綠水西輸工程及其戰(zhàn)略意義

曾恒一

引言

我國是世界最缺水的13個(gè)“貧水”國家之一，特別是干旱半干旱的西北地區(qū)，占全國總面積的36%，水資源總量僅占全國的5.8%。西北地區(qū)水資源總量嚴(yán)重不足、時(shí)空分布嚴(yán)重不均，如何在第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)中擺脫“貧水”現(xiàn)狀、任重道遠(yuǎn)。中國工程院開展“脫貧水”戰(zhàn)略研究已經(jīng)持續(xù)多年。

中國工程院“解決貧水問題項(xiàng)目組”從2017年開題以來，歷時(shí)七年對西北的新疆、甘肅、內(nèi)蒙古、及遼寧等進(jìn)行了多次實(shí)地考察，累計(jì)行程近萬余公里，在充分調(diào)研、座談、交流的基礎(chǔ)上，提出了“綠水西輸”戰(zhàn)略思路：即利用渤海沿海的綠色能源與電廠余熱將海水淡化，通過綠色管道及其沿線的綠色能源（風(fēng)、光電，綠氫）智能增壓泵站，將淡化水輸往西北地區(qū)的內(nèi)蒙古、甘肅和新疆，以主動(dòng)求變的可持續(xù)發(fā)展模式增加我國陸域水資源總量，改變西北“貧水”局面，將西北的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為發(fā)展優(yōu)勢，構(gòu)建東西部協(xié)調(diào)發(fā)展的新發(fā)展格局。該思路得到了33位院士的簽名支持。

一、西北地區(qū)“貧水”現(xiàn)實(shí)問題

西北地區(qū)深居內(nèi)陸，距海遙遠(yuǎn)，是我國典型的干旱和半干旱地區(qū)。我國原本就是“貧水”國家，而西北更是“貧水”國中的“貧水”區(qū)，水資源“雙貧”是西北地區(qū)最為突出的現(xiàn)實(shí)問題，是造成東西部發(fā)展不平衡、不協(xié)調(diào)局面的主要制約因素。

西北地區(qū)是維護(hù)國家生態(tài)安全、社會穩(wěn)定、能源安全、糧食安全、邊疆安全的國家戰(zhàn)略區(qū)域，水資源存量與國家賦予的五大安全戰(zhàn)略目標(biāo)嚴(yán)重不匹配，增加水資源的有效供給、改變西北水資源的“雙貧”局面，是實(shí)現(xiàn)第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)的戰(zhàn)略任務(wù)。

二、綠水西輸解決西北“貧水”現(xiàn)狀

1. 綠水西輸?shù)淖匀粚傩?/p>

海洋是地球水資源的主體，約占地球總水量的97.3％。陸域水資源主要是太陽能蒸騰作用構(gòu)建的海陸間循環(huán)所致，構(gòu)建如圖所示的水汽循環(huán)系統(tǒng)，定義其為“自然界綠水西輸”。如下圖所示：

我國渤海太陽能自然蒸發(fā)形成的淡化水每年約有1000億m³進(jìn)入內(nèi)陸。若在人工海水淡化工藝中以“綠色能源”作為能源置換的主體來生產(chǎn)淡化水，以滿足人類社會發(fā)展不斷增長的水資源需要，這樣的淡化及輸水工程簡稱為“綠水西輸”。

2. 綠色能源置換淡化水資源

西北幅員遼闊、資源豐富，是太陽能、風(fēng)能等清潔能源的富集區(qū)。東部有淡化水資源、特別是海水資源，實(shí)施“陸海統(tǒng)籌”戰(zhàn)略、以海洋資源彌補(bǔ)陸域資源的不足，以綠色能源置換東部的淡化水資源，構(gòu)建東西部優(yōu)勢資源互補(bǔ)的發(fā)展態(tài)勢，其戰(zhàn)略意義重大！

