【專題探索】海水淡化廠的規劃與技術應用
林佳韻 (2010/12/06) 《台經月刊第33卷第12期》
國內外海水淡化應用概況
海水淡化技術自第二次世界大戰時開始發展，美國政府並於1950年代成立鹽水中心(Office of Saline Water)，進行淡化技術應用之研究。而薄膜製程直到1970年代才達到商業化的運轉，到2010年發展約40年，海水淡化的單位成本也隨著科技的進步不斷下降。但海水淡化仍然是需要大量的能源來產出，因此未來海水淡化的成本與能源的價格息息相關。
淡化水不僅用來供應民生用水、公共給水及灌溉用水等，也供應一般工業用水。同時，由於淡化水的水質較好，也提供作為高科技半導體廠超純水的原水。因此，淡化水的應用可說非常廣泛。在世界上許多臨海先進國家或地區，海水淡化已經成為與傳統水源同樣重要的新興水源，並將海水淡化用來作為有效緩和或解決水資源供需失衡的方案。目前淡化技術應用現況與發展趨勢概述如下。
（一）海水淡化技術
淡化(Desalination)是一水處理技術，其原理乃是利用能源將鹽水(Saline Water)分離成兩部分，一部分為淡水(Fresh Water)，另一部分則是含高鹽量之鹵水(Brine)而達成淡化之目的。淡化的水源可包括海水與鹹水，本研究則以海水為淡化之水源，亦即習稱之海水淡化。
海水淡化(Sea Water Desalination)之方法，由其原理可分為涉及水的相變化(Phase Transformation)與不涉及水的相變化(Non-Phase Transformation)兩類。在涉及水的相變化之方法又可分為蒸餾法(Distillation)與冷凍法(Freezing)。前者利用水的蒸發∕冷凝之程序，而與其他成分分離；後者利用水的結晶∕融化之程序，而與其他成分分離。在不涉及水的相變化之方法中有利用薄膜(Membrane)的逆滲透等。
蒸發法又包括多效蒸發法、多級閃化法(Multi-Stage Flash)和蒸汽壓縮法三種，薄膜法主要有逆滲透法(Reverse Osmosis)和電透析法兩種。目前全世界海水淡化方法的應用以逆滲透法排名第一，多級閃化法第二名，電透析法占第三名（表1），逆滲透法和多級閃化法是海水淡化領域的主流方法（財經知識庫）。
表1 海水淡化技術
（二）各國應用情形
據2008年聯合國公布的數據，全球超過10億人口居住在水資源稀缺地區，而目前海水淡化在中東地區最為普遍，如沙烏地阿拉伯、以色列等中東國家目前70%的淡水資源均來自海水淡化，美國、日本、西班牙等發達國家也競相發展海水淡化產業，全球海水淡化規模以每年10%以上的速度成長，成為解決水危機的主要途徑之一。中東地區國家多採用多級閃化法，如沙烏地阿拉伯、阿拉伯聯合大公國、科威特、卡達、利比亞、伊朗與巴林等。美國則為薄膜法之最大使用國。亞洲的日本、印尼、韓國、中國及台灣均以使用逆滲透法為主（表2）。
表2 海水淡化技術之逆滲透法與多級閃化法之比較
以色列是全球海水淡化規模最大、技術最好的國家，擁有三座大型逆滲透海水淡化廠，年產淡水2.3億立方公尺，全國供水達50%。其中，2010年5月投入使用的哈代拉海水淡化廠年產淡水量達到1.27億立方公尺，為現有世界最大反滲透海水淡化廠。根據以色列政府規劃，2013年前將建設兩座大型海水淡化廠，全部工程完成後，海水淡化將滿足以色列80%的水資源需求。沙烏地阿拉伯擁有1,260座海水淡化廠，每日產水量近700萬噸，其海水淡化廠數量為全球第二名，但每日產水量為全球第一（財經知識庫）。
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