我國海水淡化產(chǎn)業(yè)區(qū)域發(fā)展特點及建議

陳愛慧,劉淑靜,鄒川玲,史玉蓮

(國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所,天津 300192)

?

我國海水淡化產(chǎn)業(yè)區(qū)域發(fā)展特點及建議

陳愛慧,劉淑靜,鄒川玲,史玉蓮

(國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所,天津 300192)

基于我國海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,分析環(huán)渤海、長三角和泛珠三角沿海地區(qū)海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點和存在問題;針對各區(qū)域規(guī)?；l(fā)展的態(tài)勢,綜合考慮區(qū)域布局、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等因素,從淡化水進市政管網(wǎng)、品牌建設、海島分類示范等方面對我國海水淡化產(chǎn)業(yè)區(qū)域發(fā)展提出了發(fā)展建議。

海水淡化產(chǎn)業(yè);非常規(guī)水源;區(qū)域發(fā)展

我國是一個淡水資源嚴重短缺的國家,人均水資源量為2 200 m3,僅占世界人均水平的1/4,而且時空分布極不均衡。沿海地區(qū)是我國經(jīng)濟最發(fā)達、人口最密集的地區(qū),同時也是淡水資源最匱乏的地區(qū)。人口增長、水源污染、工農(nóng)業(yè)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境用水等使我國沿海地區(qū)缺水現(xiàn)象日益嚴重,水資源短缺已成為制約沿海地區(qū)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。為了緩解水資源短缺壓力,沿海各地紛紛提升海水淡化規(guī)模,加快海水淡化技術、裝備、材料等產(chǎn)業(yè)化步伐,培育新的經(jīng)濟增長點。但是,沿海各地海水淡化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展基礎及資源稟賦存在較大差距,其產(chǎn)業(yè)的定位和發(fā)展對于促進我國整體海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關重要。筆者通過全面分析我國環(huán)渤海、長三角及泛珠三角沿海地區(qū)海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點及存在的問題,提出發(fā)展建議,對于促進區(qū)域海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

1 我國海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

我國海水淡化技術研究起步于20世紀60年代,經(jīng)過半個世紀的發(fā)展,我國海水淡化技術取得較快發(fā)展,反滲透和低溫多效海水淡化技術接近國際先進水平。先后建成了日產(chǎn)百噸級、千噸級和萬噸級海水淡化示范工程,開發(fā)了一批具有自主知識產(chǎn)權的工程技術,使我國一躍成為世界上掌握海水淡化核心技術的少數(shù)國家之一。

“十五”以來,我國海水淡化裝機容量以每年25%～30%的速度增長,截至2013年底,全國已建成海水淡化工程及裝置100多個,總裝機規(guī)模已從10年前不足3萬t/d提升到90萬t/d以上(圖1)[1]。此外,浙江、河北、福建等地多個10萬噸級工程立項建設,將我國擬建、在建海水淡化工程規(guī)模提高到200萬t/d,市場發(fā)展前景廣闊。

圖1 我國海水淡化工程規(guī)模變化

2 我國海水淡化產(chǎn)業(yè)區(qū)域發(fā)展特點分析

截至2013年底,我國海水淡化工程在9個沿海省市有分布,并總體呈現(xiàn)“北多南少”、“北熱南膜”的現(xiàn)象[2]。能源應用主要以傳統(tǒng)化石能源為主并逐漸向核能、太陽能、風能、海洋能等清潔能源拓展,研發(fā)并建成了一批新能源海水淡化裝置。

目前,環(huán)渤海、長三角及泛珠三角沿海地區(qū)由于在技術研發(fā)、裝備制造、自然條件等方面的差異較大,各區(qū)域海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展也呈現(xiàn)不同特點。

2.1 環(huán)渤海沿海地區(qū)海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點分析

2.1.1 我國工業(yè)用海水淡化主要應用地區(qū)

