海水淡化可用“海陆空天”4D能源网 集装箱淡化海水摘掉高能耗“帽子”

北极星环保网讯:一套装进集装箱的智能微电网海水淡化成套系统就能孤网运行，不依赖于电网，直接利用风能、太阳能等清洁能源发电生产出高品质生活和饮用水。

海南三沙市设市五周年之际，《新闻联播》报道了三沙5年来的大变化。“(现在)用水也没问题了，以前都是有点水吃，洗澡都很难的。”三沙市赵述岛居民李珠玉接受采访时说。

李珠玉喝到的水，是海水淡化出来的。“过去狠烧柴油淡化海水，水量也不太够，现在利用风能、光能，就能根据岛上需求产水，每天大约100吨左右，”江苏丰海新能源工程技术公司技术研发部经理王福家为能让当地人用水充足而欣慰，三沙赵述岛的海水淡化装置，正是他们生产的集装箱式“海淡”装置，直接利用风能、太阳能就能产出生活用水。

直饮海水，是向海洋要水的“人类解渴工程”的终极目标。2016年底，国家发改委印发《全国海水利用“十三五”规划》，指出“十三五”末，全国海水淡化总规模达到每日220万吨以上。既要淡化海水，还要解决孤岛的耗能问题、摘下耗能的“大高帽”，怎么办?技术创新的回答是，“鱼与熊掌”可以兼得。

吃能大户用上自己稳定的“粮仓”

高能耗一直是海水淡化产业发展的“痛点”。资料显示，传统的淡化海水采用常规能源，每淡化1万吨海水需耗电4.66万度，折合标准煤18.8吨，排放二氧化碳46.4吨，是高能耗产业。

这个“吃能大户”最好有自己的能源“粮仓”，王福家说，“它需要一个独立的供能系统，这个粮仓还不能小了。”

为了让海水淡化脱离大电网，吃上新能源的“独食”，“我们试图建立一个大容量的孤岛微电网，为海水淡化装置提供能源。”王福家说，微电网技术已经发展多年，风能的不稳定使得微电网一般采用“多台千瓦级小容量发电机组+大容量储能系统”的微电网模式。大容量的兆瓦级风机因冲击过大、难于控制，容易造成‘烈马拉小车’的翻车风险而少有在微电网中应用。

怎么既接入兆瓦级大风机又让微电网稳定运行?新的技术路线往往是“左右为难”时从中间趟出的一条路。

“为了达到既经济又运行稳定的目标，我们和别人反着来，”王福家说，“用一台兆瓦级大容量发电机组+小容量储能系统+控制技术。这样做是基于微电网环境中电能输入与负荷用电是个整体，别人调节前者，我们调节后者。”2014年5月，丰海新能源公司在江苏盐城沿海建成国内首个万吨级非并网风电淡化海水示范工程，采用先进的能源管理系统、多台储能变流器并联控制技术，平缓地调节负载的增加与减少，保证了微电网系统的稳定运行，解决了海水淡化的新能源利用问题。

“我们的示范项目现在每天向大海要水1万吨，其中船用水1000吨、城市用水8200吨、高端纯净水800吨。”王福家说。

模块集装箱自带“行李”即插即用

2016年的最后一天，王福家是在三沙市一处岛礁上度过的，他带队登岛，检查刚刚架起的新能源海水淡化设备，直到它成功涌出淡水。

“缺水缺电，最典型的地方是海岛。”王福家回忆，岛上的居民一直靠大船“接水”，每次接五六吨，岛上150人吃饭、饮水都紧着用，洗澡要等天下雨。“后来他们烧柴油淡化海水，可是柴油也得运，受能源限制，水出得少，也不能敞开用。”

怎样把万吨非并网海水淡化工程的设计、运行经验“搬上”海岛?“大型工程的建设不适用于海岛，好在我们的微电网是完整而独立的，我们要把它建成能即插即的‘微缩版’。”王福家说。

“微缩版”一定要方便运输，有了这个目标，丰海公司把目光落在了货运最方便的标准集装箱上，一套装进集装箱的智能微电网海水淡化成套系统就能孤网运行，不依赖于电网，直接利用风能、太阳能等清洁能源发电生产出高品质生活和饮用水。

“箱子式”的构架确定了，接下来要完成系统的“行李打包”。“把集装箱设备做得紧凑，能共用的管道，我们绝不会单独铺设一个，能共用的阀门，绝不会再增加一个，”王福家的两个“绝不”道出了“集装箱系统”的复杂性。“实现同样的功能，压缩了近一倍的体积。”

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