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《中国科技投资》杂志社

侯立安

2013-9-13 11:10| 发布者: zgkjtzwz| 查看: 12184| 评论: 0

摘要: 侯立安,1957年8月出生,江苏丰县人,中共党员。1976年2月入伍,中国工程院院士,文职少将,二炮工程设计院的高级工程师,就是冲在前列的人之一。由于成绩突出,他于2005年10月29日在人民大会堂自豪地捧得由中国发明 ...
        
       侯立安,1957年8月出生,江苏丰县人,中共党员。1976年2月入伍,中国工程院院士,文职少将,二炮工程设计院的高级工程师,就是冲在前列的人之一。由于成绩突出,他于2005年10月29日在人民大会堂自豪地捧得由中国发明协会颁发的发明创业奖。2009年12月当选为中国中国工程院院士。


侯立安:将可再生能源引入海水淡化技术

访中国工程院院士、博士生导师侯立安

 
文/本刊记者 朱琳   2012年第31期
 
侯立安:环境工程专家,中国工程院院士。我国特种污染防控技术的开拓者之一,长期致力于军事环境工程领域的研究工作,率先提出并成功研发了具有自主知识产权的水处理及空气净化技术和系列装备,取得多项突破性成果,为探索和构建我国特种污染防控体系做出了重大贡献和富有创造性的成就。获国家科技进步奖5项,军队、省部级科技进步奖23项,国家专利22项。出版专著3部,编写国家军用标准5项,发表学术论文100余篇。获中国科协“求是”杰出青年奖,军队杰出专业技术人才奖。享受政府特殊津贴。荣立一等功1次、三等功4次。
 
 
“能源利用是海水淡化的关键,也是决定海水淡化可持续发展的根本。面对淡水资源短缺、生态环境恶化的问题,海水淡化需寻找能耗低、效率高、对设备投入要求不高的新型清洁能源,太阳能、风能等可再生能源是很好的选择。”日前,科技部、国家发改委下发了《海水淡化科技发展“十二五”专项规划》(以下简称《规划》),其中提出了“开展利用可再生能源的海水淡化技术研究”的发展目标要求。如何将再生资源引入海水淡化?再生资源会为海水淡化的发展起到什么作用?本刊记者带着问题,采访了中国工程院院士、博士生导师侯立安,于是引发了侯院士上述一番阔论。
采访中,侯院士说,水是基础性的自然资源和战略性的经济资源,但是我国淡水资源严重短缺,已成为严重影响沿海地区和我国经济社会可持续发展的关键因素之一。海水淡化作为水资源的重要补充形式,可以增加淡水总量,是解决我国沿海、海岛及内陆近海地区淡水资源紧缺的重要举措。尤其是基于可再生能源的海水淡化系统具有污染小、分散灵活等特点,在海岛等无电网的偏远地区具有发展优势,是海水淡化技术未来发展的方向之一。
 
海水淡化中的可再生能源利用
侯院士说,可再生能源几乎可以与所有海水淡化技术相结合,目前的研究多集中于与热法海水淡化技术或膜法海水淡化技术的耦合。其中可再生能源的热法海水淡化技术包括:太阳能热法、风能热法和太阳能—风能联用热法;可再生能源的膜法海水淡化技术包括:太阳能膜法、风能膜法和海洋能膜法。
侯院士首先介绍了再生能源的热法海水淡化技术:
一、目前,以色列、德国、印度、中国等国在太阳能海水淡化方面研究较多,也取得较大进展。近二十年来,国外更多地趋向于利用太阳能为低温多效或多级闪蒸淡化装置提供能源等方面的研究,以色列、阿联酋等国家还建有太阳能热法海水淡化装置实际运行系统。二十世纪90年代,我国的天津大学、西北工业大学、西安交通大学等高校开展了太阳能海水淡化技术研究,研制出一系列太阳能海水淡化装置,使我国太阳能海水淡化技术有了较大进步。
二、风能热法海水淡化分为耦合式与分离式两种:耦合式是直接利用风力机输出的机械能进行的海水淡化;分离式是利用风力发电机组先将风能转化为电能,然后利用电能进行海水淡化。西班牙、中国等都有风能海水淡化实际装置运行。
三、太阳能—风能热法海水淡化是通过风力与太阳能互补发电提供动力,以风力发电提供动力,太阳能集热系统提供热源。国内外均在风光互补发电方面研究较多,国内学者研制了太阳能—风能海水淡化系统,运行良好。2010年,由国电电力舟山海上风电开发有限公司开发,浙江省电力实验研究院设计的200KW风能/太阳能/柴油机组合发电+50吨/日海水淡化示范工程在江苏盐城沿海建成运行,标志着我国太阳能—风能热法海水淡化技术已经成熟。
接下来,侯院士介绍了可再生能源的膜法海水淡化技术:
一、太阳能膜法。1982年,美国报道了世界第一家太阳能反渗透淡化厂,采用反渗透和太阳能光伏海水淡化系统,解决了干旱地域的水生产问题。近些年,中东和海湾国家也相继建设了太阳能膜法海水淡化工厂,我国也相继出现了少量涉及到太阳能的反渗透海水淡化装置研究,有专家研制了一种新型的太阳能光伏反渗透海水淡化装置,包括太阳能发电模块和反渗透淡化模块。
二、风能膜法。国际上利用风能膜法进行海水淡化的国家主要有西班牙、希腊、德国等。风能具有波动性和间歇性,风力发电海水淡化技术存在能量供应不稳定的问题。德国恩那康(Enercon)公司将风电直接用于海水淡化方面的研究,结合其自有的风机产品开发出了模块式的风力海水淡化系统,效率较高,可适应风力发电输出功率波动的影响。
为克服风能的间歇性对海水淡化的影响,我国江苏省宏观经济研究院等单位开展了“大规模非并网风电系统的基础研究”,成功研发了新型非并网风电反渗透海水淡化系统。该系统能适应风电波动特性,维持单位产水量的能耗基本不变。侯院士认为,这项研究在未来几年将具有较好的发展前景。
三、海洋能膜法。在20世纪80年代,美国提出了一种振荡浮子式波浪能海水淡化系统,该系统利用振荡浮子来驱动固定于海床上的活塞泵,活塞泵产生的高压海水推进置于水下的反渗透膜组件来完成海水淡化。我国专家在此方面也曾开展相关研究。但是总的来说,与常规的反渗透海水淡化技术相比,海洋能膜法海水淡化技术还处于研究探索阶段。
 
