山東省地下鹵水資源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展路徑選擇

梁姝娜 李 楠

引 言

資源型城市經(jīng)過多年的高強(qiáng)度開發(fā)，資源儲備逐漸枯竭，必將走向“礦竭城衰”，因此，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型是資源型城市可持續(xù)發(fā)展的客觀要求。產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵是再造競爭優(yōu)勢，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的模式主要有產(chǎn)業(yè)延伸模式、產(chǎn)業(yè)更新模式和復(fù)合模式。[1-2]美國休斯敦是“延伸產(chǎn)業(yè)鏈，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)，實(shí)施小轉(zhuǎn)型”，發(fā)展接續(xù)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)延伸模式的成功案例；日本九州是“引入全新替代產(chǎn)業(yè)，實(shí)施大轉(zhuǎn)型”，發(fā)展替代產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)更新模式的典型代表。[3]但是，大多數(shù)資源型城市資源發(fā)生枯竭、經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)衰退時，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足、自然人文環(huán)境不良，缺乏聚集效應(yīng)，在這種情況下實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，往往難度很大，即使產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型能夠?qū)崿F(xiàn)也是一個痛苦而漫長的過程。[4]因而，資源型城市轉(zhuǎn)型效率總體上不高。相對而言，在經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境等指標(biāo)方面轉(zhuǎn)型效果較好，在社會指標(biāo)尤其是就業(yè)方面，效果不理想。[5-8]其主要原因在于資源型城市發(fā)展缺乏規(guī)劃?！凹霸邕M(jìn)行規(guī)劃”是非常必要的，否則，只能進(jìn)行“補(bǔ)救性事后治理”。[4]資源型城市的經(jīng)濟(jì)成功轉(zhuǎn)型需要戰(zhàn)略創(chuàng)新。[9]

資源型產(chǎn)業(yè)是資源型城市的基礎(chǔ)和核心，資源型城市面臨的“礦竭城衰”問題從根本上看是由資源型產(chǎn)業(yè)的“礦竭業(yè)衰”引起的。因此，在資源枯竭前，前瞻性地探索資源型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型問題，避免出現(xiàn)國內(nèi)外資源型城市“礦竭城衰”造成的嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)、社會問題，具有重大的理論和實(shí)踐意義。

地下鹵水是一種不可再生的礦產(chǎn)資源。山東省是我國地下鹵水資源儲量最大、開采利用最多、鹵水資源產(chǎn)業(yè)最集中的地區(qū)。山東省深層鹵水資源儲量有限，開采利用成本高，目前開采利用的主要是淺層地下鹵水資源。綜合理論界和實(shí)業(yè)界的判斷，淺層地下鹵水資源僅可供開采7年左右，此后將枯竭。本文嘗試在山東省地下鹵水資源枯竭前，探索產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型途徑，為資源枯竭時的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型做出準(zhǔn)備。

一、山東省地下鹵水資源概況

(一)地下鹵水的自然特征

波美度(Baume，符號為°Bé)是表示溶液濃度的一種方法。鹽業(yè)生產(chǎn)中以波美度表示海水與鹵水的濃度(即含鹽量)。1°Bé≈1%的含鹽量≈10 g/L(礦化度)。礦化度>50 g/L即 5°Bé的咸水稱為鹵水。[10]地下鹵水(Subsurface Brine)是指含有多種工業(yè)原料、礦化度>50 g/L，即5°Bé以上的地下水。地下鹵水不僅是食鹽的主要來源，也是富含Br(溴)、B(硼)、I(碘)、Sr(鍶)、Li(鋰)、K(鉀)、Ba(鋇)等幾十種化學(xué)元素的天然液體礦產(chǎn)資源，根據(jù)埋藏深度分為淺層鹵水(埋深<100 m)、中深層鹵水(埋深100—400 m)和深層鹵水(埋深>400 m)。地下鹵水主要用來提取食鹽和各種工業(yè)原料，從鹵水中提取NaCL(氯化鈉)、KCL(氯化鉀)、MgCL2(氯化鎂)、MgSO4(硫酸鎂)外，還可提取Br、B、L、Sr和Li等，具有較高的工業(yè)價值和綜合開發(fā)價值，主要工業(yè)產(chǎn)品有氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、溴素、純堿、硫酸鉀和元明粉等，另外還可制成鹽化工產(chǎn)品的深加工產(chǎn)品。[11]

