王銳浩,黃鵬飛,王生輝

(自然資源部 天津海水淡化與綜合利用研究所，天津 300192)

海水淡化作為水資源的開源增量技術，具有“不淹地、不移民、不爭水、不受氣候影響”的特點，其供水保證率和供水水質(zhì)不受地理位置、環(huán)境狀態(tài)、氣候條件以及社會等因素的影響，已成為沿海缺水地區(qū)和海島解決水資源短缺問題的重要途徑[1]。大型海水淡化工程主要是指規(guī)模在每日萬噸級及以上的海水淡化工程，近年來，我國海水淡化年增長率超過8%，產(chǎn)能規(guī)模增長主要來自于新建萬噸以上級別的大型工程。根據(jù)《2017年全國海水利用報告》，截止2017年底，我國大型海水淡化工程共有36個，工程規(guī)模105.96萬t/d，占全國海水淡化總規(guī)模的89.11%[2]。從淡化工藝來看，大型海水淡化工程主要以反滲透海水淡化技術為主，約占全部大型海水淡化工程的66.07%；從地區(qū)分布來看，主要分布在天津、浙江、山東等沿海地區(qū)，從用途來看，主要分為工業(yè)用水和市政用水兩大類。文章從大型海水淡化工程入手，以不同用途的大型海水淡化工程的建設運營現(xiàn)狀為例，進行分析總結，找出制約大型海水淡化工程建設運營的主要因素，并提出相應對策。

1 我國大型海水淡化工程建設運營現(xiàn)狀

我國大型海水淡化工程產(chǎn)品水的終端用戶主要分為兩類：一類是工業(yè)用水，另一類是生活用水。其中工業(yè)用水分為企業(yè)自用、工業(yè)園區(qū)“點對點”供水兩類，生活用水分為城市市政用水和海島居民用水兩大類。在實際運行中，根據(jù)工程產(chǎn)水用途不同，建設運營狀況也不盡相同。其中工業(yè)用海水淡化工程建設運營狀況通常較好，產(chǎn)水量可達到設計規(guī)模的60%以上；城市市政供水海水淡化工程因受進入市政管網(wǎng)的限制，實際產(chǎn)水量較低；海島居民用海水淡化工程則通常根據(jù)需求量進行季節(jié)性運營。

1.1 首鋼海水淡化工程—企業(yè)自用

首鋼京唐公司海水淡化工程是由該公司依托自身優(yōu)勢自主設計、自主制造、自主建設、自主運營的[3]。一期設計規(guī)模為5萬m3/d，包括4套1.25萬t/d主體裝置，采用低溫多效(LT-MED)海水淡化工藝。該工程自建成至今一直處于滿負荷穩(wěn)定運行的狀態(tài)，實際產(chǎn)水為5萬m3/d，每年可生產(chǎn)約1 800萬m3淡水，占京唐鋼鐵廠淡水使用總量的50%左右。首鋼京唐公司將海水淡化產(chǎn)生的濃鹽水輸送至化工企業(yè)，將濃鹽水脫鈣脫鎂，進行化工制堿，構建了海水淡化和鹽化工相結合的濃海水綜合利用模式，不僅解決了濃鹽水的排放問題，還帶來一定的經(jīng)濟效益，有效地降低了海水淡化的綜合成本，取得了較大的社會效益和環(huán)境效益，為海水淡化在沿海鋼鐵、石化、電力等行業(yè)大規(guī)模發(fā)展應用起到了示范引領作用[4]。

1.2 天津新泉海水淡化工程—工業(yè)園區(qū)點對點供水

天津新泉海水淡化工程坐落于天津市大港區(qū)海洋石化園區(qū)內(nèi)，項目投資方為新加坡凱發(fā)集團屬下的天津大港新泉海水淡化有限公司，并由其負責設計、建造，擁有和營運海水淡化廠(期限30 a)。項目總建設規(guī)模為15萬m3/d，主要為滿足在大港落戶的石化大企業(yè)和大港海洋園區(qū)內(nèi)的企業(yè)用水，緩解區(qū)域用水緊張狀況。其中，一期建設規(guī)模為10萬m3/d，采用反滲透海水淡化技術，一期工程于2009-06投產(chǎn)，主要為中石化天津分公司百萬噸乙烯煉化一體化項目配套供水，現(xiàn)運營良好，日供水量在7萬m3～8萬m3，產(chǎn)能達到70%～80%。

