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5月29日，是中國科學(xué)院水電聯(lián)產(chǎn)項目組的科研人員永難忘記的日子。
這一天，海南天能電力有限公司光伏發(fā)電廠負(fù)責(zé)人林友亮端著一杯水，左右為難不敢下咽。原來這水是從正在試驗的海水淡化機里流出來的，他對水的安全性還有些懷疑，接著他用手指輕輕蘸了點水，并用舌頭舔了舔，感覺沒有鹽味，隨后的檢測結(jié)果也顯示為高純度的純凈水。這一刻，位于海南臨高縣金牌港經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的中國科學(xué)院水電聯(lián)產(chǎn)項目組的科研人員如釋重負(fù)。經(jīng)歷一年多的系統(tǒng)集成設(shè)計，50多天的安裝和調(diào)試，這個國內(nèi)首套太陽能電水聯(lián)產(chǎn)實驗示范系統(tǒng)終于打通“任督二脈”，潔凈的淡水綿綿而出。
科研人員是如何利用太陽能既發(fā)電又淡化海水的？為此，記者來到項目組一探究竟。
向太陽要熱 向大海要水
中國科學(xué)院電工研究所博士原郭豐指著電腦里的圖片告訴記者：“整個太陽能電水聯(lián)產(chǎn)實驗系統(tǒng)由槽式太陽能聚光器、海水淡化設(shè)備和換熱與蒸汽發(fā)生系統(tǒng)三部分組成，核心技術(shù)和系統(tǒng)集成設(shè)計都是項目組獨立完成的。”項目組在前期槽式聚光器設(shè)計的基礎(chǔ)上，針對海南海洋性氣候及相似區(qū)強風(fēng)載荷特征，開發(fā)了適應(yīng)于該類地區(qū)氣候特征的大風(fēng)載荷輕量化槽式聚光器。
在原郭豐不斷講解下，記者弄明白了整個系統(tǒng)的工作原理。槽式聚光器將導(dǎo)熱油加熱，高溫導(dǎo)熱油經(jīng)由管道進入汽包（油/水換熱器），加熱氣包內(nèi)的軟水，產(chǎn)生高溫高壓水蒸氣，高溫高壓水蒸氣可以推動汽輪機組發(fā)電。在電水聯(lián)產(chǎn)技術(shù)中，即是利用汽輪機出口65℃左右的乏汽(已經(jīng)釋放出熱勢能的蒸汽)作為低溫多效海水淡化系統(tǒng)熱源進行海水淡化，以綜合太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)能源利用效率。
根據(jù)項目組提供的資料，建成后的示范系統(tǒng)集熱器面積達(dá)到200平方米，除發(fā)電外，可成功實現(xiàn)2.0MPa飽和蒸汽輸出，海水淡化產(chǎn)量達(dá)到了0.35噸/小時。
原郭豐介紹，這一項目是科技部國際科技合作專項，由海南天能電力限公司、中國科學(xué)院電工研究所和北京寰能天宇科技發(fā)展有限公司共同建設(shè)。目前，項目的實驗預(yù)期基本達(dá)到，已申請?zhí)柲芎Ｋ到y(tǒng)、太陽能槽式集熱器結(jié)構(gòu)等3項專利。
在項目委托書上，可以清晰地看到項目期限為2011年12月至2014年12月，如今這個項目基本完成，比預(yù)期提前了一年半的時間，當(dāng)問到為什么能這么快完成任務(wù)時，王志峰說：“因為這里有一群務(wù)實的人。”
熱情勝高溫 “外行”干基建
見到原郭豐的時候，他返回北京已有兩周，黝黑的面龐顯然是海南高溫曝曬的烙印。的確，由于曝曬，項目組幾個白凈的北方漢子，沒幾天就變成了“黑人”。海南高溫高濕的氣候條件，讓項目組的科研人員確有“煎熬”的感覺，流下不少汗水，用原郭豐自己的話形容流汗——“就像小河開了口兒”。那些日子他們就沒怎么穿過幾天干松的衣服，就連吃午飯的時候都站著，增加蒸發(fā)面積。
由于實驗場地位置偏，設(shè)備現(xiàn)場安裝調(diào)試階段，人員較多，給原本僅有3至5名員工的實驗電廠食堂造成了不小壓力。“吃不好不要緊，我特別害怕有人中暑。所以準(zhǔn)備了很多藿香正氣水，誰感覺不舒服就趕緊喝上。”原郭豐說。不少人身上不斷出現(xiàn)紅疹，痛癢難耐。然而，這些并沒有影響大家工作的熱情。
地面平整和管道安裝本來外包給一家公司，可這家公司的另外一個項目遲遲不能結(jié)束。原郭豐覺得干等不是辦法，于是，他把同事們召集在一起，商量自己來完成這項任務(wù)，沒想到立馬得到大家的贊同。說干就干，這些“外行”把工程草圖很快拿了出來，大家開始計算需要多少管道，多少閥門，多少彎頭。原郭豐立即帶人外出采購。安裝過程中，這些搞理論的人拉手鋸、搬扳手、輪大錘，毫不含糊。就這樣，項目組自己完成了連接海水淡化設(shè)備和熱工設(shè)備的所有管道安裝，使工期提前。
項目組的付向東因為技術(shù)熟練，工作仔細(xì)，被大家親切地稱為“付工”，在設(shè)備安裝完畢以后，他頂著烈日仔細(xì)為每一個環(huán)節(jié)，每一個零部件做“體檢”，把因磕碰剮蹭的地方用防腐漆覆蓋掉，生怕某個地方出了問題，影響整個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)。