(二)山東省地下鹵水資源的儲量及分布

山東省地下鹵水屬于濱海相鹵水礦，資源比較豐富，主要分布于環(huán)渤海灣沿岸，在萊州灣西南岸的萊州、昌邑、寒亭、壽光、廣饒、東營地區(qū)和黃河三角洲北部沿海的無棣地區(qū)均有分布。[11]山東省深層地下鹵水資源主要形成于古近紀(jì)，[12]淺層地下鹵水資源主要形成于第四紀(jì)晚更新世，[13]每年雖有少量補(bǔ)給，但遠(yuǎn)不及開采利用數(shù)量。

魯北地質(zhì)工程勘察院完成的《山東省地下鹵水資源綜合調(diào)查評價報告》顯示，山東省淺層地下鹵水(埋深<100 m)礦床主要分布在黃河三角洲平原區(qū)、萊州灣南岸平原區(qū)和膠州灣港灣區(qū)，呈條帶狀沿海岸帶分布，面積約3 003 km2，儲量為80.8億m3。[14]山東省中層地下鹵水(100 m<埋深<400 m)礦分布于東營城區(qū)和河口區(qū)五號樁一帶，分布面積大約為 400 km2，靜儲量可達(dá)約15億m3，具有一定的開采潛力。[12]山東省深層地下鹵水礦體主要賦存在東營凹陷、惠民凹陷、陽信凹陷及車鎮(zhèn)凹陷內(nèi)，總面積約2 090 km2，靜儲量可達(dá)約200億m3。[12]其中，東營深層鹵水埋深2 500—3 000米，為CL-Na(氯-鈉)型原生鹵水，礦化度一般在150—250 g/L。除比海水、萊州灣鹵水含有更高氯化鈉外，還含有豐富的碘、溴、鋰、鈣、鉀等經(jīng)濟(jì)價值較高的化學(xué)資源，鹵水中影響鹽質(zhì)的鎂、硫酸根、硝酸根極少，適合提碘、溴、鋰、鉀等產(chǎn)品和鹵水直接制堿生產(chǎn)，是我國發(fā)現(xiàn)的最有綜合利用價值的地下化學(xué)資源，諸多方面相較而言，比開發(fā)萊州灣地下資源更具有優(yōu)勢。[15]

二、山東省地下鹵水資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

(一)山東省鹵水資源產(chǎn)業(yè)基本狀況

山東省鹵水資源產(chǎn)業(yè)主要分布在濰坊市、東營市、濱州市和煙臺市的萊州市，其中濰坊地區(qū)產(chǎn)業(yè)規(guī)模最大。目前山東省鹵水資源產(chǎn)業(yè)主要是開采利用淺層地下鹵水，東營市個別企業(yè)開采深度達(dá)300 m左右，深層地下鹵水尚未開采。山東省利用地下鹵水資源主要是提取溴素和制鹽，個別企業(yè)如山東?；瘓F(tuán)近年來開始以提溴、制鹽后的苦鹵為原料生產(chǎn)硫酸鉀、氯化鎂等，但規(guī)模還比較小。山東省海鹽(1)海鹽主要是指海水曬制的鹽，因沿海地下鹵水來源于海水，所以鹵水也被稱為濃海水，鹵水制的鹽屬于海鹽。產(chǎn)量占全國海鹽產(chǎn)量的75%以上，溴素產(chǎn)量占全國的60%以上，其中，85%的海鹽和溴素來源于地下鹵水。鹽和溴素是重要的化工原料。山東省鹵水資源產(chǎn)業(yè)利用溴素主要是生產(chǎn)阻燃劑、醫(yī)藥中間體，也有企業(yè)開發(fā)了染料中間體及以溴素為原料的其他產(chǎn)品；利用鹽主要是生產(chǎn)兩堿，純堿和燒堿，少部分食用。山東省鹵水資源產(chǎn)業(yè)開采、利用鹵水資源情況如圖1所示。

