詹紅麗，邵奎興，李宗璟

(1.北京中水新華國際工程咨詢有限公司，北京 100044;2.中國水利企業(yè)協(xié)會脫鹽分會，北京 100027)

“水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基”。地球的海水儲量約13.5億 km3，占全球各類水總量的97.47%。為解決淡水資源短缺問題、應(yīng)對水資源危機(jī)，世界許多沿海國家及地區(qū)積極開展海水淡化和綜合利用，并開展了海水利用工程建設(shè)及海水淡化技術(shù)研發(fā)工作［1］。世界上許多國家通過海水淡化提供了可靠品質(zhì)的淡水，為解決區(qū)域水資源短缺問題找到了一條有效途徑。如阿聯(lián)酋飲用水主要是海水淡化水，以色列70%的飲用水來自于海水淡化水，意大利西西里島500萬居民飲用水源的40%來自海水淡化水。

我國是海洋大國，擁有渤海、黃海、東海、南海四大海域，有1.8萬km的海岸線。隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，我國淡水資源日趨緊缺，如何利用海水資源緩解水危機(jī)是我國長期以來十分關(guān)注的問題［2-5］。近年來，我國政府加大了對海水淡化和綜合利用發(fā)展的扶持力度，相繼制定出臺了《全國海水利用規(guī)劃》，在《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》中提出“積極開展海水淡化和海水直接利用”?！吨泄仓醒雵鴦?wù)院關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》(中發(fā)〔2011〕1號)(以下簡稱2011年中央1號文件)中再次提出“積極開展海水淡化和綜合利用”。海水淡化是我國解決水資源短缺問題的戰(zhàn)略途徑，且已成為華北沿海城市及經(jīng)濟(jì)區(qū)域飲用水的重要補充。目前，海水利用已成為我國沿海地區(qū)解決水資源短缺問題的重要開源方式，在天津、河北、浙江、遼寧和山東等地得到了一定規(guī)模的應(yīng)用，主要領(lǐng)域是電力、鋼鐵、石化和化工及海島市政供水［6-7］。

1 海水利用現(xiàn)狀及存在的問題

分析我國海水利用的規(guī)模與行業(yè)分布、管理體制與規(guī)劃、政策措施等現(xiàn)狀，總結(jié)海水利用發(fā)展取得的成績與經(jīng)驗，剖析目前存在的問題與制約因素。

1.1 海水利用現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計［8］，截至2011年底，我國已建成海水淡化裝置73套，日海水淡化能力64.3萬m3，其中在2010—2011年這2年間新建海水淡化廠7座，新增產(chǎn)能11.9萬m3/d，海水淡化均采用反滲透技術(shù)(SWRO)。在現(xiàn)有的73套海水淡化裝置中，63套采用SWRO技術(shù)，產(chǎn)能44.06萬m3/d;7套采用多效蒸餾技術(shù)(MED)，產(chǎn)能19.6萬m3/d;1套采用多級閃蒸技術(shù)(MSF)，產(chǎn)能6 000 m3/d;1套采用機(jī)械壓汽蒸餾技術(shù)(MVC)，產(chǎn)能60 m3/d;1套采用電滲析技術(shù)(ED)，產(chǎn)能200 m3/d。在所有海水淡化裝置中，用于電力行業(yè)的海水淡化廠共18座，產(chǎn)能占43%;用于市政行業(yè)供水項目的36座，產(chǎn)能占26.4%?，F(xiàn)有的MED海水淡化項目主要用于電力行業(yè)，其產(chǎn)能占MED總產(chǎn)能的69.1%。反滲透海水淡化技術(shù)應(yīng)用于市政供水項目中具有較大的優(yōu)勢，多數(shù)項目都采用該技術(shù)。

國務(wù)院在2008年的《國務(wù)院關(guān)于機(jī)構(gòu)設(shè)置的通知》(國發(fā)〔2008〕11號)(“三定”方案)中將海水淡化和直接利用納入非傳統(tǒng)水源開發(fā)利用，由水利部指導(dǎo)非傳統(tǒng)水源開發(fā)工作。2011年中央1號文件明確提出全面加快水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加強(qiáng)水資源配置工程建設(shè)，大力推進(jìn)和積極開展海水淡化和綜合利用工作。2012年4月國務(wù)院辦公廳發(fā)布的《關(guān)于加快發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)的意見》(國辦發(fā)〔2012〕13號)明確了海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中各部委間的組織協(xié)調(diào)關(guān)系，由發(fā)改委牽頭，負(fù)責(zé)綜合協(xié)調(diào)和指導(dǎo)推動，包括水利部在內(nèi)多部門參與，共同推進(jìn)海水淡化產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。

