山東省海水利用業(yè)發(fā)展對策研究＊

趙玉杰，郝艷萍

（山東社會科學(xué)院海洋經(jīng)濟(jì)研究所 青島 266071）

山東省海岸線長達(dá)3121km，占全國海岸線的1／6，海水資源非常豐富；但淡水資源嚴(yán)重短缺，人均水資源量僅有328m3，尚不到全國人均水資源量的1／6。尤其是膠東沿海地區(qū)，淡水資源更是極度匱乏，青島、煙臺、威海等城市的人均生活用水量多年來徘徊在每年僅數(shù)十立方米。水資源已經(jīng)成為制約社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。海水利用已成為解決山東沿海地區(qū)水資源短缺的現(xiàn)實選擇。

1 山東省海水利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

海水利用主要有3個方面：一是海水代替淡水直接作為工業(yè)用水和生活雜用水，用量最大的是做工業(yè)冷卻用水，其次還可用在洗滌、除塵、沖灰、沖渣、化鹽制堿和印染等；二是海水經(jīng)淡化后，提供高質(zhì)淡水，供高壓鍋爐用，淡化水經(jīng)礦化后作飲用水；三是海水綜合利用，即提取化工原料等。

1.1 海水直接利用

海水冷卻指用海水取代淡水作為工業(yè)冷卻水，是海水直接利用的主要方式之一。在海水冷卻技術(shù)方面，海水直流技術(shù)已得到廣泛的應(yīng)用推廣。海水循環(huán)冷卻技術(shù)進(jìn)入1萬m3／h級產(chǎn)業(yè)化示范階段。山東省鼓勵電力、石化、化工、鋼鐵等高用水行業(yè)利用海水替代淡水發(fā)展生產(chǎn)，并對海水淡化、水電聯(lián)產(chǎn)、海水冷卻和海水沖洗等項目，優(yōu)先立項，重點支持。目前，火電廠和核電廠直接利用海水作為工業(yè)冷卻水已有一定規(guī)模，沿海一些火電廠開始應(yīng)用海水脫硫。目前主要應(yīng)用于沿海城市和苦咸水地區(qū)的電力、石化、鋼鐵和化工等行業(yè)。

為進(jìn)一步推廣海水直接利用，山東省沿海各市具備海水利用條件的化工等行業(yè)以解決冷卻用水為重點，分期分批推廣應(yīng)用海水直流冷卻和循環(huán)冷卻技術(shù)，鼓勵應(yīng)用海水循環(huán)冷卻技術(shù)，建設(shè)海水循環(huán)冷卻示范工程。威海市主要有華能電廠和新力熱電兩家企業(yè)利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻，華能電廠循環(huán)冷卻每年利用海水2500萬m3，新力熱電每年利用海水5.5億m3。煙臺市從1998年起，開始把海水用作工業(yè)冷卻水。目前，山東百年電力發(fā)展股份有限公司、蓬萊東海熱電有限公司和煙臺西部熱電有限公司等，每年用海水冷卻水用量達(dá)10億t。其中，山東百年電力發(fā)展股份有限公司全年用海水冷卻水約8.76億t，可節(jié)約淡水660萬t；煙臺西部熱電有限公司的海水冷卻系統(tǒng)日節(jié)約淡水2000t，均獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

山東在生活用水方面，利用海水灌溉蔬菜、沖廁等方面也取得了成功。2009年膠南市海之韻小區(qū) “海水沖廁”項目通過了科技部的驗收，目前該小區(qū)的沖廁用水占到居民全部生活用水的30%，日節(jié)約生活用水量近300t，年節(jié)水量超過10萬t。沖廁用海水價格低廉，僅為2元／m3，比普通生活用水還便宜0.3元。海之韻小區(qū)已正式成為我國內(nèi)地首家將海水引入大生活用水的示范小區(qū)。

