在美國石油公司——埃克森美孚（Exxon Mobil）擔任專利律師的10年時間里，Gary Katz于2016年創立Katz Water Technologies（卡茨水技術公司）并啟動離網海水淡化項目，最初傾向于利用油井中燃燒氣體來凈化“產出水”。

然而，Katz在德克薩斯州的一次電話中向SolarPACES記者表示：石油和天然氣生產基地非常需要凈化水，而且有相當多的廢棄的天然氣還可以用來取暖。但是，美國能源部（DOE）在推出太陽能海水淡化創新的征求意見書（RFP）時，讓我意識到這種技術路線可以改變。已經成立4年的初創企業Katz Water Technologies團隊贏得了DOE逐步頒發的一系列獎項的前兩個階段，以開發其離網淡化的利用集中式太陽能（CST）的版本。

“這是一場多階段的價格競爭。在第一輪中，我們獲得了5萬美元的現金獎勵，這使我們能夠構建原型樣機，第二輪我們獲得了25萬美元的現金獎勵。有了這些資金，我們已經并將繼續大力推進這項技術。下一階段，我們正在準備一個可行性的項目方案，如果美國國家發展部接受它，我們將得到75萬美元的獎金。

工業廢熱是很難賣的

在最初的可再生能源海水淡化申請中，創業公司提到了太陽熱能，但實際上Katz最初認為工業廢熱能是理想的來源。但他遺憾地指出：“作為一家初創公司，我們必須轉向市場所支持的方向，盡管從理論上講，運行凈化系統的工業廢熱能是免費的，但我們接觸的工業工廠并不太希望讓我們在現場測試這個想法。”

在許多工業應用中，如石化精煉、化學品和采礦業，所產生的廢熱能足以凈化水。問題是，要說服這些工業工廠允許我們改造或修改他們的熱交換器，當然這個改造過程可能是昂貴的，這取決于量的大小。雖然這不是一件容易的事，工廠業主也沒有表現出足夠的興趣，但我沒有放棄這個設想。目前我們更加渴望能應用這項技術的市場。他補充道。

Katz Water Technologies前兩年運營中，開發了一種由喇叭氣體驅動的離網海水淡化技術，因為石油和天然氣客戶比工業公司更愿意與他們合作，因此，我們開發了一個系統，可以在油氣井站點運行天然氣以凈化受污染的水，生產高質量的淡水。

因為美國能源部的這一獎項，Katz目前正在開發新的太陽能系統——利用集中式太陽熱能技術進行脫鹽，可以應用于沒有天然氣的油井的某些偏遠地區。據他們了解，太陽能海水淡化裝置不僅環保，而且可以緩解向偏遠地區運送燃料的后勤需求。我們希望在明年某個時候建成每天一百立方米的太陽能海水淡化廠，然后轉型成為我們的第一個商用太陽能產品。

農業海水淡化市場規模較大

在此過程中，Katz還發現了一個更大的市場——農業海水淡化，甚至凈化水，以達到人類可以直接飲用的水。

“即使在美國，也存在著偏遠的農村，那里的水源正在受到損害，地表水和地下水要么被污染，要么鹽水侵入，因此不能用于農業生產。通常，這些偏遠的農場和牧場無法獲得電力或天然氣。而不選擇反滲透海水淡化，也是因為用電原因。”他指出，“而另一個市場，則是位于偏遠地區的軍事活動和人道主義組織區域，那里的水不適合飲用，因此他們要么必須在基地上大量供水，要么運用重型噴氣燃料的發電機發電，以運行反滲透工廠。因此，一個離網工作的太陽熱能驅動的海水淡化系統，對于緩解遠程作業有巨大的價值。”

由于最初的設計，是使用化石燃料作為熱能，因此滿足美國能源部獎勵要求的唯一變化是，將熱源轉換為太陽能。

Katz解釋道："我們獲得專利的改進是，在熱交換器內進行蒸餾（包括傳熱、蒸餾和分離）的能力；而過去，換熱器需要多個設備和工藝步驟，這意味著更多的成本和更多的能源運行。但是，通過我們的簡化系統，我們只需一臺設備，即可在12秒內將水中溶解的污染物清除99%以上。因此，我們可以采取一些污染最嚴重的水，并將其轉化為淡水質量，非常快。”

作為一名專利律師和企業家，Katz在評估技術方面有20年的經驗，因此，Katz將太陽能集熱器供應商外包給Rackam Group，該集團已在美國、加拿大、巴西和西班牙部署了太陽能集熱器模塊。他明白，自己沒有太陽能研發的背景，采購太陽能集熱器將是其海水淡化初創公司的明智解決方案。

預計下個月，Katz采購的Rackam開發的10kWth、20英尺雙軸太陽能槽式集熱器即可交付，這樣他們就可以用他們的核心海水淡化技術測試整個系統，利用太陽能集熱器將水加熱到250℃進行熱海水淡化。

Heat2Hydro并入Rackam運行

“Heat2Hydro合并后，組建了更大的Rackam集團，”Heat2Hydro公司首席技術官Angelo Chialva解釋道，他的太陽能熱工程背景可以追溯到十多年前在美國太陽能熱發電（CSP）產品組合以及南美洲工作的經驗。

Chialva希望在NREL的幫助下將其性能數據公開，以解決性能數據不足的問題。他認為，對各種太陽能熱元件進行驗證測試至關重要，這給潛在客戶和供應商帶來了確定性。因此，為揭開美國公司技術的神秘面紗，Rackam計劃通過與科羅拉多州NREL的持續CST工作關系，公開自己的結果（無論好壞）。

Chialva表示，我們在這里可以汲取以往的經驗教訓，并為客戶提供最好的技術。Heat2Hydro已根據早期學習成果縮小了范圍，在此過程中放棄了兩個早期系統版本，轉而獲得了效率達到70％的系統，而且成本更低。因此，他們現在可以用不到3年的回收來滿足30年的使用壽命。

Chialva堅信，海水淡化等工業熱應用是除發電外，利用集中式太陽能熱利用技術的更好方法。與需要大量初始資本投資為數百萬美元的系統不同，利用太陽能進行像Katz WaterTechnologies這樣的水回收應用，將是太陽能熱的下一個大用途。