綠水西輸戰(zhàn)略的兩大特征：一是以清潔能源置換淡化水資源，發(fā)展模式綠色可持續(xù)；二是綠水西輸是陸域水資源的增量工程，增加陸域生態(tài)財(cái)富，并以此構(gòu)建新能源→新水源→新發(fā)展的“新經(jīng)濟(jì)業(yè)態(tài)”及“新發(fā)展模式”，為構(gòu)建新發(fā)展格局、維護(hù)國家整體安全奠定工程基礎(chǔ)。

3. 綠水西輸工程總體規(guī)劃

綠水西輸戰(zhàn)略提出：在渤海灣建設(shè)大型綠色海水淡化基地，開展“綠水西輸”工程建設(shè)，保證工程年輸?shù)?50億m³。綠水西輸工程總體規(guī)劃如下圖所示：

按照“整體規(guī)劃、分步實(shí)施、由近及遠(yuǎn)、先易后難”的方針，工程分三期實(shí)施：一期從渤海灣淡化基地至內(nèi)蒙古，年輸水量為35億m³；二期由內(nèi)蒙古輸往甘肅，年輸水量為35億m³；三期由甘肅直達(dá)新疆南疆，年輸水量為80億m³。規(guī)劃圖如下所示：

4. 綠水西輸戰(zhàn)略研究演進(jìn)

2017年5月，中國工程院咨詢項(xiàng)目《以西部的綠色能源置換東部的淡化水資源的可行性研究》立項(xiàng)，提出了“綠水西輸”的概念。

2019年4月，中國工程院咨詢項(xiàng)目《大規(guī)模海水淡化與西輸工程戰(zhàn)略研究》立項(xiàng)。在前期研究基礎(chǔ)上，課題組進(jìn)一步提出了“綠水西輸新空間經(jīng)濟(jì)帶”戰(zhàn)略構(gòu)想。課題組認(rèn)為：綠水西輸工程輸水沿線資源優(yōu)勢明顯，若有可持續(xù)高效的水資源支撐，將會成為我國快速發(fā)展的新的經(jīng)濟(jì)增長極?！熬G水西輸新空間經(jīng)濟(jì)帶”具有四新特征：“新時(shí)代、新空間、新水源、新發(fā)展”。

5. 綠水西輸示范工程

為貫徹《中共中央國務(wù)院關(guān)于發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)推進(jìn)建設(shè)海洋強(qiáng)國的意見》精神、推進(jìn)《海水淡化利用發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃2021-2025》的落實(shí)，2021年3月中國工程院批準(zhǔn)了《綠水西輸內(nèi)蒙古與發(fā)展新空間經(jīng)濟(jì)帶戰(zhàn)略研究》重點(diǎn)咨詢項(xiàng)目。目前，項(xiàng)目研究取得了階段性成果，確定了“綠水西輸內(nèi)蒙古工程的初步規(guī)劃方案”及發(fā)展戰(zhàn)略。

初步規(guī)劃方案提出：在遼東灣的錦州市、葫蘆島市等200公里的海岸線，以綠色能源為海水淡化的能源置換主體，建設(shè)4至5個(gè)大型“綠色海水淡化基地”，基地日淡化能力1000萬m³淡化水，可以滿足向內(nèi)蒙古東部及中西部、遼寧西部地區(qū)年輸送35億m³淡化水的供水需求。淡化水通過管道輸送，一路途經(jīng)遼寧省的葫蘆島市、朝陽市，輸送到內(nèi)蒙古的赤峰市、錫林郭勒盟、烏蘭察布市、呼和浩特市、包頭市、鄂爾多斯市、巴彥淖爾市、烏海市，最終抵達(dá)內(nèi)蒙古西部的阿拉善盟；另一路途經(jīng)遼寧省的錦州市、阜新市，最終抵達(dá)內(nèi)蒙古的通遼市。