2004年全國首個海水空調(diào)項目在青島建成，該項目是利用少量電能從海水中提取熱量和冷量，達(dá)到制熱和制冷的效果。據(jù)預(yù)測，使用海水源熱泵技術(shù)制冷供熱的成本比使用燃?xì)忮仩t每年要節(jié)約成本40%左右，運(yùn)行費用每年要節(jié)約一半，使用年限要高于燃?xì)忮仩t10年以上。

1.2 海水淡化

山東是全國海水淡化應(yīng)用最廣泛的省份。海水淡化技術(shù)日漸成熟，主要以反滲透和低溫多效蒸餾為主，海水淡化量占全國的一半以上。截至2006年年底海水直接利用量超過20億m3。建成海水淡化工程17處，日淡化海水3.5萬t，占全國淡化水量的25%。目前，山東省海水淡化利用的進(jìn)程不斷加快。在未來幾年，預(yù)計投資36.12億元，興建21處海水淡化工程，日淡化能力達(dá)到41萬m3，年供水量達(dá)13969萬m3以上。目前，大型的海水淡化項目主要分布在青島、煙臺和威海3個城市。

1.2.1 青島海水淡化現(xiàn)狀

青島的海水淡化產(chǎn)業(yè)走在全國前列，海水淡化日生產(chǎn)總規(guī)模已超過3200t。海水淡化技術(shù)逐漸成熟，海水淡化的噸成本包括設(shè)備折舊與投資回報已降至5元左右，而且海水淡化水的水質(zhì)已達(dá)到瓶裝飲用純凈水標(biāo)準(zhǔn)。海水變淡水優(yōu)勢日益凸顯，產(chǎn)業(yè)化前景十分可觀。

青島黃島發(fā)電廠是山東省淡化海水利用的一個成功典型。黃島發(fā)電廠近年與天津海水淡化與綜合利用研究所合作，啟動了低溫多效海水淡化工程，生產(chǎn)出高標(biāo)準(zhǔn)的鍋爐用水和優(yōu)質(zhì)的純凈飲用水。其中，海水淡化的鍋爐用水已占到整個鍋爐供水比例的100%，節(jié)約自來水173萬t，為企業(yè)節(jié)約水費支出567萬元；純凈飲用水質(zhì)高于國家頒布的飲用純凈水水質(zhì)要求，目前日產(chǎn)純凈水60t。黃島發(fā)電廠已擁有兩條日產(chǎn)3000t、一條日產(chǎn)10000t反滲透海水淡化裝置，日淡化水能力達(dá)1.6萬t，不僅滿足了開發(fā)區(qū)企業(yè)工業(yè)用水需求，還可作為市政用水。青島百發(fā)海水淡化項目是我國目前最大的海水淡化項目，總規(guī)模為10萬t／d，目前已基本完工，投產(chǎn)后淡化水將直接進(jìn)入自來水市政管網(wǎng)供市民飲用，每天提供的淡水將占目前市內(nèi)4區(qū)淡水量的1／6。此外，青島3個日產(chǎn)水7000m3以上的海水淡化項目正在加緊建設(shè)。在不久的將來，膠州灣將成為青島市居民日常淡水供應(yīng)的 “水源地”，屆時居民規(guī)模利用淡化海水真正成為現(xiàn)實。

未來的5～10年內(nèi)，青島市還將陸續(xù)建設(shè)或擴(kuò)建11處濱海海水淡化廠、4處海島型小型淡化裝置和1處內(nèi)陸苦咸水淡化廠。預(yù)計2015年，海水淡化能力達(dá)38萬t／d，海水淡化產(chǎn)業(yè)年總產(chǎn)值達(dá)到120億元，帶動機(jī)械制造、高分子材料和技術(shù)服務(wù)等行業(yè)產(chǎn)值增加400億元。

