據世界核協會稱，核能已被用于海水淡化，且有更大用途潛力。Lienhard教授在悉尼舉行的國際海水淡化協會世界大會上甚至提出了關于核聚變能源之大膽創新計劃。模塊化、分散式核能海水淡化廠會成為水的未來嗎？讓我們聽聽專家的預測。

一、解決水資源短缺問題

隨著世界人口持續增長和全球氣候變暖，水資源短缺問題正威脅著全球成百上千萬人。據聯合國數據，2025年世界一半人口將生活在缺水地區。

解決水資源短缺問題刻不容緩。海水淡化是供水解決方案之一，經過幾十年緩慢發展，全球越來越多的地區應用海水淡化生產飲用水。據國際海水淡化協會(IDA)數據，目前全球有超過2.2萬個海水淡化廠，總合同容量超過1億m3/d。

技術創新降低了海水淡化過程能耗，但以往看來，其能耗高于其它水源的問題仍然存在。核能可以進一步降低能耗嗎？

麻省理工學院安利捷教授兼安利捷水和食品系統實驗室(J-WAFS)創始主任 John H. Lienhard V 教授在三年一度的IDA世界大會期間提出了一項大膽創新計劃——為未來水務創建模塊化、分散式核能海水淡化廠。

“核電有望解決當前氣候危機，因為它在不向大氣釋放碳的情況下產生能量并具備生產淡水的潛力，這是我們力求實現的重要目標”，他說道。

二、什么是核能海水淡化？

核能海水淡化使用核反應堆供能發電，然后用于海水淡化。核能海水淡化廠可以大量生產淡水，對缺水地區而言，這是可靠且可持續的解決方案。

核能海水淡化的一大優點是它比傳統海水淡化更為經濟。傳統海水淡化通常依賴于化石燃料，但核能海水淡化不會產生任何溫室氣體。此外，核電站具有高容量系數，這意味著它們可以連續產生能量，使海水淡化廠電力來源穩定可靠。

核能海水淡化另一優點是比傳統海水淡化生產成本低。雖然核電站初始建設成本高昂，但長期運營成本遠低于其它海水淡化方法。相較其它發電廠，核電站不僅使用壽命長達60年，并且其維護需求最小。

隨著技術進步，核能海水淡化正變得愈加高效、安全。相比過去的核反應堆，現代核電站具有許多安全功能，包括自動關閉系統、多備用發電機和安全殼建筑等。此外，核廢料也可以在核反應堆中回收再利用。

Lienhard教授表示，核聚變能源等新技術將徹底改變能源和水的生產方式，或將是未來可持續海水淡化的最終答案。使用核聚變動力反應堆進行海水淡化具有許多優點：核聚變發電廠可建設在人口密集地區，并可在不適用核裂變能源的地區使用。

“核聚變能合并氫同位素氘形成氦氣，釋放出大量能量而不產生放射性廢物”，Lienhard教授說，“這項技術面臨挑戰，但如今的高溫超導使得穩定等離子體成為可能。預計2030年初，核聚變發電可以實現。我非常樂觀地認為，核聚變技術是一項振奮人心的發展——提供清潔能源和水，而不會產生任何廢物”。

三、小型模塊化反應堆和海水淡化

國際海水淡化咨詢協會有限責任公司總裁兼首席執行官Leon Awerbuch在接受水技術在線采訪時表示，雖然核聚變能源海水淡化令人興奮，但他認為其完全實現尚需時日，相反，用于海水淡化的小型模塊化反應堆(SMR)可能比核聚變能源更貼近現實。

SMR比傳統核動力反應堆小，產生電力約為傳統核動力反應堆三分之一，利用核裂變產生熱量。SMR可使用預制機組建造，比傳統核電站更經濟，建設速度更快。

SMR可用于不適合大型核電站的地區，可為農村地區提供低碳電力。微反應堆是SMR的子設備，設計用來產生微量電力，使其更適于缺乏可靠能源的地區，還可以用作緊急情況下的備用電源，或取代以柴油為燃料的發電機。

“如果核聚變能夠大規模部署，它將提供一種能源——沒有化石燃料燃燒造成的污染和溫室氣體，以及當前核電站鈾裂變產能所產生半衰期長的危險放射性廢物。但核聚變廣泛應用還需時日”。Leon Awerbuch說，“核聚變發電將為子孫后代提供幾乎取之不盡用之不竭的新能源前景，但它也帶來了迄今為止尚未解決的技術挑戰，關鍵是要實現核聚變等離子體熱量釋放速率大于等離子體能量注入速率。但我肯定，使用混合海水反滲透技術(SWRO)和多效蒸發技術(MED)成熟的SMR將很快在核能海水淡化中實踐并應用”。

四、利用核能為海水淡化供能

核能海水淡化已被證實是哈薩克斯坦、印度和日本等國的可行解決方案。雖然人們擔憂核電對環境的影響，但該技術正變得越來越安全和高效。

就成本而言，核能海水淡化與化石燃料工廠相當，參考成本為0.7~0.9美元/m3。其中，一種技術路線是使用動力堆滿足高電網負荷需求，多余的電力用于反滲透(RO)海水淡化動力泵。

哈薩克斯坦的BN-350快反應堆，其電功率高達135 MWe，同時產生8萬m3/d飲用水。熱電聯產廠設計熱功率為1000 MWt，但運行功率高達750 MWt。日本有10個海水淡化設施，產能約1.4萬m3/d飲用水，與用于發電的壓水反應堆(PWRs)相連。

韓國也有與壓水堆相關的多效蒸發技術(MED)工廠。

印度自1970年代以來一直從事海水淡化研究，2002年在Kalpakkam馬德拉斯核電站建立了一個混合核能海水淡化示范項目。該項目包括 1800 m3/d容量反滲透(RO)裝置、4500 m3/d多級閃蒸(MSF)工廠和駁船式反滲透裝置。作為使用混合MSF-RO技術規模最大的核能海水淡化廠，它也存在4 MWe的電力損耗。

雖然核能海水淡化大規模商用很大程度上受制于經濟因素，但現代核電廠技術進步和安全特點為高效且可持續海水淡化提供了廣闊的前景。此外，核廢料可以在反應堆中回收和再利用，令其可持續性有所增加。

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