澳大利亞海水淡化對我國的借鑒研究

王 靜，劉淑靜，邢淑穎，徐 顯

（國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所 天津 300192）

澳大利亞是個水資源十分短缺的國家。根據(jù)2010年聯(lián)合國糧農(nóng)組織的數(shù)據(jù)，澳大利亞可更新水資源量僅為4.9×1011m3/yr，且水資源地區(qū)分布不均、降水量年內(nèi)年際分配不均，全國多個地區(qū)都面臨著嚴(yán)重的缺水問題。隨著人口增長、環(huán)境惡化以及氣候改變，澳大利亞水資源短缺形勢日益嚴(yán)峻。尤其是在珀斯、悉尼等大城市，市政供水日益緊張，用水問題逐漸成為制約當(dāng)?shù)厣鐣敖?jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。

澳大利亞飲用水主要是自然降水，并依賴大壩蓄水供水。為彌補(bǔ)澳大利亞供水體系對降雨的嚴(yán)重依賴，增加水庫儲水量，保障澳大利亞供水體系安全，近年來海水淡化在澳大利亞的沿海缺水地區(qū)得到了迅速發(fā)展[1]。

1 澳大利亞海水淡化應(yīng)用情況

1.1 澳大利亞海水淡化裝機(jī)規(guī)模

截至2012年8月，澳大利亞海水淡化能力近1.0×106m3/d。大型海水淡化工程主要有2007年建成的1.4×105m3/d珀斯海水淡化工程、2009年建成的1.25×105m3/d黃金海岸海水淡化工程、2010年建成的2.5×105m3/d悉尼海水淡化工程以及2011年建成的阿德萊德3.0×105m3/d海水淡化工程等。

圖1為澳大利亞海水淡化增長示意圖。由圖可以看出，2005年以前，澳大利亞海水淡化工程是非常少的，直到2007年珀斯海水淡化工程建成后，全國海水淡化應(yīng)用才開始迅速增加。

除已建工程外，澳大利亞有14座海水淡化工程正在建設(shè)中，總海水淡化能力達(dá)到8.3×105m3/d。其中3座淡化工程設(shè)計(jì)能力超過1.0×105m3/d，最大海水淡化工程裝機(jī)能力達(dá)到4.4×105m3/d。根據(jù)GWI預(yù)測，澳大利亞將成為2012—2016年世界第八大淡化市場，市場規(guī)模將達(dá)到1.8×106m3/d。

1.2 澳大利亞海水淡化的主要用途

當(dāng)前澳大利亞海水淡化水主要用于市政，占總裝機(jī)規(guī)模的96.66%，其次為工業(yè)、旅游和軍用（圖2）。這說明海水淡化水的安全性和供水穩(wěn)定性已經(jīng)普遍被當(dāng)?shù)鼐用窈退畡?wù)部門所接受，實(shí)現(xiàn)了海水淡化工程規(guī)劃論證時政府所賦予的水資源保障作用。

目前珀斯海水淡化工程供當(dāng)?shù)?50萬居民使用，可滿足珀斯市政用水的17%[2]。悉尼海水淡化工程海水淡化水量占當(dāng)?shù)厥姓盟?5%。根據(jù)悉尼水務(wù)公司報道，悉尼海水淡化工程淡化水水質(zhì)完全滿足《澳大利亞飲用水標(biāo)準(zhǔn)》的各項(xiàng)要求，并由新南威爾士州衛(wèi)生署負(fù)責(zé)監(jiān)控調(diào)節(jié)[3，4]。