1.2.2 威海

威海市華能威海電廠是威海市主要的海水淡化企業(yè)，年淡化海水237萬m3，日產(chǎn)淡水2500t。截至2005年7月劉公島海水淡化項目投產(chǎn)，威海在建和已建成的海水淡化工程總處理能力可達(dá)到1.8萬t／d，接近目前市區(qū)日用水量的1／5。威海市的海水淡化應(yīng)用范圍已經(jīng)從工業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)展到民用領(lǐng)域，初步形成了產(chǎn)業(yè)化。

總體來看，威海市海水利用業(yè)開發(fā)規(guī)模不大，層次不高。目前，海水利用企業(yè)僅有2家，全年海水利用量僅為5.75億m3，適用范圍局限在海水冷卻和海水淡化兩個方面。

1.2.3 煙臺

煙臺的海水淡化業(yè)主要分布在部分海島上。由于獨特的地理環(huán)境，海島上淡水極度匱乏。為解決島上居民的生活用水，2000年長島縣投資1200萬，在南長山島建成首座1000t海水淡化裝置；此后又在長島縣建立了5座海水淡化站，總規(guī)模達(dá)到日產(chǎn)淡水1850t，使10個有人居住海島中6個用上海水淡化水，直接受益人口達(dá)3.6萬人，占全縣總?cè)丝诘?1%［1］。

崆峒島的海水淡化工程，日淡化海水能力達(dá)500m3，基本滿足島上軍民需要。此外，煙臺核能海水淡化示范工程已獲批準(zhǔn)，進(jìn)入可行性研究階段，工程建成后，可以日產(chǎn)淡化海水14.5萬 m3，將大大緩解煙臺水資源的緊張狀況。

山東魯北反滲透海水淡化產(chǎn)業(yè)化示范工程項目已進(jìn)入可行性研究階段，建成后日產(chǎn)淡化海水2萬m3，將緩解濱州的水資源緊張狀況。

1.3 海水化學(xué)資源的綜合利用

近年來，山東省海水綜合利用取得新突破。其中，以?；瘓F(tuán)和魯北集團(tuán)為代表的 “一水多用”模式，不僅可以豐富水產(chǎn)養(yǎng)殖的品種，還降低了制鹽和化工生產(chǎn)的能源消耗，實現(xiàn)了在現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下海水資源的最大化利用。據(jù)不完全統(tǒng)計，全省海水資源綜合利用產(chǎn)值已達(dá)26億元。目前，山東沿海地區(qū)已將海水 “一水多用”技術(shù)作為發(fā)展重點，加大從海水中提取鹽、溴、鎂等系列產(chǎn)品的研發(fā)和推廣力度，建設(shè)大規(guī)模海水提溴、提鎂示范項目。將海水淡化與發(fā)展新型制鹽業(yè)相結(jié)合，利用海水淡化產(chǎn)生的濃海水制鹽。

山東魯北企業(yè)集團(tuán)在海水綜合利用方面，已建成了 “初級鹵水（濃縮海水）養(yǎng)殖、中級鹵水提溴、飽和鹵水制鹽、苦鹵提取鉀鎂、鹽田廢渣鹽石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥、海水送熱電冷卻、精制鹵水送到氯堿裝置制取燒堿”的海水“一水多用”產(chǎn)業(yè)鏈［2］，極大地降低了生產(chǎn)成本。檢測表明，魯北生態(tài)工業(yè)園的科技、經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)等綜合貢獻(xiàn)率，高出丹麥卡倫堡生態(tài)工業(yè)園1倍。山東海化集團(tuán)以發(fā)展海洋化工新興產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)。主要產(chǎn)品有40多種，其中純堿、原鹽、溴素、三聚氰胺和氯化鈣等10種產(chǎn)品產(chǎn)量及市場占有率均居全國首位，成為全國最大的海洋化工生產(chǎn)基地和出口創(chuàng)匯基地。