環(huán)渤海沿海地區(qū)包含了天津、山東、遼寧和河北等我國北方重要省市,是我國最大的工業(yè)集聚區(qū),也是我國最早開始大規(guī)模發(fā)展海水淡化并將其應用于工業(yè)的地區(qū)。該地區(qū)依托沿海電力、石化、化工、鋼鐵等行業(yè)發(fā)展了一批海水淡化工程,如天津北疆電廠20萬t/d海水淡化工程、河北國華滄東5.75萬t/d海水淡化工程、曹妃甸阿科凌5萬t/d海水淡化工程、紅沿河核電站1.1萬t/d海水淡化工程等[3]。截至2013年底,環(huán)渤海沿海地區(qū)海水淡化總裝機規(guī)模達73.8萬t/d,占全國比重的81.9%,其中,用于工業(yè)的海水淡化工程28個,裝機規(guī)模53.9萬t/d,占全國總規(guī)模的59.8%,占全國工業(yè)用海水淡化水的84.6%。

2.1.2 著力發(fā)展?jié)夂ＫC合利用,延伸海水淡化產(chǎn)業(yè)鏈

環(huán)渤海沿岸地區(qū)是我國重要的產(chǎn)鹽地區(qū),擁有包括營口、普蘭店在內(nèi)的東北鹽區(qū),河北、天津在內(nèi)的長蘆鹽區(qū),以及山東鹽區(qū),鹽田資源豐富,為海水淡化下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了獨特的資源優(yōu)勢。目前,天津北疆電廠形成了“發(fā)電-海水淡化-制鹽及鹽化工”為主的循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式,依托電廠投產(chǎn)20萬t/d低溫多效海水淡化工程和2×10萬t/h的海水循環(huán)冷卻工程,一方面將海水淡化水向市政管網(wǎng)供水,另外也將淡化后的濃海水送到鹽場制鹽[4]。大連海業(yè)石化有限公司正在建設利用核電、海水淡化等產(chǎn)業(yè)排放的溫濃海水生產(chǎn)溴素、氫溴酸及溴系列產(chǎn)品,發(fā)展鉀肥及工廠化制鹽產(chǎn)業(yè),建立上下游產(chǎn)業(yè)鏈[5]。此外,河北、青島等地也規(guī)劃發(fā)展“發(fā)電-海水淡化-濃海水制鹽-鹽化工制堿-廢物資源化利用”[6]一體化循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式等。

2.1.3 熱法技術主要應用及研發(fā)活躍地區(qū)

環(huán)渤海地區(qū)是我國熱法技術應用的主要地區(qū)。截至2013年底,我國已建成的12個熱法海水淡化工程中,有11個位于環(huán)渤海地區(qū),總裝機規(guī)模達32.7萬t/d,占全國總規(guī)模的36.3%。其中,我國首套自主設計建造的1.25萬t/d、2.5萬t/d低溫多效海水淡化裝置先后在河北國華滄電黃驊電廠建成投產(chǎn)[7]。

在技術研發(fā)方面,環(huán)渤海地區(qū)擁有包括國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所、天津大學、大連理工大學、眾和海水淡化公司、河北國華滄東發(fā)電有限責任公司、哈鍋水務科技分公司、華北電力設計院工程有限公司等眾多從事海水淡化研究、應用與裝備制造的科研院所、高校和企業(yè)，能力涉及海水淡化技術研發(fā)、裝置設計、制造及工程設計、建設、總包等多個環(huán)節(jié)。

2.2 長三角地區(qū)海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點分析

2.2.1 海水淡化技術主要應用于海島地區(qū)

長江三角洲經(jīng)濟區(qū)包括江蘇、上海和浙江兩省一市,是我國海水淡化應用規(guī)模第二大區(qū)域。截至2013年底,長三角地區(qū)共建成海水淡化工程31個,總裝機規(guī)模為12.06萬t/d,占全國總量的13.4%。

該地區(qū)海島眾多,作為長三角地區(qū)海水淡化技術研發(fā)及應用最早的浙江省,早在1997年,就建成了我國首個民用海水淡化工程。截至2013年底,該地區(qū)用于海島居民用水的海水淡化工程有27個,裝機規(guī)模為6.39萬t/d,占我國海島海水淡化總裝機的82.7%。此外,在當?shù)卣耐苿酉?如浙江嵊泗、衢山島等海島,海水淡化水已作為當?shù)鼐用裰匾醇{入市政管網(wǎng)供生活使用。