1.2 存在問題與制約因素

我國海水利用經(jīng)過50多年的發(fā)展，取得了顯著的成績，人們對海水利用的認(rèn)識逐步提高，在國家政策的鼓勵下，行業(yè)企業(yè)積極開展海水淡化和綜合利用，使海水利用的規(guī)模不斷擴(kuò)大，應(yīng)用水平穩(wěn)步提升。目前，在我國發(fā)展海水利用已具備一定的基礎(chǔ)，但同時也存在諸多問題與制約因素［9-10］。

a.現(xiàn)有扶持政策在執(zhí)行過程中存在配套與支撐細(xì)則不完善等問題，實施細(xì)則亟待完善。海水利用工程的扶持政策明顯不足，工程建設(shè)進(jìn)度明顯滯后，具有準(zhǔn)公益性質(zhì)的海水利用工程屬于民生性質(zhì)的水源工程，缺乏相應(yīng)的扶持政策和投入渠道;經(jīng)營性的海水利用工程項目從一開始就完全按照市場化方式運作，與傳統(tǒng)水源相比，在價格上亦不具有優(yōu)勢。

b.海水利用尚未真正納入水資源統(tǒng)一配置。海水淡化已作為補充淡水資源的有效手段，海水直接利用對淡水的替代作用和應(yīng)急水源作用明顯。對于有條件開展海水淡化和利用海水作為水源工程的建設(shè)項目，未能納入水資源配置工程建設(shè)的范疇，非常規(guī)水源工程建設(shè)明顯滯后。因此，作為水資源“開源渠道”的海水利用，理應(yīng)納入水資源的統(tǒng)一規(guī)劃與配置，這是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的客觀需求，也是行業(yè)內(nèi)專家學(xué)者的共同呼聲。

c.海水淡化工程化技術(shù)和產(chǎn)業(yè)配套在大型化、超大型化項目建設(shè)方面存在差距。我國海水淡化工程化技術(shù)和產(chǎn)業(yè)支撐與國際先進(jìn)水平相比，既有優(yōu)勢也有短板，在關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備方面具有較好的產(chǎn)業(yè)支撐，目前國內(nèi)參與國外工程配套程度越來越高，但在大型化項目方面的工程經(jīng)驗明顯不足。此外，海水淡化與供水輸送、配水技術(shù)，以及飲水安全評價等方面，存在標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范缺位的問題，如:淡化海水進(jìn)入市政供水管網(wǎng)會產(chǎn)生“黃水”、“紅水”等現(xiàn)象，對淡化海水的入網(wǎng)及應(yīng)用造成了障礙。

d.公眾認(rèn)識存在誤區(qū)。目前，人們對海水淡化作為淡水資源的重要補充和戰(zhàn)略儲備，特別作為應(yīng)對全球氣候變化，提高供水安全保障的重大戰(zhàn)略舉措缺乏認(rèn)同和共識。

2 海水利用需求分析

2010年，我國沿海11省(自治區(qū)、直轄市)GDP總量245 944億元，總?cè)丝?7 688萬人，土地面積129.2萬 km2。沿海地區(qū)國土面積占全國的13.5%、人口占全國的43.0%，創(chuàng)造了全國56.3%的GDP，人均GDP達(dá)到全國的1.42倍，在我國經(jīng)濟(jì)社會生活中占有舉足輕重的戰(zhàn)略地位［11］。在多年平均來水條件下，現(xiàn)狀年我國沿海地區(qū)缺水總量177億m3，主要缺水地區(qū)集中于北方沿海(天津、河北、遼寧和山東等地區(qū))，缺水量達(dá)148.8億m3。

面對北方沿海地區(qū)資源型缺水和南方沿海部分地區(qū)水質(zhì)型缺水和工程型缺水的嚴(yán)峻形勢，除加大再生水回用、雨水集蓄利用等非常規(guī)水源利用外，積極開展海水淡化和綜合利用既緊迫又任重道遠(yuǎn)，未來將會成為優(yōu)化沿海地區(qū)供水結(jié)構(gòu)、保證沿海城市供水安全，化解沿海地區(qū)水資源危機(jī)的一項重要措施。通過對沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會和產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行預(yù)測以及用水效率進(jìn)行分析，結(jié)合全國水資源綜合規(guī)劃、全國節(jié)水型社會建設(shè)“十二五”規(guī)劃成果和實施最嚴(yán)格水資源管理的要求，預(yù)測我國沿海地區(qū)海水淡化利用需求量;結(jié)合電力、石化、鋼鐵等行業(yè)相關(guān)規(guī)劃目標(biāo)，預(yù)測海水直接利用需求量。我國海水利用需求預(yù)測見表1。