東營市、濱州市沿海地區(qū)也大力發(fā)展以原鹽生產(chǎn)為基礎(chǔ)、鹽化工與養(yǎng)殖為兩翼的 “一水多用”循環(huán)發(fā)展模式，將海水先用于魚、蝦、貝、蟹混養(yǎng)，等養(yǎng)殖品種出池后，再將海水放養(yǎng)鹵蟲，待鹵蟲出池后，再將海水提溴，提溴后的海水曬鹽，最后將曬鹽后排出的苦鹵加工成氯化鎂等化工產(chǎn)品。大大提高了海水的綜合利用率，并獲得了可觀的經(jīng)濟(jì)收益。2008年，東營市河口區(qū)新戶鄉(xiāng)灘涂養(yǎng)殖面積已發(fā)展到1.1萬hm2，海產(chǎn)品總產(chǎn)量達(dá)到5萬t，實現(xiàn)產(chǎn)值2.6億元；鹽田開發(fā)面積已達(dá)1.33萬hm2，結(jié)晶區(qū)面積600萬m2，全鄉(xiāng)生產(chǎn)原鹽35萬t、溴素2600t，實現(xiàn)財政收入1400萬元。

青島利用海水淡化剩余的濃鹽水制鹽，既減少曬鹽時間、曬鹽池占地面積，又大大降低鹽田制鹽成本。經(jīng)初步估算，制鹽成本將減少1／3左右。同時，從剩余的濃鹽水中提取鉀、鎂等元素，作為化學(xué)肥料的原料應(yīng)用于農(nóng)業(yè)。

2 山東海水利用業(yè)的結(jié)構(gòu)分析

2.1 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

（1）海水淡化以解決海島軍民、沿海城市居民生活用水和作為鍋爐補(bǔ)水等工業(yè)用水為重點，使海水淡化水成為海島的第一水源、沿海城市的重要水源。海水淡化技術(shù)主要以低溫多效蒸餾和反滲透為主。

（2）海水直接利用主要在電力、化工等行業(yè)用作冷卻用水，鼓勵應(yīng)用海水循環(huán)冷卻技術(shù)，建設(shè)海水循環(huán)冷卻示范工程。如，利用熱電廠海水冷卻排放的溫排水開展海水養(yǎng)殖，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用和綜合利用，建立封閉型循環(huán)海水養(yǎng)殖示范項目，避免或減少養(yǎng)殖排水對海域的污染。擴(kuò)大海水直接利用領(lǐng)域，推廣海水源熱泵技術(shù)，鼓勵電力、鋼鐵、石化、化工等行業(yè)利用海水脫硫、沖灰、沖渣。建設(shè)一批海水抽水站、配水庫、輸送管道等設(shè)施，逐步擴(kuò)大大生活用海水的使用范圍。

（3）在海水化學(xué)資源綜合利用方面，發(fā)展重點是海水 “一水多用”模式，把海水循環(huán)冷卻、余熱海水利用、海水淡化以及化學(xué)資源利用有機(jī)結(jié)合起來，延伸海水利用產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)資源綜合利用。

（4）利用新能源發(fā)展海水淡化。海水淡化技術(shù)所需能源主要來自石油、煤炭等化石燃料。傳統(tǒng)的化石燃料是不可再生能源，隨著海水淡化規(guī)模的不斷擴(kuò)大，勢必給環(huán)境帶來新的壓力。從世界能源利用趨勢看，傳統(tǒng)化石燃料的替代型能源主要有風(fēng)能、波浪能、太陽能、地?zé)崮?、海洋能和寄生物質(zhì)能等［3］。山東擁有豐富的風(fēng)能、波浪能和潮汐能，可將這些可再生資源與海水淡化相結(jié)合的工藝與技術(shù)，實現(xiàn)環(huán)境零污染。