毒熱的太陽，簡單的食物，安裝設(shè)備時的笨手笨腳，50多個難熬的日日夜夜，項目組最終完成了安裝并最終調(diào)試成功。項目的完成，在光熱控制參數(shù)段和設(shè)備耦合等方面積累了經(jīng)驗，為推進太陽能熱發(fā)電技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展做好了實驗準(zhǔn)備。
產(chǎn)業(yè)化有戲 市場前景廣
海水淡化成本在很大程度上取決于消耗電力和蒸汽的成本，因此，世界各國都在積極試驗低成本的海水淡化技術(shù)。“水電聯(lián)產(chǎn)可以利用電廠的蒸汽和電力為海水淡化裝置提供動力，從而實現(xiàn)能源高效利用和降低海水淡化成本。”王志峰告訴記者，像蒸餾法、冷凍法、反滲透法、電滲析法等，也能很好地實現(xiàn)海水淡化，但耗能高，單位量海水的淡化成本居高不下，對于缺少能源的地方來說就更不劃算。因此，如果能在太陽能發(fā)電系統(tǒng)引入海水淡化環(huán)節(jié)，利用汽輪機出口的余熱淡化海水，系統(tǒng)熱能利用效率將得到大幅提高。
“其實，這項技術(shù)不僅可以用于海水淡化，我國西部地區(qū)大量苦咸水，也可以利用這項技術(shù)將水里的碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物等成分分離開，變成甘甜的水。”王志峰補充說。
采訪中，原郭豐接了一個電話，廣東的一家紡織企業(yè)正在考慮利用他們的這項技術(shù)為工廠提供高溫蒸汽。現(xiàn)在提供蒸汽的鍋爐每天需要燃燒大量的煤，既不經(jīng)濟也不環(huán)保。行業(yè)的利潤下降，日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)讓廠家下決心進行能源改造，打算在原有廠房上安裝太陽能光熱系統(tǒng)。海水淡化裝置成功運轉(zhuǎn)積累的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗為科技人員完成太陽能在紡織工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)增添了信心。
原郭豐早已看好另外一個領(lǐng)域——曬鹽。目前我國鹽場的曬鹽效率實際很低，一般在35‰，而且需要大面積平坦的土地。如果能在大型鹽場建設(shè)海水淡化項目，利用淡化機器里不斷蒸發(fā)留下的高濃度的鹽水，曬鹽效率將大幅提高。“這樣既可以發(fā)電，又能產(chǎn)生淡水，還能提高鹽場的產(chǎn)量，可以綜合提升單位用地的產(chǎn)能和經(jīng)濟效益，實在沒有不這么做的理由啊。”原郭豐充滿期待地說。
采訪感言：科研項目要服務(wù)國計民生
從海水淡化設(shè)備的總體設(shè)計方案到設(shè)備具體安裝調(diào)試，中國科學(xué)院電工所負(fù)責(zé)水電聯(lián)產(chǎn)項目的科研人員，顯示出極強的科研素質(zhì)和工程經(jīng)驗。更為重要的是，這個科研項目已經(jīng)顯示出很好的產(chǎn)業(yè)化前景。這說明，科研項目只要服務(wù)于國計民生，項目結(jié)束之時就是產(chǎn)業(yè)化之始。
我國每年以項目的形式向高等院校、研究機構(gòu)和企業(yè)投入大量科研經(jīng)費，推動了整體科研能力的提升。神舟系列飛船、北斗衛(wèi)星、天河二號計算機等成果的問世無不表明我國在不少領(lǐng)域的科技水平逐漸步入國際領(lǐng)先行列。與此同時，神舟太空育種，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航等又在服務(wù)社會，改善民生上發(fā)揮重要作用。但是，我們更應(yīng)該看到，我國每年有難以計數(shù)的科研成果僅僅停留在成果階段，沒有實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。究其原因很大程度上就在于這些科研項目沒有與經(jīng)濟社會發(fā)展的實際相結(jié)合，脫離企業(yè)需求，遠(yuǎn)離百姓需要。
因此，我們的科研項目設(shè)計要努力減少沒有市場潛力的無效研發(fā)，同時有效地把各類有應(yīng)用前景、有市場需求的成果及時轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力，讓科研成果真正服務(wù)于國計民生。
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