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结合太阳热发电与储能,可望达成 100% 绿能海水淡化

导读: 海水淡化对于干燥炎热近海的国家相当重要,目前约有 150 个国家采用化石燃料进行海水淡化。不过西班牙能源、环境暨科技研究中心科学家 Diego-César Alarcón-Padilla 指出,假如一直利用不可再生燃料来维持基本民生需求,将容易对环境与资源造成更大危害。

 结合太阳热发电与储能,可望达成 100% 绿能海水淡化

海水淡化对于干燥炎热近海的国家相当重要,目前约有 150 个国家采用化石燃料进行海水淡化。不过西班牙能源、环境暨科技研究中心科学家 Diego-César Alarcón-Padilla 指出,假如一直利用不可再生燃料来维持基本民生需求,将容易对环境与资源造成更大危害。

世界上总共约有 16,000 座海水淡化工厂,但 Alarcón-Padilla 表示,目前没有任何一座海水淡化厂是用再生能源驱动,而随着年复一年的气候变迁、人口增加以及水资源污染,干燥地区会需要越来越多淡水。

不过由于民生用水不容许任何差错,海水淡化也是相对保守的产业,用电来源也不能是间歇性能源,如果想要稳定用水来源并达成绿能永续,可能还需要更多政策鼓励与尝试。对此 Alarcón-Padilla 提出不少解决方案,并认为可结合搭载储能的聚光太阳热发电(CSP)与逆渗透技术(Reverse Osmosis)达成 100% 绿能海水淡化。

虽然以成本来说太阳光电比 CSP 还要低,2018 年 2 月阿联酋也通过一项突破性尝试,打造太阳光电海水淡化项目,并可在夜间将电力输送到电网,但 Alarcón-Padilla 认为太阳光电调度灵活度不高,且太阳光电大规模储电成本仍昂贵,可能无法达到「百分之百」绿能。

而 CSP 储能方式多样,除了储热也以将多余的太阳能储存在淡水中,进而提高收益,Alarcón-Padilla 表示,储存能量相当昂贵,相较之下储水就很便宜,当电力需求低时也能运用海水淡化技术产生更多水。

CSP 与逆渗透技术组合

由于 CSP 可长时间储存热量,原先 Alarcón-Padilla 认为可用于热能驱动脱盐(thermal desalination)技术来淡化海水,但该工厂得建设在近海处,可能会造成盐腐蚀,且海边的直射日照值也比内陆还要低,因此他觉得可远离海岸的逆渗透(RO)技术较适合。

逆渗透技术除了家用饮水机,最主要用于海水淡化技术,利用压力与逆渗透膜来分离水与盐。通常在薄膜两侧放置淡水及海水,由于渗透压不一水分子会从淡水流向海水,直到两边达成平衡状态才会停止,而如果在海水那一侧施加压力,海水中的水分子便会流向淡水,最后无法穿透薄膜的高盐份水会再排回海中。

而该类型工厂兴建迅速、操作容易,大型逆渗透海水淡化厂建设费用也已低于其他海水淡化工厂,而其是否耗电则取决于海水盐度,盐度越高便需要越大的压力与电力。Alarcón-Padilla 表示,西班牙近海盐度约为每公升 34 到 35 克,需要 3KWh 才能生产 1 立方米的淡水。而中东盐度较高,海水盐分约每公升 40 至 45 克,相同量得消耗 4.5KWh。

总体来说该逆渗透技术可建设于于内陆,技术成熟度与成本也占优势,更适合与 CSP 发展 100% 再生能源海水淡化。

(来源:Technews科技新报 作者:EnergyTrend)

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