1.3 可再生能源在澳大利亞海水淡化工程中的應(yīng)用

為了盡量降低海水淡化工程可能產(chǎn)生的負(fù)面影響，澳大利亞注重可再生能源在海水淡化中的利用。

早在1982年，西澳大利亞州便在珀斯開始了可再生能源與海水淡化技術(shù)的耦合應(yīng)用實(shí)踐[5]。經(jīng)過多年發(fā)展，目前澳大利亞多個已建、在建的大型海水淡化項(xiàng)目都有專門的風(fēng)力發(fā)電廠為其提供所需能源。如珀斯海水淡化工程建成前，西澳大利亞州就已新建了一座80 MW的風(fēng)力發(fā)電廠，為其提供全部能源[6]。南方海水淡化工程由裝機(jī)規(guī)模分別為10 MW和55 MW的兩個風(fēng)力電場提供動力。作為建立悉尼淡化工程的承諾之一，悉尼水務(wù)公司在新南威爾士的Bungendore專門建立了一座擁有67臺渦輪機(jī)的風(fēng)力發(fā)電廠，發(fā)電功率可達(dá)140 MW，遠(yuǎn)大于淡化工程所需。即使在風(fēng)力很小的天氣，發(fā)電量也能滿足淡化工程需要，從而避免了使用傳統(tǒng)的化石能源帶來的溫室氣體排放問題。

2 澳大利亞市政海水淡化工程運(yùn)營模式

近年來澳大利亞已建、在建大型市政海水淡化工程大多采用政府出資的DBO（Design-Build-Operate，設(shè)計(jì)—建設(shè)—運(yùn)營）建造運(yùn)營模式，如已建的珀斯海水淡化工程、黃金海岸海水淡化工程、悉尼海水淡化工程、南方海水淡化工程等。

DBO的特點(diǎn)是由政府負(fù)責(zé)融資；由承包商負(fù)責(zé)工程的設(shè)計(jì)、建設(shè)及運(yùn)營，并在工程使用期間滿足公共部門的運(yùn)作要求。承包商負(fù)責(zé)設(shè)施的維修保養(yǎng)，以及更換在合同期內(nèi)已經(jīng)超過其使用期的資產(chǎn)。合同期滿后，資產(chǎn)所有權(quán)移交回公共部門。在DBO架構(gòu)下，融資是由公共部門負(fù)責(zé)，項(xiàng)目所有權(quán)也始終歸公共部門所有，承包商收回成本的唯一途徑就是公共部門的付款。

以昆士蘭州黃金海岸海水淡化工程為例，該工程是“黃金海岸城水資源戰(zhàn)略”以及“昆士蘭東南區(qū)域干旱時期水資源應(yīng)急供應(yīng)規(guī)劃”的組成部分，由黃金海岸城當(dāng)?shù)卣岢?。工程裝機(jī)規(guī)模1.25×105m3/d，可根據(jù)需要以33.66%或100%的產(chǎn)水量運(yùn)行，最多向66.5萬人供應(yīng)日常用水。項(xiàng)目所有權(quán)由昆士蘭州政府水務(wù)公司W(wǎng)aterSecure（現(xiàn)為SureSmart公司）所有，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建造及運(yùn)營由威立雅水務(wù)、約翰·霍蘭德公司共同承擔(dān)，合同期限是10年。

3 澳大利亞海水淡化工程審批情況

澳大利亞注重海水淡化工程審批工作。為確保淡化工程安全穩(wěn)定運(yùn)營，當(dāng)?shù)卣鶕?jù)常規(guī)重大工程審批手續(xù)以及專門補(bǔ)充制定有關(guān)程序，對海水淡化工程的設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營過程進(jìn)行了系統(tǒng)、規(guī)范的管理。

如新南威爾士對海水淡化工程的審批包括淡化廠（包括取水和排放措施）和管網(wǎng)（包括飲用水泵站）2個部分。悉尼海水淡化工程自2005年11月由悉尼水務(wù)公司向新南威爾士州規(guī)劃部提出重大項(xiàng)目申請，到2009年3月淡化工程基本完成，共經(jīng)歷了來自新南威爾士州規(guī)劃部、海事局、環(huán)保署，澳大利亞交通與地方設(shè)施部機(jī)場環(huán)境保護(hù)及建設(shè)管理辦公室、悉尼機(jī)場有限公司、悉尼港口公司等多個單位的30多項(xiàng)審批手續(xù)。包括規(guī)劃部頒布的淡化廠/淡化水輸送工程立項(xiàng)許可、正式批準(zhǔn)許可、批準(zhǔn)淡化廠/淡化水輸送工程環(huán)境影響報告；環(huán)保局頒布的淡化廠/淡化水輸送工程環(huán)境保護(hù)許可；海事局頒布的臨時碼頭/臨時廠區(qū)建設(shè)許可、出海調(diào)查許可、海底挖掘許可；機(jī)場港口部門頒布的管轄區(qū)域淡化水管線穿越許可等[4]。