1.3 浙江六橫海水淡化工程—海島居民供水

浙江六橫島海水淡化工程是舟山市最大的海水淡化工程，由華東勘測設計研究院和當?shù)卣餐顿Y興建，由六橫水務集團進行運營。總投資為7.4億元，設計規(guī)模為10萬m3/d，采用反滲透海水淡化工藝?，F(xiàn)已建成規(guī)模為5.25萬m3/d。生產(chǎn)淡化水直接進入市政管網(wǎng)，與水庫水摻混后供當?shù)鼐用耧嬘谩９こ滩扇“葱柽\營、季節(jié)性運行的方式，根據(jù)用水量變化，隨時調(diào)整淡化水供應量。該海水淡化工程目前運營良好，主要原因有兩個，一是浙江省對海水淡化用電由工業(yè)用電轉為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電，降低了海水淡化制水成本；二是浙江省財政每年都對淡化工程運行的經(jīng)營性虧損按照實際額度進行補貼，保證經(jīng)營現(xiàn)金流。

1.4 青島百發(fā)海水淡化工程—城市市政供水

青島百發(fā)海水淡化工程是目前我國最大的市政海水淡化項目，由西班牙百菲薩公司、青島堿業(yè)股份有限公司、青島海潤自來水集團有限公司共同投資，由青島海潤自來水集團有限公司進行運營，總投資金額為1.09億歐元(約1.51億美元)，設計規(guī)模10萬t/d，采用雙膜法海水淡化技術。生產(chǎn)淡化水計劃全部接入青島市市政管網(wǎng)，納入居民生活用水。通過向自來水原水中摻混的方式，百發(fā)海水淡化工程于2017-07首次滿負荷運行，在青島市原水供應 5%依靠客水的不利條件下，緩解了青島城市供水的緊張形勢[5]。該項目也是我國首個實現(xiàn)滿負荷運行的萬噸級海水淡化項目。

1.5 天津北疆海水淡化工程—城市市政供水

國投北疆電廠項目是國家首批循環(huán)經(jīng)濟試點項目，采用“發(fā)電—海水淡化—濃海水制鹽—土地節(jié)約整理—廢棄物資源化再利用”循環(huán)經(jīng)濟模式[6]。天津國投北疆電廠海水淡化工程是與其發(fā)電項目一期工程配套建設的，總投資約20億元，一期海水淡化產(chǎn)水規(guī)模為20萬m3/d，于2010-10投產(chǎn)，采用低溫多效海水淡化工藝。海水淡化作為北疆電廠發(fā)電工藝系統(tǒng)中的關鍵環(huán)節(jié)，起到承上啟下的作用。利用電廠電力，產(chǎn)生的大量低壓蒸汽以及海水取排水設施生產(chǎn)淡水，生產(chǎn)淡化水計劃10%用于電廠自用，40%供給漢沽自來水水廠，與自來水以1 ∶3的比例混合后進入漢沽市政管網(wǎng)供給城市用水，其余50%直供給工業(yè)用戶。該海水淡化工程目前處于虧損狀態(tài)，雖已并入市政管網(wǎng)，但供水量僅達預期的20%，大量產(chǎn)能閑置。

綜合情況見表1。

表1 國內(nèi)典型大型海水淡化工程建設運營情況表Tab.1 Construction and operation table of domestic typical large-scale desalination project

2 大型海水淡化工程建設運營制約因素分析

2.1 海水淡化項目建設投資和運營成本相對較高，海水淡化制水企業(yè)很難盈利

我國大型海水淡化工程由于規(guī)模相對較大，項目投資水平也相對較高。根據(jù)國內(nèi)設計技術和條件，對于低溫多效海水淡化工程，萬噸級海水淡化工程噸水投資成本約為7 000元/t·d～10 000元/t·d，對于反滲透海水淡化工程，萬噸級海水淡化工程投資約為6 000元/t·d～8 000元/t·d[7]，占用資金量較大。目前,我國大型海水淡化工程主要依靠企業(yè)自主投資和銀行貸款，僅有部分市政供水工程可獲得政府補貼，需要支付大量的利息成本。據(jù)統(tǒng)計，我國萬噸級以上低溫多效海水淡化工程產(chǎn)水成本約為5.51元/t～7.43元/t，萬噸級以上反滲透海水淡化產(chǎn)水成本約為4.03元/t～6.79元/t[7]，均高于我國現(xiàn)行自來水價格，使得海水淡化毫無優(yōu)勢。此外，與自來水有國家補貼不同，我國大型海水淡化建設運營主要依靠市場調(diào)節(jié)，這就造成了我國已建大型海水淡化工程很難盈利甚至處于虧損狀態(tài)，商業(yè)投資價值不高，從而在一定程度上制約了各種資本對海水淡化工程項目的投入。

