用海水淡化保障高質(zhì)量發(fā)展

阮國嶺

一、海水淡化已在國外大規(guī)模應(yīng)用，亦可成為我國的重要水源

受經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長、氣候變化等影響，全球水資源短缺日趨嚴(yán)重，成為各國必須面對的重大資源問題。除了優(yōu)先節(jié)水之外，解決措施還有跨區(qū)域調(diào)水和海水淡化。由于取之不盡、用之不竭，可提供水資源持續(xù)利用的邊際成本，海水淡化成為各國競相開發(fā)的水資源戰(zhàn)略技術(shù)。進(jìn)入新世紀(jì)，全球海水淡化發(fā)展迅速，其年產(chǎn)能從1980年的18億立方米、2000年的不足100億立方米到目前的近330億立方米，年均增幅7%，遠(yuǎn)高于同期的經(jīng)濟(jì)增長速度。海水淡化產(chǎn)水水質(zhì)好于國際主流標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用范圍遍及160多個國家和地區(qū)，并從海灣產(chǎn)油國家向北非、東南亞、歐洲、美洲等加速擴散;有3億多人因此受益，在增加供水總量和提高水質(zhì)方面效果顯著，已成為多國認(rèn)可的飲用水源和主要的增量水源，為沿海缺水國家的發(fā)展與繁榮提供了水資源保障。如阿聯(lián)酋90%以上飲用水依靠海水淡化;以色列沿地中海建成5座大型海水淡化廠，在水比油貴的中東率先實現(xiàn)“水獨立”;新加坡將海水淡化作為國家戰(zhàn)略，建成3座海水淡化廠，保障了供水，提高了與馬來西亞談判進(jìn)口水價的底氣。

海水淡化產(chǎn)業(yè)之所以快速發(fā)展，一是得益于其與跨區(qū)域調(diào)水相比所具有的不淹地、少移民、水質(zhì)好、水量穩(wěn)，投入和水量精準(zhǔn)，不受氣候影響等固有優(yōu)勢，一座淡化廠兼具了傳統(tǒng)的水源工程和市政水廠兩大功能。二是得益于科技進(jìn)步使得海水淡化能耗下降。如膜技術(shù)和能量回收的進(jìn)步使得海水淡化的電耗由開始的10～15千瓦時/立方米下降到目前的1.6千瓦時/立方米，已接近理論值的0.8千瓦時/立方米。三是得益于政府引導(dǎo)與鼓勵支持。國外政府把海水淡化作為公益事業(yè)，對淡化水實行統(tǒng)購統(tǒng)銷，以合理的價格為海水淡化營造良好的運營環(huán)境，保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展和民生改善。國外不僅通過部分私有化來提高運行效率，而且還通過持續(xù)提高單廠規(guī)模的政府規(guī)劃來實現(xiàn)規(guī)模效益、降低建設(shè)和運行成本。由此淡化廠規(guī)模越來越大，如2019年簽約產(chǎn)能45萬噸/日以上的淡化廠5個，10月份啟動的阿聯(lián)酋90萬噸/日淡化廠是全球最大的反滲透海水淡化在建項目。

截至2018年底，我國已建成海水淡化規(guī)模約150萬噸/日，主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，部分進(jìn)入市政管網(wǎng)。進(jìn)入2019年，受水資源短缺困擾，海水淡化規(guī)模又有加速發(fā)展的態(tài)勢。如新建成的浙江石化舟山基地18萬噸/日、大連恒力石化4.5萬噸/日海水淡化工程，為石化的高質(zhì)量發(fā)展提供了水資源支撐。山東計劃實施“山東海上調(diào)水工程”，三年投資100億，占地1000畝，年供凈水5億立方米。我國淡化技術(shù)年產(chǎn)優(yōu)質(zhì)工藝用水60億立方米，實現(xiàn)了水循環(huán)和鹽循環(huán)，節(jié)能降耗顯著，受到國際同行關(guān)注。此外，我國企業(yè)在海外市場也有所作為，包括立足自身技術(shù)承建中小型海水淡化項目和依托歐洲專業(yè)公司工藝承攬大型海水淡化工程兩種情況。

綜上，海水淡化水已成為國際上缺水國家的主要增量水源，我國海水淡化技術(shù)近期出現(xiàn)打破瓶頸、快速發(fā)展的態(tài)勢，應(yīng)將海水淡化水作為增量水源，統(tǒng)籌解決我國的水資源短缺問題。