2.2 空間布局

山東海水利用業(yè)在空間結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)出以青島為中心，沿海岸呈帶狀分布的特點。山東省正在努力打造1個海水利用綜合區(qū)：青島海水利用業(yè)幾乎涵蓋了海水沖廁、工業(yè)冷卻、海水采暖和制冷、海水淡化、海水加工等各個方面，作為集科研、應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)化示范于一體的海水利用中心發(fā)展區(qū)，為沿海其他地區(qū)提供海水利用咨詢、設(shè)備設(shè)計加工等服務(wù)。建設(shè)3個產(chǎn)業(yè)帶，包括煙臺、威海建設(shè)海水淡化產(chǎn)業(yè)帶、濰坊、濱州、東營建設(shè)海水化學(xué)資源綜合利用產(chǎn)業(yè)帶，環(huán)山東半島沿海工廠化海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)帶；實施4個示范工程（煙臺牟平區(qū)養(yǎng)馬島16萬m3／d低溫核能海水淡化工程、青島黃島電廠8萬m3／d海水淡化工程、青島百發(fā)10萬m3／d反滲透海水淡化工程、沿海高耗水企業(yè)海水直接利用示范工程）。

2.3 山東海水利用業(yè)在全國的地位

山東海水利用業(yè)中，海水淡化業(yè)相對發(fā)展得比較成熟。下面以海水淡化業(yè)為例，分析山東海水利用業(yè)在全國的地位。

我國海水淡化技術(shù)已日趨成熟。據(jù)統(tǒng)計，截止2006年6月底，我國已建成投產(chǎn)的海水淡化裝置總數(shù)為41套，合計產(chǎn)水能力12.0394萬m3／d（圖1）。在已建成的41套海水淡化裝置中，山東省占14套，合計產(chǎn)水能力1.661萬m3／d；浙江省占12套，合計產(chǎn)水能力4.561萬m3／d；遼寧省占8套，合計產(chǎn)水能力1.0944萬m3／d；河北省占2套，合計產(chǎn)水能力3.0萬m3／d；天津市占3套，合計產(chǎn)水能力1.7萬m3／d；其他省市占2套，合計產(chǎn)水能力0.023萬m3／d。

圖1 沿海省、市、自治區(qū)所占海水淡化產(chǎn)量和裝置數(shù)量的比例

由圖1可以看出，北方地區(qū)的技術(shù)發(fā)展領(lǐng)先全國。山東省海水淡化裝置數(shù)量全國最多，占到34%；而海水淡化產(chǎn)量僅占14%；浙江省海水淡化產(chǎn)量居全國第一位，占到38%；河北省海水淡化裝置僅有2套，其海水淡化能力卻超過山東，占到全國的25%。這說明，山東省海水淡化業(yè)雖位居全國前列，但與浙江省和河北省相比仍有一定差距。

山東海水淡化業(yè)在經(jīng)歷了初期的飛速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張之后，發(fā)展受到了制約；究其原因，仍是產(chǎn)業(yè)規(guī)模小層次低、技術(shù)水平不高，難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

3 山東省海水利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題

（1）海水淡化成本較高，海水淡化的噸水成本已降到5元左右，但相對于偏低的自來水價格仍然偏高［4］。以青島市為例，水庫自來水制水成本價為3.8元／m3，南水北調(diào)制水成本價為5.5元／m3，水電聯(lián)產(chǎn)海水淡化成本為4.3～5.1元／m3，獨立海水淡化廠為6.0元～6.7元／m3。海水淡化水最低的成本價也比普通自來水價高0.5元，很難形成居民規(guī)模用水。

（2）海水淡化技術(shù)支撐不足。2006年，浙江省海水淡化占據(jù)了全國海水淡化市場60%以上的份額，年產(chǎn)值超過20億元。浙江省海水淡化業(yè)的快速發(fā)展與海水利用領(lǐng)域雄厚的科研技術(shù)實力密切相關(guān)。杭州水處理技術(shù)開發(fā)中心是從事海水淡化及膜法水處理技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化的專門機(jī)構(gòu)，承擔(dān)了國家千噸級到萬噸級的全部反滲透海水淡化示范工程，國內(nèi)市場占有率超過60%?？梢?，只有加大相關(guān)領(lǐng)域的科技創(chuàng)新，提高產(chǎn)業(yè)效率，提升海水淡化業(yè)的產(chǎn)業(yè)層次，才能給新興的海水淡化業(yè)注入持續(xù)發(fā)展的后勁。