2.2.2 風能海水淡化嶄露頭角

隨著我國能源結構的調(diào)整,長三角沿海地區(qū)也依托風能資源優(yōu)勢,積極開展風能與海水淡化技術研發(fā)。2011年,江蘇省宏觀經(jīng)濟研究院、江蘇風盛海水淡化科技有限公司以及南京大學“江蘇省非并網(wǎng)風電與高載能工程實驗室”在大豐市建成日產(chǎn)100 t淡水的風電海水淡化示范工程。2014年3月,大豐市1萬t非并網(wǎng)風電淡化海水示范項目首臺生產(chǎn)線5 000 t/d正式調(diào)試出水,實現(xiàn)了新能源利用與海水淡化有機結合,解決了影響我國海水淡化的成本、資金、環(huán)保難題[8-9]。

為進一步推進江蘇省海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展,2014年4月江蘇省海洋與漁業(yè)局編制了江蘇省海洋經(jīng)濟創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域示范總體實施方案,提出到2017年,完成日產(chǎn)萬噸級非并網(wǎng)風能海水淡化示范工程;建成1萬t/d可再生能源微網(wǎng)反滲透海水淡化示范工程等。

2.2.3 技術應用全部為反滲透

在技術應用上,長三角地區(qū)海水淡化技術全部采用反滲透法。其中,2011年,我國自主設計建造的六橫一期2萬t/d反滲透海水淡化系統(tǒng)建成投產(chǎn)。2014年4月,六橫二期首臺1.25萬t/d反滲透海水淡化系統(tǒng)建成投產(chǎn),該工程是目前我國反滲透海水淡化單機最大工程,也是我國自主設計制造的單機最大的反滲透海水淡化系統(tǒng)[8]。

在膜法技術研發(fā)方面,長三角地區(qū)擁有杭州水處理技術研究開發(fā)中心、浙江大學、江蘇大學、南方泵業(yè)等眾多從事膜法海水淡化研究、應用與裝備制造的科研院所、高校和企業(yè),掌握了具有自主知識產(chǎn)權、達到國際先進水平的萬噸級反滲透海水淡化裝置成套制造技術;研發(fā)生產(chǎn)出海水淡化高壓泵,并在舟山六橫萬噸級反滲透海水淡化示范工程中成功應用[10]。

2.3 泛珠三角沿海地區(qū)海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點分析

2.3.1 海水淡化作為戰(zhàn)略性儲備水源

泛珠三角沿海地區(qū)包括廣東、福建、廣西和海南4個省區(qū)。該地區(qū)的主要水系在珠三角地區(qū),年降雨量多在3 000 mm以上[11],相對于環(huán)渤海和長三角地區(qū)而言,除海島地區(qū)外,該地區(qū)水資源量充沛,當前水資源供需矛盾不突出,海水淡化應用較少。截至2013年底,該地區(qū)已建成海水淡化產(chǎn)水規(guī)模為4.26萬t/d,僅占全國總量的4.7%。但隨著海峽西岸、北部灣經(jīng)濟區(qū)建設及“一帶一路”等國家戰(zhàn)略的實施,該地區(qū)沿海產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整,水資源需求量將不斷增加。為此,泛珠三角沿海地區(qū)將海水淡化作為戰(zhàn)略性儲備水源,廣東、福建等地紛紛加大海水淡化應用規(guī)模,寶鋼廣東湛江鋼鐵基地2×1.5萬t/d熱法海水淡化工程,福建古雷港10萬t/d海水淡化工程等一批擬在建工程,將進一步推進泛珠三角沿海地區(qū)海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2.3.2 積極開展太陽能、海洋能等可再生能源海水淡化技術研發(fā)與應用

泛珠三角沿海地區(qū)海島眾多,很多海島缺水、缺電嚴重制約了海島經(jīng)濟的發(fā)展。對于海島而言,風、光和海洋能等可再生資源極為豐富,為此,該地區(qū)立足自身能源優(yōu)勢,大力發(fā)展太陽能、風能、潮汐能、波浪能等可再生能源海水淡化,不僅解決了海島用水難的問題，同時也解決了用電難的問題。2009年,中科院廣州能源研究所在擔桿島研建了一套海島可再生獨立能源系統(tǒng)[12],利用海島的風能、波浪能、太陽能發(fā)電,除為島上居民用戶提供穩(wěn)定的電力外,多余的電力用于海水淡化。2010年,該地區(qū)分別在廣東汕頭澳縣南彭島和福建漳州東山島銅陵鎮(zhèn)對面嶼建成2臺與風能和太陽能結合的海水淡化裝置;2013年,國內(nèi)首個太陽能光熱海水淡化商業(yè)示范項目在海南省樂東黎族自治縣正式投產(chǎn)。