(二)山東省鹵水資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的問題

1.淺層鹵水資源將枯竭

山東省地下鹵水資源雖然每年有潮間帶的少量補(bǔ)給，但補(bǔ)給量遠(yuǎn)小于開采量，因此，就地下鹵水資源開采利用而言，從生成年代和生成條件看，山東省地下鹵水資源屬于不可再生資源。由于多年的開采利用，淺層鹵水資源日漸減少。主要表現(xiàn)為，開采鹵水的井深不斷加深，由30—40 m到目前的80 m左右；上水量不斷減少，由15—25方/小時下降到目前的3—15方/小時；濃度不斷降低，波美度每年下降0.3—0.5度，含溴量從280克下降到120克。綜合理論界的研究結(jié)論[16]和實(shí)業(yè)界從業(yè)人員的估計，按照目前的開采技術(shù)和開采量，山東省淺層地下鹵水僅可供開采7年左右，即將在2028年前后枯竭。

2.鹵水資源利用效率低

從目前情況看，山東省鹵水資源利用效率低，存在嚴(yán)重的資源浪費(fèi)問題。山東省開采地下鹵水資源主要用于曬鹽和提取溴素。對鹵水資源的利用方式主要有四：一是利用鹵水曬鹽，余液排放掉。這種情況主要存在于一些小型鹽場中；二是利用鹵水提取溴素，余液排放掉；三是利用鹵水提取溴素，余液曬鹽，曬鹽后剩余苦鹵排放掉。這種情況是主流，大部分鹵水化工企業(yè)屬于這種情況；四是利用鹵水提取溴素后曬鹽，剩余苦鹵再提取其他物質(zhì)。這種情況主要存在于一些大型海洋化工企業(yè)中。

鹵水資源含有豐富的溴素，提取溴素的技術(shù)要求和經(jīng)濟(jì)成本都不高，鹵水只用于曬鹽后即排放掉，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。經(jīng)過提取溴素和曬鹽后的苦鹵排放，同樣存在資源浪費(fèi)問題。因?yàn)榭帑u濃度能達(dá)到28°Bé，經(jīng)過復(fù)曬析出少量鹽后，苦鹵濃度可達(dá)30°Bé，目前的技術(shù)可以提取硫酸鉀和氯化鎂等物質(zhì)。即使利用苦鹵提取了硫酸鉀和氯化鎂等物質(zhì)，仍然有一些有價值的物質(zhì)，因技術(shù)、成本等原因沒有提取。

3.資源環(huán)境問題嚴(yán)重

山東省對地下鹵水資源的開采利用造成了較為嚴(yán)重的環(huán)境問題。第一，經(jīng)過提溴和曬鹽后排放掉的殘液濃度仍然較高，排放到陸地，造成土壤、地下淡水的污染；排放入海，改變了海水的濃度，破壞了海洋的生態(tài)環(huán)境。第二，長期過量開采地下鹵水，改變了地層應(yīng)力，形成地下鹵水降落漏斗，引發(fā)一定程度的地面沉降及海水入侵，海水入侵又進(jìn)一步污染了土壤和地下淡水資源。第三，粗放利用鹵水曬鹽，建立的大面積鹽田，占用了農(nóng)地，造成農(nóng)地資源浪費(fèi)。

三、山東省地下鹵水資源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的路徑選擇

山東省地下鹵水資源將枯竭，目前鹵水資源利用效率低并造成資源環(huán)境破壞，使鹵水資源產(chǎn)業(yè)不得不面對轉(zhuǎn)型問題，急需在資源枯竭前，遵循因勢利導(dǎo)和因地制宜的原則，探索轉(zhuǎn)型路徑。

(一)重點(diǎn)發(fā)展接續(xù)產(chǎn)業(yè)

發(fā)展接續(xù)產(chǎn)業(yè)，屬于“相關(guān)多元化戰(zhàn)略”，通過利用現(xiàn)有資源和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，開展深加工，延長產(chǎn)業(yè)鏈。發(fā)展接續(xù)產(chǎn)業(yè)的主要條件是資源充足和技術(shù)創(chuàng)新。山東省鹵水資源產(chǎn)業(yè)應(yīng)因勢利導(dǎo)，重點(diǎn)發(fā)展接續(xù)產(chǎn)業(yè)。