表1 我國海水利用總需求預(yù)測

預(yù)測至2015年和2030年我國沿海地區(qū)海水淡化利用需求總量分別為8.37億m3/a和14.43億m3/a，分別占沿海地區(qū)需水量的0.32%和0.52%，占全國總需水量的0.13%和0.21%;預(yù)測至2015年和2030年我國沿海地區(qū)海水直接利用需求總量分別為832億m3/a和1 789億m3/a，折淡量分別為30億m3/a和64億m3/a。

3 戰(zhàn)略目標(biāo)與重點區(qū)域及領(lǐng)域布局

針對我國沿海地區(qū)水資源短缺狀況，區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局與特點，以及各

地區(qū)現(xiàn)有海水利用基礎(chǔ)條件，提出了我國海水利用發(fā)展的主要目標(biāo)和重點區(qū)域及領(lǐng)域布局建議。

3.1 戰(zhàn)略目標(biāo)

a.到2015年和2030年，我國沿海地區(qū)海水淡化利用量分別達(dá)到8.37億m3/a和14.43億m3/a;對海島新增供水量的貢獻(xiàn)率分別達(dá)到50%和75%以上，對沿海缺水地區(qū)新增工業(yè)供水量的貢獻(xiàn)率達(dá)到15%和25%以上，有效緩解沿海嚴(yán)重缺水地區(qū)水資源短缺的矛盾。到2015年和2030年，我國沿海地區(qū)海水直接利用量分別達(dá)到832億m3/a(折淡量30億m3/a)和1789億m3/a(折淡量64億m3/a)。

b.選擇沿海嚴(yán)重缺水城市和地下水超采嚴(yán)重地區(qū)，建設(shè)一批海水淡化和海水直接利用重點示范工程。到2015年建成2個日產(chǎn)5萬～10萬m3的國家級海水淡化示范工程和20個日產(chǎn)萬噸級海水淡化示范工程;建成2個10萬m3/h的海水循環(huán)冷卻示范工程以及5個海水沖廁示范小區(qū)。

c.加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，提高海水利用裝備國產(chǎn)化水平和市場競爭力。到2015年海水淡化和利用產(chǎn)業(yè)化原材料、裝備制造自主創(chuàng)新率達(dá)到70%以上;2030年達(dá)到90%以上，其中關(guān)鍵技術(shù)、材料的研發(fā)和制造能力達(dá)到國際先進(jìn)水平。

3.2 發(fā)展模式

a.統(tǒng)一配置，統(tǒng)籌兼顧。國家和地方政府水利主管部門，要創(chuàng)新海水淡化水資源管理體制和機(jī)制，將海水淡化水作為淡水資源的重要補充，納入水利規(guī)劃進(jìn)行統(tǒng)一配置與管理。積極發(fā)展和實施海水利用工程，強(qiáng)化其在沿海區(qū)域水資源配置中的調(diào)節(jié)和補充作用，鼓勵近海地區(qū)逐步擴(kuò)大海水利用規(guī)模，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會長期平穩(wěn)較快發(fā)展。

b.政策激勵，多元融資。國家相關(guān)部委應(yīng)根據(jù)其職能分工及海水利用發(fā)展的實際需求，適時出臺鼓勵海水利用發(fā)展的財政、稅務(wù)和金融等激勵政策、淡化海水進(jìn)入市政供水管網(wǎng)的支持政策。鼓勵金融機(jī)構(gòu)在風(fēng)險可控和商業(yè)運作可持續(xù)的前提下，加大對海水淡化項目的信貸支持力度;引導(dǎo)社會資金和民間資本合理、規(guī)范地進(jìn)入海水淡化產(chǎn)業(yè)。

c.自主創(chuàng)新，強(qiáng)化示范。加大海水利用關(guān)鍵技術(shù)和核心部件研發(fā)力度，鼓勵開發(fā)海水利用新技術(shù)，增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力和配套能力;對我國目前難以掌握的關(guān)鍵技術(shù)允許引進(jìn)和消化吸收，鼓勵在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步創(chuàng)新和開發(fā)。根據(jù)不同海域和地區(qū)、行業(yè)、企業(yè)的實際情況，自主設(shè)計和建設(shè)運營一批海水利用重點示范工程。