（3）海水淡化資金投入不足。目前，山東的部分海水淡化工程的運(yùn)營情況并不理想，很大程度是經(jīng)濟(jì)的原因。威海新力熱電的海水淡化項目資金來源問題至今尚未妥善解決。石島水產(chǎn)集團(tuán)海水淡化工程在試運(yùn)行結(jié)束后，在相當(dāng)長的一段時間里一直未正式運(yùn)行。石島水產(chǎn)集團(tuán)的淡化成本是5元／t，因為遠(yuǎn)高于市場價格，不得不在剛建成還未正式運(yùn)行就被迫停產(chǎn)，原定的第二臺機(jī)組建設(shè)計劃也被迫擱淺。要解決資金不足問題，必須多企業(yè)、社會渠道籌措資金，引入BOT融資模式。

（4）海水淡化目前仍然沒有形成良好的政策環(huán)境，亟須具體的扶持政策。海水淡化的建設(shè)和運(yùn)行成本仍然過高，沒有政府的資金和政策引導(dǎo)，很難形成規(guī)模。劉公島海水淡化工程之所以能夠堅持運(yùn)行，是因為為解決島上飲水問題，財政對每噸淡化水予以3.15元的補(bǔ)貼。為增強(qiáng)海水利用企業(yè)的市場競爭能力，對進(jìn)入城市供水管網(wǎng)的淡化水，政府應(yīng)給予適當(dāng)?shù)难a(bǔ)貼。此外，對以供應(yīng)居民生活用水為主要目的的海水淡化水廠和以海水作為鍋爐軟化水、冷卻用水的工業(yè)企業(yè)，在電價、稅收等方面應(yīng)給予優(yōu)惠，對其供水管網(wǎng)建設(shè)給予一定的資金支持。

（5）海水淡化與產(chǎn)業(yè)結(jié)合不緊密，缺乏有力的科技投入。海水資源開發(fā)利用正處于技術(shù)迅速成長、需要規(guī)模示范和催化培育產(chǎn)業(yè)形成的關(guān)鍵時期。然而，目前對海水資源開發(fā)利用的投入主要為科研領(lǐng)域，對示范工程的資金投入不足。而科研機(jī)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)界的結(jié)合又不夠緊密。如，鎂系產(chǎn)品的開發(fā)停留在低水平的主要原因是對其在苦鹵化學(xué)資源綜合利用中的作用認(rèn)識不足、投入不夠，致使鎂系產(chǎn)品的開發(fā)與國外的差距越來越大。

4 結(jié)束語

海水利用業(yè)作為新興產(chǎn)業(yè)，與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)相比，成長時間短、產(chǎn)業(yè)發(fā)展不足、投資大、風(fēng)險高；但低消耗、零污染，能夠從根本上解決沿海地區(qū)水資源匱乏制約社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的問題，同時也是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支撐。海水利用業(yè)的發(fā)展前景十分廣闊。山東海水利用技術(shù)已基本成熟，海水利用產(chǎn)業(yè)已有一定的基礎(chǔ)和規(guī)模，但產(chǎn)業(yè)規(guī)模仍較小、發(fā)展速度較慢、綜合配套弱，需要政府給予進(jìn)一步的引導(dǎo)和扶持。

［1］張潤慶，吳晨立，黃晰 .煙臺市海水資源利用的實踐與思考［J］.山東水利，2008（4）：55－56.

［2］王強(qiáng) .威海市海水產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析與發(fā)展規(guī)劃探討［J］.山東水利，2008（4）：36－38.

［3］林斯青 .國外海水反滲透淡化技術(shù)現(xiàn)狀及未來［J］.水處理技術(shù)，1998（2）：1－6.

［4］李毓林，勒國厚 .海水淡化現(xiàn)狀及應(yīng)用前景［J］.水利科技與經(jīng)濟(jì)，2001（12）：166－167.