1. 重點(diǎn)發(fā)展接續(xù)產(chǎn)業(yè)的必要性

發(fā)展接續(xù)產(chǎn)業(yè)是山東省鹵水資源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的首選路徑。根本原因在于，溴素是鹵水資源最主要的產(chǎn)品，而我國溴素市場需求量大，國內(nèi)產(chǎn)能不能滿足需求，供需缺口在20%—50%之間。我國溴素產(chǎn)量及進(jìn)口量如圖2所示。受國際形勢不確定性的影響，進(jìn)口溴素的價格和數(shù)量不穩(wěn)定，會對國內(nèi)市場造成沖擊。2021年，由于環(huán)保因素，山東省很多鹵水資源企業(yè)停產(chǎn)，溴素產(chǎn)量下降，同時，由于疫情影響，進(jìn)口溴素數(shù)量少、成本高，致使2021年溴素價格顯著提高，2021年6月份溴素價格同比漲幅超過62%；1—6月份價格均值同比漲幅達(dá)28%。因此，山東省鹵水資源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型首先要重點(diǎn)發(fā)展接續(xù)產(chǎn)業(yè)，以穩(wěn)定溴素的供給量和價格，保障國內(nèi)市場基本需求。

圖1 山東省鹵水資源產(chǎn)業(yè)開采利用鹵水情況數(shù)據(jù)來源:產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng):https:∥www.chyxx.com/industry/。圖2 2014—2019年中國溴素產(chǎn)量及進(jìn)口量(單位:萬噸)數(shù)據(jù)來源:產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng):https:∥www.chyxx.com/industry/。

2.發(fā)展接續(xù)產(chǎn)業(yè)的具體路徑

發(fā)展接續(xù)產(chǎn)業(yè)，重點(diǎn)是解決兩個問題：資源接續(xù)問題和資源利用效率問題。

(1)解決資源接續(xù)問題

山東省鹵水資源產(chǎn)業(yè)主要是通過開采地下鹵水提溴、制鹽，再對溴和鹽進(jìn)行深加工。原鹽按其來源可以分為海鹽、井礦鹽、湖鹽等多種，我國原鹽年產(chǎn)能已超1億噸，近幾年開工率維持在80%上下。山東省鹵水制鹽產(chǎn)量在全國鹽總產(chǎn)量中所占比例小，不足10%，鹵水資源枯竭后，山東省以鹵水鹽為原料的企業(yè)可以用其他種類的鹽替代鹵水鹽，解決資源接續(xù)問題。

以溴素為原料的企業(yè)，其原料來源可以有三種：開采深層地下鹵水、以海洋水提取溴素、進(jìn)口溴素。第一，開采深層地下鹵水。在山東省淺層地下鹵水枯竭后，可以探索開采深層地下鹵水資源，但就目前情況看，深層鹵水資源分布比較集中，主要在產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對較弱的東營和濱州地區(qū)，而產(chǎn)業(yè)最為發(fā)達(dá)的濰坊地區(qū)幾乎沒有，并且深層鹵水開采成本過高，因此，從產(chǎn)業(yè)分布和開采成本角度看，近年內(nèi)開采深層鹵水資源效益比較低。深層鹵水資源可以作為長期的資源儲備。第二，海洋水提取溴素。世界上99%的溴素存在于海洋水中，以海洋水提取溴素是溴素最可靠的來源，但因海洋水溴素濃度低，提取成本較高。日本是目前世界上唯一主要以海洋水為原料提取溴素的國家，其產(chǎn)能約占世界的3%。我國浙江、天津、山東沿海企業(yè)已開始利用海水淡化后的濃海水提取溴素，受海水淡化成本限制，生產(chǎn)規(guī)模仍較小。2021年6月，國家發(fā)改委聯(lián)合自然資源部印發(fā)《海水淡化利用發(fā)展行動計劃(2021—2025年)》，積極推動海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，這將有力促進(jìn)海洋水提溴產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在山東省淺層地下鹵水資源枯竭后，海洋水可以成為接續(xù)資源。第三，進(jìn)口溴素。目前，全球溴素年產(chǎn)能大約80萬噸，以色列和約旦兩國的產(chǎn)能占比近60%，我國溴素年產(chǎn)能10萬噸左右，占比約13%。以色列和約旦的溴素主要來源于死海，死海的自然條件決定了溴素生產(chǎn)成本顯著低于世界其他地區(qū)。死海地區(qū)高產(chǎn)能、低成本的溴素可以成為山東省發(fā)展溴素接續(xù)產(chǎn)業(yè)的原料來源。此外，美國和印度的年產(chǎn)能分別占世界的19%和6%，也可以成為我國溴素的原料來源地。(2)全球溴素產(chǎn)能及各國占比數(shù)據(jù)來源于2021年7月24日“第22屆中國·青海綠色發(fā)展投資貿(mào)易洽談會建設(shè)世界級鹽湖產(chǎn)業(yè)基地高峰論壇”。

