了解SWRO的成本驱动力

2021年9月24日,星期五

海水反渗透(SWRO)在全球范围内不断增长,以弥合需求增加和气候驱动的水稀缺性之间的差距。但是,与地面和地表水等其他来源相比,SWRO的淡水相对昂贵。

SWRO成本差异很大,具体取决于许多因素。尽管其中许多成本取决于植物的大小和位置,但通过设计尽可能节能运行的植物,可以降低电力成本(SWRO的非常重要的成本驱动力)。

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成本是SWRO更广泛适应的障碍,尤其是在人口增长的低收入和中等收入国家中,只是那些受到水短缺威胁的人。根据救济网络,到2050年,高中收入国家 /地区的人均供水预计将分别下降5%和12%,但在中低收入国家中将下降30%。在低收入国家,情况将会更糟:这里的平均水预计将下降46%。

当然,对于远离海洋的人群而言,SWRO将不是一个明显的选择。至少不在低收入国家。但是,由于越来越多的社区将使用SWRO来满足他们的某些水需求,因此了解SWRO的成本驱动因素对于做出经济上可靠的决策至关重要。

全球SWRO植物和成本的许多变化取决于植物位置和大小

SWRO不是标准化的现成解决方案。一系列变量影响了其对购买工厂和正在进行的运营支出(OPEX)的资本支出(CAPEX)的成本结构,以维持和运行工厂的一生。

相对于植物的位置和该位置附近的海水的性质,许多SWRO的成本各不相同。这两个变量都可以影响资本支出和OPEX。尽管这些不是会计术语中的“固定成本”,并且所有这些都受到谈判的约束,但这些成本主要取决于在世界范围内建造工厂的位置,而几乎没有“蠕动室”以进行优化。这样的费用包括:

  • 土地获取费用:SWRO植物越接近大海,摄入量的成本越低(将水从大海带到植物)和排放量(将盐水排放回海)结构将是。但是,在某些海滨地点的土地可能比内陆更昂贵的土地要昂贵。
  • 现场开发成本取决于场地的性质,差异很大。如下所示,土木工程支出通常代表了大部分资本支出。体育投注必威
  • 电力传输成​​本必须在SWRO工厂远离电源的情况下考虑,并且需要额外的成本才能连接到网格。
  • 水传输成本对于SWRO,根据植物与海洋和最终用户的距离不同。
  • 原水的质量:盐度,溶解的固体,有机负荷以及藻类开花的潜力都决定了植物的预处理和高压要求,因此影响了资本支出和OPEX。
  • 进气和外观也对SWRO成本发挥了重要作用。根据位置的不同,可能有必要延长进气结构,以达到比岸边可用的水。同样,在必须保护敏感的海洋栖息地免受盐度升高的影响的环境中,需要更复杂的排放系统。
  • 环境法规:不同国家,甚至国家 /地区的不同国家和地区以自己的方式规范SWRO工厂。例如,澳大利亚和美国的SWRO工厂比中东和北非许多国家 /地区的环境法规更严格,因此,环境影响研究和许可的成本更高。在美国,加利福尼亚州的环境法规的成本高于佛罗里达州。
  • 能源成本在世界各地的极端变化。根据国际能源局的说法,2021年的工业利率平均约为100美元/兆瓦,最高利率超过10倍。该价格差异还包括SWRO是淡水的重要来源的国家,例如塞浦路斯(238.8美元/MWH))和阿尔及利亚(21.6美元/MWH)。

除了上述变量外,某些成本驱动程序更多地取决于设计选择,而不是位置。这些包括:

  • 规模:产生的水的数量和所需的工厂容量会影响成本。一般而言,规模经济意味着SWRO工厂越大,每M3产生的水的成本越低。
  • 能源效率:由于能源至少占OPEX的45%,因此有关关键组件的能源效率的选择很重要。如下所示,包括植物设计中的同类能量回收设备(ERD)是提高能源效率的最重要方法,但是选择最节能的高压泵也很重要。


SWRO CAPEX的元素

如下图所示,总资本支出成本包括各种组件。



土木工程(1体育投注必威9%)和设备/材料(15%)代表了资本支出的最大股份,其次是摄入量/出口(11%)和许可和开发(11%)。

如前所述,尽管有一些优化资本支出成本的潜力,但工厂的大小和位置将大大限制此类优化的范围。但是,正如我们将在下面讨论的那样,有两个资本支出决策可能会对工厂的OPEX和总终身成本产生重大影响。

  • 占平均总资本支出的不到2%的ERD对能源消耗和OPEX产生了巨大影响。
  • 同样,与节能效率较低的替代方案相比,选择最节能的高压泵(仅占平均总资本支出的1.22%)也可以显着降低能源消耗和OPEX。



SWRO OPEX的元素

OPEX包括一系列成本类别。尽管所有这些都取决于实际的植物产量和随着时间的推移运行时间,但有些比其他工厂更“可变”。



除了化学药品外,无论植物所在的世界何处,都可以假定备用零件和膜等补充物的成本大致相同。另一方面,劳动力成本将根据该工厂是否位于高,中等或低收入国家的不同之处。

这留下了能源,这是迄今为止最大的OPEX成本驱动器。虽然零钱成本因国家而差异很大,但我们估计电能成本至少占平均总运营成本的45%。

与大多数OPEX和CAPEX元素不同,能源消耗中有很大的“蠕动空间”,以大大降低整体成本。这些OPEX节省的关键在于有关ERD和高压泵的资本支出决策:

  • 对于相对较小的前期投资,SWRO植物运营商通常通过在其设计中包括同质ERD来节省多达60%的总能源成本。尽管在过去的15年中,ERD变得越来越普遍,但仍然有许多SWRO植物在没有它们的情况下运作。
  • Similarly, because high-pressure pumps responsible for SWRO’s osmotic exchange represent 80% of all electrical energy costs, or over a third of total OPEX, opting for the most energy-efficient high-pressure pumps available can also make a big difference in the long run. In many cases, and whenever feasible, axial piston pumps reduce overall energy costs by 20-30% compared to centrifugal pumps, making short work of payback time on the incrementally higher initial CAPEX cost.

将超越资本支出和OPEX超越总拥有成本

看起来似乎是不合逻辑的,并非所有SWRO植物都经过优化,以节省其可能的成本。对于能源成本尤其如此。

在某些情况下,这是因为植物是在等速器ERD和高效率高压泵之前建造的。改造这样的较旧工厂以使其更节能的业务案例通常是引人注目的,但必须根据个人成本效益和回报时间分析来决定。阅读我们的博客以查看如果所有SWRO植物都经过改造,那么世界可以节省多少能量和二氧化碳排放量

在其他情况下,对资本支出排除OPEX的狭offos缩小了采购决策,这些决策有利于当今最低的价格,而无需明天和工厂的余生,而无需考虑运营成本。

这种次优化的唯一真正解决方案是应用总拥有成本原则。但这就是另一个博客的主题。

阅读有关我们的淡化解决方案的更多信息

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