三、綠水西輸工程戰(zhàn)略意義

1.綠水西輸是保障我國水資源安全的戰(zhàn)略舉措。我國是世界上最缺水的13個(gè)國家之一，全球氣候變化對陸域水資源的影響也日益凸顯。近些年來南北極、及世界第三極冰川大量融化，極端天氣頻發(fā)，全球水資源安全也面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，水危機(jī)與能源危機(jī)一樣迫在眉睫。綠水西輸以主動(dòng)求變的可持續(xù)發(fā)展模式可增加我國陸域水資源量，為擺脫“貧水”國家、應(yīng)對氣候變化對我國水資源安全帶來的影響等奠定了工程基礎(chǔ)，具有重大戰(zhàn)略意義！

2.綠水西輸是保障我國能源安全的戰(zhàn)略舉措。我國“2060年實(shí)現(xiàn)碳中和”的最大底氣來自西北的可再生能源。綠水西輸新空間經(jīng)濟(jì)帶構(gòu)建以“綠水、綠電、綠氫”為主體的國家綠色能源體系，實(shí)現(xiàn)國家能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型中的“綠色、自主”目標(biāo)，具有重大戰(zhàn)略意義！

3.綠水西輸是我國北疆生態(tài)安全的基礎(chǔ)性工程。內(nèi)蒙古總體上缺生存水、生態(tài)水和發(fā)展水，生態(tài)安全、糧食安全與水資源安全矛盾凸顯。內(nèi)蒙古水資源保有量與國家賦予的戰(zhàn)略目標(biāo)嚴(yán)重不匹配，亟需外部水資源的支持。綠水西輸及內(nèi)蒙古示范工程的增量水可以有效緩解內(nèi)蒙古水資源短缺問題！

4.綠水西輸內(nèi)蒙古示范工程綜合效益顯著。綠水西輸內(nèi)蒙古示范工程跨越遼寧西部、內(nèi)蒙古東部，是國家十四五規(guī)劃中需要全面振興的主要區(qū)域，也是糧食、生態(tài)、水資源三大安全矛盾最為尖銳的區(qū)域。示范工程的建設(shè)可實(shí)現(xiàn)“輸入發(fā)展水、解放生態(tài)水”的目標(biāo)，將示范區(qū)的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為發(fā)展優(yōu)勢、構(gòu)建新的發(fā)展格局。

四、綠水西輸內(nèi)蒙古示范工程

1. 中國工程院院士建議

中國工程院2021年學(xué)部重點(diǎn)咨詢項(xiàng)目《綠水西輸內(nèi)蒙古與發(fā)展新空間經(jīng)濟(jì)帶戰(zhàn)略研究》院士建議案提出：

1）建議將綠水西輸納入國家水資源配置體系，形成完善的國家水網(wǎng)規(guī)劃，首先彌補(bǔ)西部干旱半干旱地區(qū)的水資源缺口，提升國家水安全保障能力；

2）建議由國家發(fā)改委牽頭組織相關(guān)機(jī)構(gòu)，設(shè)立綠水西輸工程戰(zhàn)略協(xié)調(diào)小組，并將綠水西輸工程納入《海水淡化利用發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃 （2021-2025 年）》，推進(jìn)海水淡化規(guī)模化利用；

3）建議綠水西輸以內(nèi)蒙古自治區(qū)為切入點(diǎn)，做好年輸水35億m³的頂層設(shè)計(jì)，并以年輸水3億m³?5億m³作為示范工程，重點(diǎn)改善內(nèi)蒙古的供水體系、保障生態(tài)安全和發(fā)展“綠氫產(chǎn)業(yè)”。

院士建議案已提交相關(guān)部門、并在逐步落實(shí)中。為了加快綠水西輸示范工程的建設(shè)步伐，我們提出了先期設(shè)立“綠水西輸工程內(nèi)蒙古工程研究中心”，以組織建設(shè)為引領(lǐng)，加快綠水西輸內(nèi)蒙古示范工程落地及建設(shè)步伐。

2. 綠水西輸內(nèi)蒙古示范工程

為穩(wěn)妥推進(jìn)綠水西輸內(nèi)蒙古工程，課題組提出：先期開展“綠水西輸內(nèi)蒙古示范工程”的規(guī)劃和建設(shè)，為綠水西輸總體工程的全面實(shí)施積累工程經(jīng)驗(yàn)、探索發(fā)展模式。