二、實現(xiàn)海水淡化規(guī)模應(yīng)用，有利于解決我國的水資源危機

南水北調(diào)中線工程從丹江口水庫向河南、河北、北京、天津4省市供水，規(guī)劃平均年調(diào)水量95億立方米，遠(yuǎn)期到130億立方米，靜態(tài)投資共1823億元，水庫面積150萬畝，建設(shè)用地122.48萬畝，移民43萬。根據(jù)水利部門測算，到2030年京津冀年需水總量約350億立方米，可供水量（含引黃和引江水）為240億立方米，尚有110億立方米的缺口需要彌補;11個沿海省區(qū)市缺水214億立方米;水危機并沒有因調(diào)水而得到根治。而解決華北水危機，必須首先壓采地下水以遏止水生態(tài)進(jìn)一步惡化，進(jìn)而補足保障經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的100億立方米供需缺口。長遠(yuǎn)來看，還需要償還1800億立方米的超采欠賬。在南水北調(diào)越調(diào)越難、越調(diào)越貴的情況下，迫切需要改變思路，把海水淡化水作為主要增量水源，參與華北水資源的統(tǒng)籌配置。

我國海水淡化技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，在熱、膜主流海水淡化技術(shù)研發(fā)和關(guān)鍵設(shè)備材料開發(fā)等方面取得了長足進(jìn)步，技術(shù)成套水平顯著提高，系統(tǒng)集成和工程建設(shè)能力顯著增強，奠定了大規(guī)模應(yīng)用的基礎(chǔ)。從技術(shù)上看，已攻克低溫多效和反滲透海水淡化技術(shù)，物能消耗等技術(shù)指標(biāo)與國際接軌，是世界上少數(shù)幾個同時掌握熱、膜兩種主流海水淡化技術(shù)的國家之一，技術(shù)成熟度較好。從裝備上看，初步形成核心設(shè)備及關(guān)鍵材料的研發(fā)制造體系，成功開發(fā)了反滲透膜、高壓泵、能量回收裝置、蒸汽噴射泵等關(guān)鍵設(shè)備并在國內(nèi)示范工程中進(jìn)行了應(yīng)用，超、微濾膜和壓力膜殼等達(dá)到國際先進(jìn)水平并出口海外，形成規(guī)模發(fā)展的必要產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。從工程建設(shè)上看，自主技術(shù)已建成單機2.5萬噸/日低溫多效、2萬噸/日反滲透海水淡化工程，系統(tǒng)集成和工程建設(shè)能力快速提高，并有海外工程經(jīng)驗。從投資和運行成本上看，我國自主建成多個日產(chǎn)10萬噸級海水淡化工程，反滲透、低溫多效海水淡化工程噸水投資分別為0.5～0.75萬元和0.55～0.8萬元，造水成本約4.5～8元/噸，建設(shè)投資和造水成本與國際水平基本持平。如果規(guī)模進(jìn)一步擴大，成本還有下降的空間。

海水淡化工程在華北沿海地區(qū)可以按照“分步投資、分步實施、兼顧輕重緩急”的原則進(jìn)行建設(shè)，近景目標(biāo)解決地下水超采問題，建設(shè)規(guī)模30億立方米/年，彌補京津冀30%的水資源缺口;工程沿環(huán)渤海的工業(yè)園區(qū)（天津濱海新區(qū)、滄州渤海新區(qū)、唐山曹妃甸區(qū)等）分布，供水從工業(yè)園區(qū)向所屬市區(qū)（天津中心城區(qū)、黃驊、唐山中心城區(qū)）延伸，面向工業(yè)和城市居民。遠(yuǎn)景目標(biāo)規(guī)模擴大到100億立方米/年，工程沿環(huán)渤海海岸線布置，供水向華北腹地如北京、雄安新區(qū)等延伸;同時在華北腹地開展淡化技術(shù)在水資源品質(zhì)升級、水污染治理、水環(huán)境保護(hù)上的應(yīng)用，提高淡化技術(shù)對水資源短缺的貢獻(xiàn)率;覆蓋人口4000萬，解決華北地區(qū)供水缺口。

實現(xiàn)近景目標(biāo)，產(chǎn)水30億立方米/年，估算投資450億元，占地7000畝。實現(xiàn)遠(yuǎn)景目標(biāo)，生產(chǎn)淡水100億立方米/年，估算工程總投資1370億，占地1.97萬畝，與同等水量的南水北調(diào)中線工程（靜態(tài)投資1823億元、占地272萬畝）相比有明顯的節(jié)省用地和節(jié)約投資優(yōu)勢。生產(chǎn)1立方米淡化水耗能不足3.4千瓦時（約1千克標(biāo)準(zhǔn)煤），總耗能5000兆瓦，現(xiàn)有能源系統(tǒng)能夠支撐。

三、存在問題與努力方向

目前《中華人民共和國水法》和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》均未將海水淡化水列為水源，海水淡化水如作為主要增量水源，需要從國家戰(zhàn)略層面進(jìn)行調(diào)整和統(tǒng)籌。首先，需要進(jìn)行頂層設(shè)計，將海水淡化水作為主要增量水資源，進(jìn)行水資源配置的戰(zhàn)略調(diào)整。其次，我國海水淡化項目的投入渠道主要是用水企業(yè)和地方政府，國家以補助投入為主，對于解決華北缺水如此重大的戰(zhàn)略問題，需要優(yōu)化原有的投入和管理渠道。再者，自主技術(shù)在現(xiàn)階段能夠支撐10萬噸級的海水淡化工程，考慮到國際局勢變動對關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)口帶來的不確定性，加上超大型海水淡化項目在全球都沒有成熟經(jīng)驗，亟需加強自主研發(fā)，謀劃彎道超車以及在全球的戰(zhàn)略引領(lǐng)能力。