各部門職責(zé)明確的審批范圍和審批權(quán)限構(gòu)成了新南威爾士州海水淡化工程的審批管理體系，從而為悉尼海水淡化工程的策劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和安全穩(wěn)定運(yùn)營提供了重要保障。

4 澳大利亞海水淡化環(huán)境影響管理情況

澳大利亞政府和公眾在承認(rèn)海水淡化對解決水資源短缺問題貢獻(xiàn)的同時，對發(fā)展海水淡化工程也十分謹(jǐn)慎，主要是出于海水淡化環(huán)境影響方面的考慮。在環(huán)境保護(hù)團(tuán)體的反對下，珀斯、悉尼等地幾個大型海水淡化工程的建設(shè)都曾因此而延期。為此，澳大利亞采取了多項(xiàng)措施。如為保護(hù)海洋環(huán)境、消除公眾對海水淡化的憂慮，珀斯海水淡化工程對取水口及濃鹽水排放口進(jìn)行了水下視頻監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果表明：取水方面，采取了降低流速的方式，取水設(shè)施周圍魚類和浮游植物活動行為正常，未受取水設(shè)施運(yùn)行的影響[7]。排水方面，選擇了水動力交換條件良好的海域并安裝擴(kuò)散器等，在距排水口幾十米的范圍內(nèi)，海水就能恢復(fù)到正常鹽度和溫度，排放對魚類和其他海洋生物影響較小。

為減少淡化工程對陸地和海洋環(huán)境的負(fù)面影響，新南威爾士州的認(rèn)可審批部要求悉尼海水淡化工程建造前就制定11項(xiàng)淡化廠管理計(jì)劃和10項(xiàng)管網(wǎng)管理計(jì)劃。悉尼水務(wù)公司為確保工程運(yùn)營過程中海洋環(huán)境能夠得到良好的保護(hù)，采取了有利于環(huán)境保護(hù)的海底取水及海底排放濃鹽水的方式；對位于淡化工程的周圍海域開展了調(diào)查，對位于塔斯曼海的取水及排放區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測；并根據(jù)新南威爾士州的《海洋及河口監(jiān)測程序》，在海水淡化工程設(shè)計(jì)、建造、管道鋪設(shè)及運(yùn)營等各個階段對工程周圍海域及取水排放區(qū)進(jìn)行了環(huán)境影響監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果證明：在距排水口50～70 m內(nèi)，海水就能恢復(fù)到正常鹽度和溫度，排放對魚類和其他海洋生物幾乎無影響[4]。

5 澳大利亞海水淡化發(fā)展對我國的借鑒意義

我國淡水資源缺乏，人均淡水資源量僅為世界人均占有量的1/4。沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口稠密，淡水供需矛盾尤為突出。海水淡化技術(shù)可以增加水資源總量，是解決我國沿海地區(qū)淡水短缺的有效手段，對于優(yōu)化沿海水資源結(jié)構(gòu)、保障國家用水安全和促進(jìn)沿海經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展，具有現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。

我國海水淡化起步于20世紀(jì)60年代。在國家多個五年計(jì)劃的連續(xù)支持下，已經(jīng)掌握低溫多效和反滲透兩大主流海水淡化技術(shù)，建成多個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的千噸級和萬噸級示范工程，技術(shù)經(jīng)濟(jì)日趨合理。國家陸續(xù)出臺全國《海水利用專項(xiàng)規(guī)劃》、《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加快發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)的意見》等專項(xiàng)政策。截至2011年底，我國海水淡化裝機(jī)規(guī)模已由10年前的不足3.0×104m3/d增加到近6.0×105m3/d，我國海水淡化事業(yè)呈現(xiàn)出良好的發(fā)展前景。