示范工程規(guī)劃途徑遼寧省西部的葫蘆島市、朝陽市，以及內(nèi)蒙古東部的赤峰市、錫林郭勒盟、烏蘭察布市。示范區(qū)圖如下所示：

3. 示范工程目標(biāo)

示范工程區(qū)域是綠水西輸新空間經(jīng)濟(jì)帶的起步區(qū)。綠色淡化基地位于遼寧沿海經(jīng)濟(jì)帶，受水區(qū)是清潔能源富集的內(nèi)蒙古東部區(qū)域。如圖7所示，示范工程區(qū)域是“中蒙俄經(jīng)濟(jì)走廊”、“東北陸海新通道”、“內(nèi)蒙古通海經(jīng)濟(jì)帶”三道合一的國家戰(zhàn)略疊加區(qū)。經(jīng)濟(jì)走廊及通道建設(shè)、現(xiàn)代能源經(jīng)濟(jì)體系建設(shè)都需要可持續(xù)的綠水資源支持。

課題組提出：以綠水資源為支撐，優(yōu)先解決工業(yè)用水。利用輸水沿途豐富的風(fēng)光熱資源，構(gòu)建以“綠水、綠電、綠氫”三要素為主的“綠色能源體系”的現(xiàn)代能源經(jīng)濟(jì)，并以此為產(chǎn)業(yè)依托，將“綠氫”作為還原劑、深度脫碳劑，在示范區(qū)大力發(fā)展綠色冶金、綠色化工，助力最難減碳的鋼鐵、化工行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和。

課題組提出：將高耗能企業(yè)轉(zhuǎn)移到示范區(qū)，利用沙漠、荒漠、戈壁灘等“荒地資源”建設(shè)大規(guī)?；傲闾脊S”及“零碳產(chǎn)業(yè)園”、及“氫能產(chǎn)業(yè)園”，通過源、網(wǎng)、荷、儲一體化、多能互補(bǔ)配合水電解制綠氫，有效解決耗能企業(yè)的清潔能源供給、解決可再生能源大規(guī)模消納及儲存問題，戰(zhàn)略性解決“綠氫”供給。

課題組提出：在可再生能源富集的示范區(qū)內(nèi)，開展大規(guī)模的“綠氫礦”建設(shè)，提高可再生能源的附加值，以“綠氫礦”的綠色能源收益反哺輸水工程費(fèi)用，降低綠水資源保障生態(tài)安全、糧食安全的用水成本，實(shí)現(xiàn)能源、生態(tài)、糧食三大安全的辯證統(tǒng)一；保障三大安全、助力雙碳戰(zhàn)略、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

五、結(jié)束語

1．能源綠色自主：建設(shè)綠色中國的基石

建設(shè)綠色中國的核心與關(guān)鍵是：首先要實(shí)現(xiàn)我國能源領(lǐng)域的“綠色與自主”。國家“雙碳戰(zhàn)略”目標(biāo)就是以實(shí)現(xiàn)能源綠色轉(zhuǎn)型為抓手，促進(jìn)綠色中國的全面建設(shè)。

2．三綠能源體系：能源綠色轉(zhuǎn)型創(chuàng)新之舉

綠水西輸戰(zhàn)略提出：以可持續(xù)的綠水資源為支撐，以綠水西輸工程輸水沿線資源優(yōu)勢為依托，以“綠水、綠電、綠氫”三綠能源體系建設(shè)為基礎(chǔ)，全方位開展“綠水西輸新空間經(jīng)濟(jì)帶”的建設(shè)，為能源綠色轉(zhuǎn)型提供工程支撐。

3．新空間經(jīng)濟(jì)帶：綠色中國建設(shè)示范工程

新時(shí)代、新能源、新水源、新空間、新發(fā)展，這五新發(fā)展戰(zhàn)略是新空間經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)的指導(dǎo)思想，是全新全綠的發(fā)展理念，是“綠色中國”新發(fā)展模式的探索與實(shí)踐。

（本文作者為中國工程院院士）