為了用海水淡化技術(shù)推動高質(zhì)量發(fā)展，保障國家水資源安全，需要做好以下幾個方面的工作：

一是明確戰(zhàn)略定位，納入資源配置，保障供水安全。

要從戰(zhàn)略性、全局性的高度認(rèn)識海水淡化，在國家頂層設(shè)計上把海水淡化水作為解決水資源短缺的主要增量水源，實施“海水淡化國家開源工程”并納入地區(qū)水資源配置，構(gòu)建多水源供水保障體系。海水淡化水不僅可作為工業(yè)、市政用水，服務(wù)民生和實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展;還可作為應(yīng)對極端氣候變化、恐怖主義乃至戰(zhàn)爭的應(yīng)急戰(zhàn)略水源，保障區(qū)域及國家安全。

把海水淡化水作為重要的自然資源在華北特別是京津冀地區(qū)統(tǒng)籌配置，從水利工程的財政投入中切出一定的比例列入年度預(yù)算，保證海水淡化水配置比例并嚴(yán)格考核。在沿海地區(qū)各級國土空間規(guī)劃編制過程中，充分考慮發(fā)展需求來布局海水淡化工程，對其空間發(fā)展作出戰(zhàn)略性系統(tǒng)安排;建立多水源比選論證機制，必要時編制區(qū)域性海水淡化專項規(guī)劃。

二是加大國家支持，建立國家示范，擴大應(yīng)用規(guī)模。

結(jié)合沿海地區(qū)水資源需求，國家主導(dǎo)建設(shè)幾個30萬立方米/日以上的自主超大型海水淡化示范項目，通過技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模化應(yīng)用降低淡化成本，驗證自主技術(shù)和工程能力，提供工程樣板。布局建設(shè)配套輸配水工程，政府定價并購買淡化水，納入現(xiàn)有供水網(wǎng)絡(luò)。鼓勵地方因地制宜出臺激勵政策，建立合理的海水淡化水定價機制，完善海水淡化水進(jìn)入市政管網(wǎng)的差額補貼以及電價優(yōu)惠等政策，形成可推廣的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。

建立從中央到地方的多層級管理技術(shù)服務(wù)體系，圍繞廠址比選、取排水水質(zhì)監(jiān)測、淡化水飲用安全以及海水淡化濃海水排海環(huán)境影響進(jìn)行長周期系統(tǒng)研究和監(jiān)測，定期發(fā)布研究成果和監(jiān)測數(shù)據(jù)，回應(yīng)社會關(guān)切，保障產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。

三是加大自主創(chuàng)新，提高產(chǎn)業(yè)能力，競爭國際市場。

整合現(xiàn)有財政支持渠道，在“十四五”期間設(shè)立“海水淡化”科技專項，保證經(jīng)費、集中力量，突破海水淡化反滲透膜、高壓泵、能量回收等“卡脖子”裝備，形成具有國際競爭力的國產(chǎn)優(yōu)勢產(chǎn)品。重點研發(fā)適用于超大型海水淡化工程的大流量高壓泵、活塞式能量回收器、16寸反滲透膜、蒸汽壓縮機等關(guān)鍵裝備以及與新能源耦合的海水淡化技術(shù)，集聚超大型海水淡化工程的核心競爭力。

鼓勵運營模式探索和運營技術(shù)研究，提高工廠運行效率，降低物能消耗，形成運行技術(shù)體系。建設(shè)海水淡化創(chuàng)新平臺，推進(jìn)海水淡化創(chuàng)新基地、大型試驗場和重點實驗室等建設(shè)，提升自主創(chuàng)新能力。推動海水淡化產(chǎn)業(yè)向全球價值鏈中高端邁進(jìn)，構(gòu)建集研發(fā)設(shè)計、整機制造、裝備集成、設(shè)備加工、關(guān)鍵材料部件與藥劑生產(chǎn)、工程總包于一體的產(chǎn)業(yè)鏈，培育產(chǎn)業(yè)新動能，打造具有國際競爭力的龍頭企業(yè)。

將海水淡化作為重要的合作議題從國家層面推動，搭建合作橋梁，加快自主技術(shù)和裝備在“一帶一路”沿線國家的規(guī)模輸出。面向海水淡化行業(yè)需求，支持企業(yè)合作，推動項目整合，鼓勵對外建設(shè)項目中“捆綁打包”加入海水淡化，通過“組團(tuán)”出海、借“船”出海承擔(dān)海水淡化項目，用好國內(nèi)國際兩個市場。

責(zé)任編輯：馬莉莎