(2)解決資源利用效率問題

鹵水資源利用效率低，相當(dāng)于加速資源枯竭，相反，如果提高資源利用效率，相當(dāng)于延長資源開采期限。目前山東海化集團(tuán)有限公司通過技術(shù)創(chuàng)新已實(shí)現(xiàn)了“一水六用”，即海(鹵)水養(yǎng)殖、放牧鹵蟲、化工工藝?yán)鋮s、提溴、制鹽及生產(chǎn)硫酸鉀，使鹵水上下游產(chǎn)品接續(xù)成鏈?！耙凰谩钡膶?shí)現(xiàn)標(biāo)志著提高鹵水資源利用效率在技術(shù)和成本方面具有可行性，極大地提高鹵水資源的利用效率，未來發(fā)展?jié)摿Υ?。持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新將提高資源利用效率，進(jìn)而延長產(chǎn)業(yè)生命周期。

(二)發(fā)展替代產(chǎn)業(yè)

發(fā)展替代產(chǎn)業(yè)屬于“非相關(guān)多元化戰(zhàn)略”，企業(yè)退出當(dāng)前產(chǎn)業(yè)，根據(jù)市場需求，重新選擇進(jìn)入新的產(chǎn)業(yè)。在淺層地下鹵水資源枯竭后，作為產(chǎn)業(yè)鏈第一個環(huán)節(jié)的開采企業(yè)顯然無法接續(xù)發(fā)展，還有部分生產(chǎn)規(guī)模小、技術(shù)相對落后的企業(yè)以及政府根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要責(zé)令關(guān)停的企業(yè)，只能發(fā)展替代產(chǎn)業(yè)。對于替代產(chǎn)業(yè)的選擇，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，山東省鹵水資源相關(guān)企業(yè)應(yīng)立足自身實(shí)際，把握市場需求，遵循因地制宜原則選擇新的產(chǎn)業(yè)。

四、結(jié)論與對策

為了避免山東省地下鹵水資源因“礦竭”而引發(fā)“業(yè)衰”，要前瞻性地探討產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型問題。產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型路徑主要有兩條：通過開采深層地下鹵水、以海洋水提取溴素、進(jìn)口溴素等方式獲得替代資源，實(shí)現(xiàn)資源接續(xù)，發(fā)展接續(xù)產(chǎn)業(yè)；放棄原資源型產(chǎn)業(yè)，從市場需求出發(fā)，因地制宜發(fā)展替代產(chǎn)業(yè)。

企業(yè)以盈利為目的，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型將給企業(yè)帶來成本大幅上升、利潤大幅下降的風(fēng)險，這種風(fēng)險將促使企業(yè)回避轉(zhuǎn)型或拖延轉(zhuǎn)型。為此，山東省及相關(guān)各市政府應(yīng)實(shí)行積極的產(chǎn)業(yè)政策，引導(dǎo)鹵水資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。政府應(yīng)運(yùn)用財政手段，利用稅收優(yōu)惠、經(jīng)費(fèi)支持政策鼓勵現(xiàn)有企業(yè)進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，提高資源利用效率；對于發(fā)展接續(xù)產(chǎn)業(yè)的企業(yè)，通過稅收優(yōu)惠，鼓勵企業(yè)積極開拓、獲取替代資源；對于發(fā)展替代產(chǎn)業(yè)的企業(yè)給予一定期限的稅收優(yōu)惠；對于關(guān)停企業(yè)的員工給予補(bǔ)償。政府運(yùn)用稅收優(yōu)惠手段支持鹵水資源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，在當(dāng)期并不會加重財政負(fù)擔(dān)，反而會在未來獲得產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展帶來的新的稅源。此外，政府也應(yīng)運(yùn)用行政手段，嚴(yán)格審批新建鹵水資源項(xiàng)目，關(guān)停現(xiàn)有規(guī)模小、資源利用效率低的企業(yè)，以保護(hù)現(xiàn)有鹵水資源。