沙特阿拉伯是石油生產(chǎn)大國(guó)，日產(chǎn)原油1000萬(wàn)桶。這其中的1/4(280萬(wàn)桶)都用于國(guó)家的能源需求，而由于國(guó)家嚴(yán)重缺水，海水淡化廠的能耗需要占用其中的150萬(wàn)桶。有預(yù)測(cè)成，按這樣的速度，到2021年沙特可能會(huì)因此變成石油進(jìn)口國(guó)。為此沙特政府開(kāi)展了一系列節(jié)能降耗的創(chuàng)新項(xiàng)目，其中包括在位于沙特東北部的邊境小鎮(zhèn)海夫吉(Khafji)建一座高新科技的海水淡化廠。

這座在建中的海水淡化廠被稱為全球首座大規(guī)模的太陽(yáng)能發(fā)電海水淡化廠。該項(xiàng)目于2015年立項(xiàng)，由沙特AWT公司(Advanced Water Technology, AWT)與西班牙可再生能源集團(tuán)公司Abengoa聯(lián)合開(kāi)發(fā)，投資1.3億美元，在2017年底完工。該廠第一期的日處理能力為60000m3/天，能夠滿足15萬(wàn)人的用水需求，并計(jì)劃在第二期新增90000m3/天的處理量。AWT是沙特阿拉伯王國(guó)阿卜杜拉阿齊茲國(guó)王科技城(King Abdulaziz City for Science and Technology ，簡(jiǎn)稱KACST)的商業(yè)分公司，由沙特技術(shù)開(kāi)發(fā)和投資公司Taqnia控股。

▲ 項(xiàng)目地點(diǎn)的衛(wèi)星示意圖

▲ Abengoa與KACST的簽約儀式

據(jù)介紹，該廠白天的電能來(lái)自廠區(qū)南邊的一個(gè)15MW高效能的CPV聚光光伏發(fā)電站，到了晚上則使用電網(wǎng)供電。由于光伏發(fā)電廠給電網(wǎng)輸送的電量超過(guò)晚上海水淡化廠使用的電量，所以該海水淡化廠被視作全球首座零碳排放的海水淡化項(xiàng)目。

▲ 海水淡化廠的晝夜供電模式

海水淡化廠介紹

這個(gè)新的海水淡化廠建在一個(gè)現(xiàn)有反滲透海水淡化廠旁邊，占地面積約17.5公頃。太陽(yáng)能面板組將安裝在距離海水淡化廠1公里以外90公頃的土地上。

▲ 新舊海水淡化單元設(shè)計(jì)圖

這個(gè)海水淡化廠包含一個(gè)中央控制室、一個(gè)溶氣氣浮單元系統(tǒng)(DAF)、一個(gè)兩段式的超濾單元(UF)、一個(gè)自動(dòng)加藥控制系統(tǒng)、一個(gè)反滲透單元(RO)，以及儲(chǔ)存罐單元(二氧化碳、氯和石灰)。

▲ 新海水淡化廠的工藝組成

反滲透單元分為六條平行線，通過(guò)一套能耗優(yōu)化系統(tǒng)，所有電機(jī)都由變頻器控制，能適應(yīng)太陽(yáng)能供電水平的變化作出優(yōu)化調(diào)整。該項(xiàng)目使用新型納米反滲透膜，其抗氯腐蝕、除鹽和防止微生物積累的性能都很高。這是KACST和IBM公司6年聯(lián)合研究的成果。另外根據(jù)該地區(qū)的海水特性，在反滲透單元之前配備預(yù)處理單元，大大降低鹽度和去除進(jìn)水的油脂。

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