未来研究方向
侯院士说,尽管我国可再生能源的海水淡化技术研究已经取得一定进展,但目前大多还处于工程示范阶段,未来建议在以下方面开展进一步研究:
第一,制定可再生能源海水淡化发展规划。
当前,我国已经制定了《海水淡化科技发展“十二五”专项规划》、《可再生能源中长期发展规划》和《可再生能源发展“十二五”规划》,对推动海水淡化技术在我国节能减排、保障民生等方面应用以及可再生能源发展具有重要指导意义。在此基础上,结合我国可再生能源的资源条件和发展状况,编制太阳能、风能、潮汐能等海水淡化专项发展规划,逐渐形成我国可再生能源海水淡化发展规划体系,引导我国可再生能源和海水淡化产业健康发展。
第二,完善管理,推动产业发展。
健全体制机制,加强政府各部门的组织协调,明确各部门的任务和权责,避免多头管理。管理方式上,需要政府引导和市场推动相结合,整顿市场秩序,形成有利于行业可持续发展的制度环境。
加强政策支持以及部门与行业之间的合作,解决太阳能、风能的产能与电网的输电能力匹配问题,提升风能并网统筹能力,实现清洁能源消纳,满足经济产业发展需求。在项目审批、用地、财政投入、税收优惠、融资等环节,加强政策扶持和鼓励措施,推动产业发展。
第三,依靠科技进步,增强创新能力。
凝聚高等院校、科研机构及重点企业的技术和人才资源,加强原创技术创新和技术集成创新。在坚持自主创新的基础上,积极开展对外合作,加快技术创新,切实提高核心技术和关键设备的自主研发能力。以市场为导向,有机结合产、学、研、商、用,组建产业联盟,推动海水淡化技术、装备、工程的创新。
第四,优化工艺方案,提高经济效益。
借鉴常规海水淡化系统先进制造工艺,将可再生能源海水淡化系统和常规的海水淡化技术相结合,通过工艺分析和经济分析,优化系统方案,确定合理可行的工艺技术路线,实现优势互补,提高经济效益。
第五,提升新材料新设备研发能力。
重点开展新型海水淡化膜、膜材料及膜组件制备工艺与技术研究;开发新型高效的换热器与换热系统,突破传统设计的缺陷,改变传统换热模式;开发具有自主产权的能量回收装置;研究风能平衡器,降低海水淡化成本。
第六,强化试点示范,促进产业发展。
加强可再生能源科研成果的应用,通过试点示范,探索优化工艺方案、工程建设和管理模式,研究制定可再生能源海水淡化相关政策制度,为大规模发展可再生能源海水淡化提供技术保障、工程保障和政策保障。
开展不同工艺方法、技术路线、装备设备和不同规模的工程示范,为可再生能源海水淡化工程示范和工程应用奠定基础。
加强可再生能源科研成果的实践应用,因地制宜,充分利用现有条件,创建一定规模的海水淡化基地。
最后,侯院士说,可再生能源海水淡化是国家重点发展的新兴产业,大力开展可再生能源在海水淡化产业中的应用研究,既是新能源高效灵活利用的重要途径,也是海水淡化技术发展的方向之一。国家政策对可再生能源利用和海水淡化技术进行大力扶持,将对优化能源结构,推动能源生产方式转变,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系具有重要作用。随着科学技术的发展,我国可再生能源海水淡化技术将日趋成熟,具有广阔的发展前景。

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