在我國海水淡化起步較早、發(fā)展較快的同時，也存在著一些問題。例如：除海島外，海水淡化水主要應(yīng)用在電力、鋼鐵、化工企業(yè)，市政供水開展的很少；很多地方有條件利用海水卻不利用，而采用遠(yuǎn)距離調(diào)水等方式，形成了沿海與內(nèi)陸爭水的局面；海水淡化環(huán)境影響尚需進(jìn)一步深入研究及監(jiān)視監(jiān)測等。

澳大利亞海水淡化經(jīng)驗(yàn)可為我國進(jìn)一步發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)并建立完善海水利用管理制度提供借鑒。現(xiàn)結(jié)合我國海水淡化產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，提出4點(diǎn)政策建議如下：

一是重視海水淡化在保障水資源安全中的作用。從戰(zhàn)略上統(tǒng)籌協(xié)調(diào)海水淡化與本地水開采、調(diào)水輸水及再生水開發(fā)利用的關(guān)系，將海水納入當(dāng)?shù)厮?yīng)保障體系，使海水淡化水成為改變和優(yōu)化地區(qū)水資源結(jié)構(gòu)的有效途徑。推動淡化水進(jìn)入市政管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域供水。

二是建立適合我國的海水淡化供水運(yùn)營機(jī)制。為保障面向居民的沿海地區(qū)安全穩(wěn)定供水，根據(jù)我國國情，對于以市政供水為目的的海水淡化工程，建議采用以政府資金為引導(dǎo)，國家、地方、用戶多方聯(lián)合融資的方法，探索多元化、多渠道、多層次海水淡化運(yùn)營模式。

三是完善海水淡化工程審批程序。將融資方式、運(yùn)營模式、工程設(shè)計(jì)、能源消耗、用海方式、取水排放等納入審批，從而建立完善我國海水淡化工程立項(xiàng)、建設(shè)、運(yùn)營及供水審批流程。通過規(guī)范有效的工程審批程序，規(guī)避國家及企業(yè)投資風(fēng)險、保障項(xiàng)目用海及海洋環(huán)境安全、確保沿海居民的安全穩(wěn)定供水。

四是開展海水淡化海洋環(huán)境影響評估。建立海水淡化工程環(huán)境監(jiān)測制度。對于新建海水淡化工程，除必須按照有關(guān)法律法規(guī)的要求開展環(huán)境影響評價外，還必須在一段運(yùn)營期內(nèi)開展海洋環(huán)境影響后評估工作。通過科學(xué)調(diào)查，客觀、公正評估海水淡化工程對海洋環(huán)境的影響，指導(dǎo)已建淡化工程的升級改造以及待建淡化工程的設(shè)計(jì)建設(shè)工作。

[1]EI I.，Okour Y.，Son H.K.，et al.Desalination plants in Australia，review and facts[J].Desalination，2009，247：1-4.

[2]Water-technology.net.Perth Seawater Desalination Plant，Australia[EB/OL].[2012-08-21].http：//www.water-technology.net/projects/perth/.

[3]Water-technology.net.Kurnell Desalination Plant，Australia[EB/OL].[2012-08-23].http：//www.water-technology.net/projects/kurnell-desalination/.

[4]SydneyWater.Desalination[EB/OL].[2012-04-27].http：//www.sydneywater.com.au/water4life/desalination/.

[5]Harrison D.G..，Ho G.E.，Mathew K..Desalination using renewable energy in Australia [J].Renewable Energy，1996，8（4）：590-513.

[6]Chantel M.Renewable Desalination Market Analysis：Oceania，South Africa，Middle East&North Africa[R].Aquamarine Power Ltd，2010.

[7]Water Corporation of Western Australia.Perth seawater desalination Plant water quality monitoring programmer baseline component[R]，2008.