水資源短缺的一個重要途徑。據聯合國大學的研究數據，全世界目前有超過16萬家海水過濾工廠，每天可生產9500萬立方米淡水，其中近半出自中東和北非。
  • 能耗是直接決定海水淡化成本高低的關鍵
    海水淡化即利用海水脫鹽生產淡水。是實現水資源利用的開源增量技術，可以增加淡水總量，且不受時空和氣候影響，水質好、價格漸趨合理，可以保障沿海居民飲用水和工業鍋爐補水等穩定供水。從海水中取得淡水的過程謂海水淡化。
  • 海水淡化為何步履蹣跚?
    通常，海水淡化成本由投資成本、運行維護成本和能源消耗成本構成。能源成本約佔總成本的40%，運行維護成本涵蓋維修成本、藥劑成本、折舊、膜更換成本等。　　令人略感欣慰的是，隨著技術的進步和工程規模的增長，我國海水淡化成本已明顯下降。