3.3 重點區(qū)域及領(lǐng)域布局

根據(jù)沿海區(qū)域水資源特點和海水資源分布特征，將我國海水利用重點區(qū)域分為北方沿海地區(qū)、南方沿海地區(qū)和海島地區(qū)，合理布局，突出重點，加強(qiáng)海水淡化和綜合利用工程建設(shè)，逐步形成海水淡化和綜合利用與沿海經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展相適應(yīng)的發(fā)展格局。

a.北方沿海地區(qū)。北方沿海地區(qū)海水利用的發(fā)展重點是:大力發(fā)展海水淡化，大規(guī)模發(fā)展海水直接利用;創(chuàng)建海水利用綜合示范區(qū)和示范城市。在天津、大連、青島等城市，大力發(fā)展大中型規(guī)模的海水淡化和海水直接利用，鼓勵發(fā)展海水利用裝備(產(chǎn)品)制造業(yè)，培育海水利用產(chǎn)業(yè)鏈;并在北方沿海省級轄區(qū)內(nèi)的中等城市(如唐山、滄州、營口等)，組織開展針對性強(qiáng)、目標(biāo)明確、各具特色的海水利用示范工程。此外，從保證水資源供給安全可靠的戰(zhàn)略高度，研究近海特大型缺水城市(如北京)利用淡化海水作為補充居民生活飲用水的重要水源，進(jìn)一步優(yōu)化用水結(jié)構(gòu)，進(jìn)行重大海水淡化工程可行性方案的比選與論證。目前北京市已完成從曹妃甸工業(yè)區(qū)向北京輸?shù)Ｋ目尚行匝芯亢晚椖空撟C，產(chǎn)能的中期目標(biāo)是100萬m3/d，遠(yuǎn)期目標(biāo)是300萬m3/d。

b.南方沿海地區(qū)。南方沿海重點發(fā)展地區(qū)主要為東海區(qū)域和南海沿海區(qū)域，包括上海、深圳、廈門、泉州、寧波、舟山等重點城市。南方沿海地區(qū)海水利用的重中之重是依托區(qū)域經(jīng)濟(jì)實力強(qiáng)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平高的優(yōu)勢，結(jié)合區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展和結(jié)構(gòu)調(diào)整，在電力、石油和化工等行業(yè)大力發(fā)展和推廣海水利用。通過利用淡化海水作為優(yōu)質(zhì)工藝用水，海水作為工業(yè)冷卻水、大生活用水等，有效替代淡水資源，并作為應(yīng)急備用水源，在優(yōu)化水資源結(jié)構(gòu)的同時，解決這些地區(qū)的水質(zhì)型缺水和季節(jié)性缺水問題。

c.海島。以遼寧長海、山東長島、浙江舟山、廣東南澳、福建東山、海南三沙和廣西潿洲島等為重點發(fā)展島嶼。海島海水利用的發(fā)展重點是根據(jù)發(fā)展需求，建設(shè)規(guī)模適中的海水淡化工程，重點解決鄉(xiāng)、鎮(zhèn)以上行政建制海島上軍民的淡水資源短缺問題;建立戰(zhàn)略儲備水源，因地制宜利用風(fēng)能、太陽能、潮汐能，積極推進(jìn)新能源與海水淡化耦合技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用;大力推廣海水沖廁。

4 結(jié)語

世界各國越來越重視海水淡化和綜合利用工作，為解決區(qū)域水資源短缺問題開拓了一條有效途徑。未來淡化海水對我國沿海地區(qū)用水量的貢獻(xiàn)率約為0.30%～0.55%，對全國總用水量的貢獻(xiàn)率約為0.10%～0.25%，單從淡化海水占總用水量的比例來看，相對較小。但海水淡化和海水直接利用對于緩解沿海地區(qū)淡水資源短缺和城市水危機(jī)具有十分重要的現(xiàn)實意義，近期可作為沿海地區(qū)用水的第二水源，島嶼用水的第一水源，中長期可作為戰(zhàn)略儲備水源。因此，積極開展海水利用，并將淡化海水作為海島主要水源，對于保障海島軍民生產(chǎn)、生活用水和維護(hù)國家安全具有十分重要的戰(zhàn)略意義。此外，海水淡化是淡水資源的重要補充和戰(zhàn)略儲備，特別是在全球氣候變化極端影響下是提高供水安全的一項重大戰(zhàn)略舉措。

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