3 存在的問題

3.1 環(huán)渤海地區(qū)市政用海水淡化工程利用率較低

海水淡化是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)是一個系統(tǒng)工程，特別是在海水淡化水利用方面需要建立起較為完善的體制機制。為緩解區(qū)域居民用水壓力,環(huán)渤海地區(qū)建成了一批市政用海水淡化工程,包括北疆電廠20萬t/d海水淡化工程、青島百發(fā)10萬t/d海水淡化工程、山東威海榮成石島5 000 t/d海水淡化工程等。但目前由于海水淡化成本高、海水淡化水未納入地區(qū)水資源配置、相關配套管網(wǎng)建設不完善以及民眾接受度低等因素導致工程產(chǎn)水進入市政管網(wǎng)困難較大,實際產(chǎn)水量較低。據(jù)報道[13],2011年北疆電廠海水淡化工程一期建成產(chǎn)水規(guī)模為10萬t/d,而實際產(chǎn)水量僅為1.8萬t/d,其中1萬t供電廠自用,8 000 t并入漢沽市政管網(wǎng)。截至2014年底,該工程外供水量也僅為4萬t/d。

3.2 長三角地區(qū)膜法海水淡化產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢面臨挑戰(zhàn)

目前,長三角地區(qū)膜法海水淡化技術、裝備制造及工程建造能力居于全國領先地位。但是,隨著國家一系列利好政策的推進,長三角地區(qū)膜法海水淡化產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢面臨挑戰(zhàn)。一方面國外知名制造商如日本東麗、GE、海德能等搶占我國海水淡化市場;另一方面沿海其他地區(qū)如天津、青島、河北等地也紛紛規(guī)劃建設海水淡化產(chǎn)業(yè)基地,加大膜法技術研發(fā)及裝備制造能力建設。同時,國內(nèi)一些企業(yè)如貴陽時代沃頓科技有限公司、天津膜天膜科技股份有限公司等膜產(chǎn)品的市場占有率及工程建造能力也不斷提升。

3.3 泛珠三角沿海地區(qū)海島海水淡化示范不足

泛珠三角沿海地區(qū)海岸線長,且海島眾多,有常住人口的海島近200個,一些海島如西沙、南沙等群島更是軍事要沖,具有重要的戰(zhàn)略地位。但由于淡水資源匱乏,海島的軍民生活、生產(chǎn)受到限制,嚴重制約了海島經(jīng)濟社會發(fā)展。泛珠三角沿海地區(qū)是我國最早開始利用海水淡化技術的地區(qū),1981年西沙永興島就建成我國第一套200 t/d電滲析海水淡化裝置,但目前建于海島地區(qū)工程僅13個,總產(chǎn)水規(guī)模不足1 000 t/d。

4 發(fā)展建議

a. 環(huán)渤海沿海地區(qū)要加快推進海水淡化水進入市政管網(wǎng)。環(huán)渤海地區(qū)是我國缺水最嚴重的地區(qū),同時也是我國海水淡化技術主要應用及國家首個海水淡化供水試點地區(qū),因此要聯(lián)合各方力量加快推進海水淡化水進入市政管網(wǎng)的政策示范及海水淡化水利用機制探索。在現(xiàn)有海水淡化扶持政策的基礎上,盡快出臺海水淡化水進入市政管網(wǎng)的實施細則及相關海水淡化水生產(chǎn)、運營、使用及基礎設施建設的財稅補貼政策;加強對淡化水的統(tǒng)一配置應用,盡快建立淡化水的統(tǒng)購統(tǒng)銷管理模式,先行先試,摸索相關海水淡化水進入管網(wǎng)的技術、標準及運營模式等,為今后其他地區(qū)海水淡化水供應提供支持。

