6.2.2　新能源利用技术进展

1.风能、太阳能技术

在日照充分、风力强的地区，利用太阳能、风能以及潮汐能等可再生能源，是非常好的海水淡化能源选择。风能海水淡化分为直接风能海水淡化和间接风能海水淡化。直接风能海水淡化就是直接将风力的机械能用于海水淡化，也就是将风力涡轮的旋转能直接用于驱动RO单元或MVC单元。间接风能海水淡化就是利用风能发电产生的电能来驱动海水淡化装置。德国著名风电公司Enercon进行了基于风力发电的海水淡化研究，设计并生产出以反渗透海水淡化技术为基础的新型可变负荷运行的风电海水淡化装置，成功地解决了因风电不稳定而需独立为海水淡化系统供电的限制。该系统已经在挪威Utsira进行了运行测试。将抽水蓄能和风力发电机结合起来，不仅能大量存储风电，稳定地给负荷供电，提高系统的稳定性，而且节能环保。D.Manolakos等研究了偏远地区供电供水的复合系统的仿真和优化。S.V.Paperfthymiou等针对希腊的Ikaria岛研究了风电-抽水蓄能复合系统，提出了优化运行策略，并对运行进行了1年仿真实验。S.V.Papaefthimiou等针对兆瓦级孤岛电网风电-抽水蓄能复合系统提出了特定的运行策略，并评估了风力发电-抽水蓄能-海水淡化综合系统投资的可行性。为解决我国海岛的用电用水问题，任岩等研究了风电-抽水蓄能-海水淡化综合系统及其智能控制，建立了系统的数学模型，并对系统进行智能控制。何小龙等根据风光互补供电海水淡化装置原理，研制了小型风光互补反渗透海水淡化装置，利用风电和太阳能作为能源驱动反渗透海水泵工作，吨水能耗约4.8kWh。随着太阳能利用技术的提高，利用太阳能驱动海水淡化的技术发展较快。将太阳能蒸馏海水淡化技术和太阳能反渗透海水淡化技术相结合，是目前研究的热点。K.Paulsen等设计了多级太阳能海水淡化系统，实验证明是传统温室太阳能系统产水量的两倍。E.Saettone改进了一种小型太阳能海水淡化设备，该设备主要由抛物线聚光槽（PTC）和矩形吸收腔组成，并通过对PTC进行研究分析加以改进，使其效能提升95%。李正良等设计了一台具有多级降膜蒸发、多级降膜凝结等强化传热传质过程的吸收式太阳能海水淡化装置，并用模拟热源对之进行了试验研究。

2.核能技术

核能海水淡化是利用核反应堆释放出的热能或者转化的电能作为能量进行海水淡化，核能海水淡化连接方式主要包括核电站和淡化装置的连接、供热用核反应堆和淡化装置的连接、水电联产核反应堆和淡化装置的连接。目前世界上已有11个核电站安装了海水淡化装置，分别采用多级闪蒸低温多效和反渗透工艺，提供饮水和核电站补给水。但核能废料具有放射性，一次性投资成本较大，且核能淡化的安全性、可靠性尤为重要。自日本福岛核电站核泄漏后，目前加强核能海水淡化的安全监测与应急处理技术研究，提高核能可靠性成为核能海水淡化的研究重点。

目前已经有一些淡化设施采用了核能。哈萨克斯坦Aktau的MAEK海水淡化厂于20世纪70年代投入运行，1999年关闭，产能为12万m3/d。该厂配合了三座大型供热厂和一座核电厂，为周边城市供水，并为一些工厂提供工业蒸馏水。在俄罗斯罗斯托夫核电厂，有4座淡化厂运行，并且还有4座在建，每座工厂每天生产淡化水50万m3/d。

核能海水淡化倡议得到IAEA的支持，目前在世界各地有许多核能海水淡化中间规模项目正在实施。日本基于目前主要的3种海水淡化技术都设置了研发项目，第一个创建于1978年。印度也建有一座混合了多级闪蒸技术（MSF）和反渗透技术（RO）的小型工厂，2002年开始运行。

俄罗斯Rosatom集团下属的Sverdlovsk化学工程研究院为MAEK工厂生产设备。鉴于这些工厂已经取得的经验，以及在核电厂设计中考虑整合一座淡化设施，俄罗斯Rosatom公司核电综合产出中将包括海水淡化。

这样一个综合系统将包括一座大型VVER反应堆（3200MWt），采用多效蒸馏技术（MED），产能将达到17万m3/d。海水淡化采用核能比化石能源对环境更有好处，例如二氧化碳的排放、灰尘和炉渣的产生等。

3.海洋能技术

波浪能和潮汐能作为海洋中的清洁可再生能源，开发潜力巨大。我国波浪能和潮汐能的蕴藏总量分别达到70GW、110GW。A.J.Crerar等提出了一种波浪能驱动的蒸汽压缩海水淡化系统，并进行了相关的试验和数学模拟。刘美琴等对波浪能利用的发展与前景进行了论述。孙业山等对波浪能海水淡化进行了应用研究，研制出日产水量10t的波浪能海水淡化样机，并使用差动式能量回收装置来降低系统的能耗，综合能耗为5.5kWh/m3。刘业凤等根据潮汐能和太阳能的特点，并基于多效蒸馏技术，提出了一种新型的太阳能多效蒸馏海水淡化装置，该装置利用了降膜蒸发和降膜凝结强化传热技术。