“水智造”：借太陽能向大海要淡水

太陽能光熱海水淡化裝置

　　地球不是一個藍色的大水球麼，怎麼會缺水呢？

　　地球上的水，儘管數量巨大，而能直接被人們生産和生活利用的，卻少得可憐。佔據96.5%的海水，又鹹又苦，不能飲用，不能澆地，也難以用於工業；只有3.5%的淡水，又有絕大一部分被凍結在遠離人類的南北兩極和凍土中，無法利用，只有不到1%的淡水，它們散佈在湖泊裏、江河中和地底下。

　　水是生命之源，工業化的蓬勃發展與人口的急劇增加使得淡水危機來勢洶洶，解決淡水資源問題已提到了人類的議事日程。“節約用水”説起來簡單，做起來難上加難。

　　人們知道，含有大量鹽類和多種元素的海水是不可以直接飲用的，但經過淡化的海水不就可以了麼？其實古時就有從海水去除鹽分的故事和傳奇，隨著科技的不斷進步，海水淡化技術在近20多年的研發和應用中變得更為現代化，使得“喝海水”變得更為科學、安全。

　　説到水，就不得不提被海洋環繞的海南島，表面上擁有良好水利條件的海南島，卻面臨著比較突出的工程性和季節性缺水問題。如今，在這座島嶼上，“海水”變成“淡水”的過程科技范兒十足，經過科研人員的奇思妙想和刻苦研發，只要有陽光，海水或苦鹹水都可以變成淡水，可供人飲用，也可做生活用水。

　　“太陽能光熱海水淡化站示範工程”項目已于2013年在樂東尖峰鎮實施建成，成功産出優質淡水，也是我國首個太陽能光熱海水淡化項目。

　　海水如何變成淡水？

　　在淡水資源告急的當下，如何向大海“借”更多的淡水？海水淡化應運而生。

　　什麼是海水淡化？海水淡化又稱為原水脫鹽。其原理顯而易見，就是脫除原海水中的大部分鹽類，變為符合規定用水標準的淡水。淡化工藝現有蒸餾法、反滲透法、冷凍法、水合物法、溶劑萃取法、電滲析法、離子交換法等20余種方法。

　　“目前達到商業規模的主要為反滲透法和蒸餾法，也就是常説的‘膜法’和‘熱法’。”東方驕英海洋發展有限公司董事長彭志剛介紹，而蒸餾産生熱能主要依靠電廠、化工廠，蒸餾法是消耗地球能源的方法，而不是較為節能環保的方法。

　　要“借”到淡水，就要知道淡水是怎樣來的。“人類所需要的絕大部分淡水是通過降雨得到的。”彭志剛告訴記者，總體來説，淡水是蒸發形成的，淡水孕育著豐富的物種，無論高山、湖底，有淡水的地方就有生命。

　　還有一個詞叫“水循環”，全世界的水是一個有聯繫的整體。海水在陽光的照射下，不斷蒸發，水汽瀰漫在海洋上空，一部分水汽被氣流帶到陸地上空，遇冷就凝結成細小的水滴，變成雲，降落到地面就是雨或雪。雨雪水落地後，有的流到洼坑裏，有的滲入地下，有的流入小溝，匯進江河，奔向海洋。無數小水滴就是這樣一刻不停地在世界上旅遊。

　　參照形成降雨的這個自然現象，彭志剛的團隊研究了全新的工業化海水淡化技術，力求為人類的難題分憂，他們將蒸餾法的淡化工藝與太陽能光熱結合起來，打造低碳生態友好的海水淡化系統，這就是太陽能光熱海水淡化系統。

　　低溫多效蒸餾＋太陽能光熱=升級版海水淡化

　　受“太陽追蹤器”向日葵的啟發，我國科研人員利用太陽能光熱輸出中高品質蒸汽，初步實現“引海止渴”，實現海水淡化的低耗能、低成本以及規模化。為了解釋太陽能海水淡化系統，彭志剛依照降雨的過程講起。

　　通過聚焦太陽光，就可以得到超過500攝氏度的高溫，從而可以點燃木材。如果我們不斷累積這樣的聚焦，再使用可以自動跟蹤的反射鏡組，將陽光反射聚焦，便可以將水加熱進而産生高溫蒸汽。隨後再將高溫蒸汽輸送到一個低於大氣壓力的海水淡化裝置中，高溫蒸汽將熱量傳遞給海水，裝置內的海水溫度升高就會蒸發成蒸汽，從而將水與其他的雜質分離變成淡水。

　　這一整套流程叫做“線性菲涅爾式太陽能聚光集熱系統”，彭志剛團隊擁有完全自主知識産權。他説，“線性菲涅爾式太陽能聚光集熱系統”，是一種典型的太陽能光熱技術，與太陽能光伏技術不同，光熱技術可以避開需要輸出固定能量的難題，實時“追蹤”太陽的行走路線。

　　彭志剛解釋，與普通蒸餾法不同的是，低溫多效蒸餾法可以更加充分地利用有效蒸汽，實現用較少的蒸汽産出更多的淡水。隨著海水在裝置中的噴灑，多效蒸汽也在其中持續流動，在高溫作用下，噴灑出的海水會被迅速蒸餾，並同步輸出可直接飲用的淡水。

　　“然而使用這一新能源海水淡化技術，需要兩個必不可少的要素，那就是足夠的能源和足夠的海水。”彭志剛説，這兩點海南完美兼備，既有充足的陽光，又有豐富的海水資源，二者相輔相成。

　　國家海水利用工程技術研究中心主任張耀江曾評價，將低溫多效海水淡化處理技術與太陽能光熱技術相結合，不僅是海水淡化規模化的重要突破，同時也是能源緊缺、淡水緊缺島嶼開發的有力保障。

　　從傳統能源行業中巧妙轉身

　　作為主研發人員，彭志剛的技術靈感並非“靈光乍現”，如今在新能源行業裏摸索的他曾在以傳統能源為主的企業工作了10多年。

　　“恰恰因為我與傳統能源打過很長時間的交道，我能深深地領悟到新能源的巨大優勢。”彭志剛説。2011年，他踏上了新能源領域的創業之路，一門心思地鑽研如何用太陽能光熱來實現海水淡化。公司成立之初，他在上海寶山顧村租了一棟帶院子的民宅，把一塊塊工業級平面鏡鋪在院子裏，根據菲涅爾光學原理反復琢磨，終於自主研發了一套太陽能光熱海水淡化的核心技術。

　　在與彭志剛的交談中，記者發覺他不僅嚴謹而且健談，不管公司創業之路有多艱難，他總不願過多描述。對彭志剛來講，技術的研發和升級遠沒有籌備資金艱難，為了讓公司更好地走下去，他抵押了房子；最忙的時候，連生病的時間都沒有，每天睡四五個小時早已稀鬆平常。

　　如今，彭志剛團隊研發的技術不僅在樂東尖峰投産運行，經受住了熱帶海島地區高溫、高濕、高鹽和強颱風的惡劣氣候的檢驗，給人們帶來甘露。他們的團隊更是走出國門，服務國家“一帶一路”戰略，與伊朗、巴基斯坦等國合作，用來自中國的低碳生態友好的“水智造”技術緩解人類面臨的共同問題。（記者 王玉潔 實習生 王曉慶）