b. 長三角地區(qū)要發(fā)揮技術優(yōu)勢,打造我國膜法海水淡化品牌。長三角地區(qū)膜法海水淡化技術、裝備及工程建設能力處于全國領先水平,因此要充分發(fā)揮技術優(yōu)勢,注重創(chuàng)新,圍繞膜法海水淡化技術裝備產(chǎn)業(yè)鏈,引導相關企業(yè)積極發(fā)展,加大反滲透海水淡化膜元件及膜壓力容器、反滲透用系列海水高壓泵、能量回收裝置等的攻關力度,加快膜法裝備產(chǎn)業(yè)基地建設。同時,還要依托上海自貿(mào)區(qū)及“一帶一路”區(qū)位優(yōu)勢,積極開拓海外海水淡化市場,加大膜法海水淡化技術、產(chǎn)品出口,打造我國膜法海水淡化品牌。

c. 泛珠三角沿海地區(qū)要開展海島海水淡化分類示范。確立海水淡化水作為泛珠三角海島及沿海地區(qū)重要戰(zhàn)略性基礎資源的戰(zhàn)略定位。因地制宜,選取有條件且缺少生活生產(chǎn)用水關系國家海洋權益的戰(zhàn)略性海島、工業(yè)基礎較好的工業(yè)海島及人口稀少的小型海島,開展海島海水淡化分類示范,鼓勵將海水淡化水作為這些海島新增供水的第一水源,促進海水淡化在泛珠三角海島地區(qū)的應用和規(guī)模發(fā)展。

[ 1 ] 國家海洋局海洋科學技術司.2013年全國海水利用報告[R].北京:國家海洋局,2014.

[ 2 ] 吳芳芳,張效莉.中國海水淡化產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀評估及發(fā)展對策[J].海洋經(jīng)濟,2013,3(5):15-19.

[ 3 ] 曹雅,汲奕君,朱坦,等.環(huán)渤海地區(qū)非常規(guī)水資源利用現(xiàn)狀及保障對策[J].生態(tài)經(jīng)濟,2013(4):174-177.

[ 4 ] 王瑋,孫靜,王曉東.天津市海水淡化利用發(fā)展對策研究[J].海河水利,2011(4):5-7.

[ 5 ] 中國資源綜合利用協(xié)會資源節(jié)約與代用專業(yè)委員會.綜合利用海水資源發(fā)展海洋循環(huán)經(jīng)濟[J].中國經(jīng)貿(mào)導刊,2013(6):48.

[ 6 ] 魏明.民革河北省委建議政策扶持促海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展[EB/OL].[2015-04-29].http://news.12371.cn/2013/01/07/ARTI 1357531693334762.html.

[ 7 ] 王琪,鄭根江,譚永文. 我國海水淡化產(chǎn)業(yè)進展[J].水處理技術,2014,40(1):12-15.

[ 8 ] 科技部.海水淡化與綜合利用關鍵技術和裝備成果匯編(征求意見稿)[R].北京：科技部,2014.

[ 9 ] 中國江蘇網(wǎng).大豐萬噸風能淡化海水示范項目產(chǎn)水 [EB/OL].[2014-05-12].http://jsnews.jschina.com.cn/system/2014/05/20/021000838.shtml.

[10] 浙江省發(fā)展和改革委員會.關于印發(fā)浙江省海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃的通知[EB/OL].[2015-04-24].http://www.zjdpc.gov.cn/art/2013/8/28/art_8_572983.html.

[11] 劉冬林,王海鋒,龐靖鵬,等. 我國海水淡化利用模式分析[J].河海大學學報(哲學社會科學版),2012,14(3):62-66.

[12] 王坤林,游亞戈,張亞群.海島可再生獨立能源電站能量管理系統(tǒng)[J].電力系統(tǒng)自動化,2010,34(14):13-17.

[13] 毛振華,牛琪.中國部分海水淡化工程產(chǎn)能閑置需統(tǒng)籌規(guī)劃[EB/OL].[2015-04-23].http://news.xinhuanet.com/fortune/2011-10/30/c_111133827_2.htm.

中國海洋發(fā)展研究會資助項目(CAMAQN201414);中央級公益性研究院所基本科研業(yè)務費專項資金(K-JBYWF-2013-T5)

陳愛慧(1984—),女,江蘇泗洪人,助理工程師,碩士,從事海水利用發(fā)展戰(zhàn)略研究。E-mail: chenaihui757@sina.com

10.3880/j.issn.1003-9511.2015.06.014

P747

A

1003-9511(2015)06-0061-04

2015-07-30 編輯：方宇彤)