核能海水淡化的新進展

     分離海水鹽分有兩種方式，一個是逆滲透，讓水流過薄膜過濾鹽與其他顆粒，另外一種是多級閃蒸，就是在海水煮沸過程中收集無鹽的水蒸氣。這兩種操作方式需要的電力占工廠營運成本的 30-50%。世界各國都在興建海水淡化廠，美國最大的海水淡化廠在聖地牙哥，2016 年興建完成後，每天將能供應 5,000 萬加侖的水，規模也是西半球最大。海水淡化技術於 1950 年代發展起來，目前全世界最大的海水淡化廠在沙烏地阿拉伯，海水淡化廠非常耗電，因此利用核能來海水淡化是一種成本低廉的選擇。許多小型反應器如南韓的SMART都被設計用作海水淡化。

    人類對水的需求越來越多，近150年内全球人均可飲用水量減少了4倍。目前全球80個國家的20億人依靠有限的飲用水生活，地下水正快速消耗。地表淡水資源分布不均匀，全球可利用水資源的20%都位于西伯利亞的貝加爾湖。針對這種情况，人們提出了多種解决途徑，其中之一就是對海水或地表其他鹽水進行淡化處理。海水淡化是一個穩定且快速發展的工業，從1960年能力只有90立方米，到1985年達到7500立方米，當時預計到2000年將達到4萬立方米。淡化水產量在全球的分布並不平衡：中東占60%、北美13%、歐洲10%，非洲7%，其他10%。如今，淡化水已成為解決水短缺的最有前途的方法，但是影響海水淡化最大的因素是能源價格的上漲，淡化水的60%成本來自于能源成本。所有海水淡化技術都需要大量的能源，一座海水淡化設施每天生產10萬立方米淡化水需要高達50MW的發電能力。

     目前已經有一些淡化設施採用了核能，位于哈薩克斯坦Aktau的MAEK海水淡化廠于20世纪70年代投入運行，1999年關閉，產能為每天12萬立方米，該廠配合了三座大型供熱廠和一座核電廠，為周邊城市供水和為一些工廠提供工業蒸餾水。在俄羅斯羅斯托夫核電廠，有四座淡化廠運行，並且還有四座在建，每座工廠每天生產淡化水50立方米。核能海水淡化倡議得到IAEA的支持，目前在世界各地有許多核能海水淡化中間規模項目正在實施。日本基于目前主要的3種海水淡化技術都設置了研發項目，第一個創建于1978年。印度也建有一座混合了多級閃蒸技術（MSF）和反渗透技術（RO）的小型工廠，2002年開始運轉。俄羅斯Rosatom集團下屬的Sverdlovsk化學工程研究院為MAEK工廠生產設備。鑑于這些工廠已取得的經驗，以及在核電廠設計中考慮整合一座淡化設施，俄羅斯Rosatom公司核電綜合產出中將包括海水淡化。這樣一個綜合系統將包括一座大型VVER反應堆（3200MWt），採用多效蒸餾技術（MED），產能將達到17萬立方米/天，採用核能比化石能對環境更有好處，例如二氧化碳的排放、灰塵和爐渣的產生等。