2.2 海水淡化項目供需不能實現(xiàn)有效對接，配套管網(wǎng)建設存在滯后性

海水淡化供需不能實現(xiàn)有效對接主要表現(xiàn)在兩個方面，一是海水淡化建設規(guī)模與用戶實際需求之間對接不夠充分，通常存在一定的誤差；另外一方面則是表現(xiàn)在海水淡化供水管網(wǎng)建設滯后，產(chǎn)品水輸出困難。明確用戶需求是確定海水淡化工程規(guī)模的首要因素，如果在海水淡化工程建設之前未確定目標用戶用水量或入網(wǎng)的基本水量，將會出現(xiàn)淡化工程建好后水售不出去、工程投資不能回收的情況。但在實際應用中，常常由于規(guī)劃變動或者其他原因造成海水淡化工程的目標用戶實際用水量與預計用水量存在一定程度的誤差，從而導致海水淡化工程供水量與實際需求量不匹配的現(xiàn)象，造成海水淡化工程產(chǎn)能不足甚至閑置。由于受成本限制，大型海水海水淡化工程對外供水范圍較窄，富裕的淡化水另尋供水出路較為困難[8]。此外，輸水管網(wǎng)的建設也是制約海水淡化項目建設運營的關鍵因素，相對工程建設而言，輸水管網(wǎng)的建設往往具有滯后性，若海水淡化工程運營單位與管網(wǎng)無法形成有效銜接，不能滿足產(chǎn)品水的輸送需求，也會限制海水淡化工程的運營。

2.3 海水淡化項目扶持政策較為宏觀，缺乏具體可操作政策

海水淡化作為沿海地區(qū)和海島水資源短缺的重要途徑，日益受到黨和國家的重視及社會各界的關注，我國雖然將海水淡化列入國民經(jīng)濟和社會發(fā)展、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟、海洋事業(yè)等一系列國家重要規(guī)劃、法規(guī)及重要文件中，但出臺的指導性政策多為宏觀層面的指導性、綱領性文件，可操作性較差，且不具備法律約束性。除了稅法規(guī)定的海水淡化企業(yè)可享受所得稅三免三減半以外，其他優(yōu)惠政策大多為地方政府出臺的扶持政策。如：浙江省政府將本省海水淡化用電由工業(yè)用電價格轉為農(nóng)業(yè)用電價格，并對海水淡化工程建設運營進行資金補助和產(chǎn)水成本補貼；山東省政府將省內(nèi)海水淡化項目用電價格按照非居民用電價格執(zhí)行，并對市政用水海水淡化項目售價與成本差額給與財政補貼；河北省則給予國華滄電海水淡化企業(yè)“增加發(fā)電時數(shù)，以電補水”的扶持政策。這些扶持政策均在一定程度上降低了海水淡化成本，為海水淡化工程的穩(wěn)定運營提供了保障，但尚未在全國進行實行推廣。

2.4 宣傳普及力度不夠，社會公眾對海水淡化存在認知偏見

社會公眾對海水淡化認知程度和態(tài)度也是影響海水淡化項目建設和運營的重要因素。海水淡化作為新鮮事物，由于宣傳和普及力度不夠，導致社會公眾對其認知和接受程度較低，存在一定程度的顧慮，尤其是進入市政管網(wǎng)的淡化水，由于淡化水純度較高，硬度、堿度等指標較低，在輸送管網(wǎng)中穩(wěn)定性較差，遇到鑄鐵管、水泥管及供水壓力、方向變化時容易出現(xiàn)黃水現(xiàn)象，影響自來水的感官印象。部分人誤認為飲用淡化水會對身體健康造成影響，對淡化水的飲用存在抵觸心理。此外，社會公眾對水資源短缺的形勢認識不夠，雖然我國絕大大數(shù)地區(qū)水資源短缺形勢已經(jīng)十分嚴峻，但由于可采用調(diào)水、開采地下水等其他方式進行補充，導致了社會公眾未認識到缺水的嚴重性，從而也就對海水淡化喪失了一定的興趣，甚至認為海水淡化工程的建設可有可無。這也在一定程度上導致了社會公眾對海水淡化熱情不夠、影響了大型海水淡化工程的建設和運營。

3 我國發(fā)展海水淡化工程的對策及建議

3.1 積極發(fā)展海水淡化技術，降低海水淡化成本

經(jīng)過多年的發(fā)展，我國海水淡化技術已經(jīng)達到或接近國外先進水平，但總體而言，一些核心技術還沒有完全掌握，關鍵技術、部件仍然依賴進口。目前國內(nèi)已建成的大型海水淡化工程幾乎全部采用國外技術[9]，這也是工程投資和成本偏高的主要原因之一。因此，我國應積極支持與海水淡化相關的關鍵基礎材料、核心基礎零部件、先進基礎工藝、產(chǎn)業(yè)技術基礎“四基”水平的提升，增強海水淡化基礎技術創(chuàng)新能力，提高海水淡化產(chǎn)業(yè)整體素質(zhì)和核心競爭力[10]；加大對海水淡化基礎技術研發(fā)的支持力度，引導產(chǎn)業(yè)投資基金和創(chuàng)業(yè)投資基金投向海水淡化項目，提升海水淡化技術裝備水平；發(fā)展海水淡化裝備先進制造技術，提升關鍵零部件和成套裝置制造能力，提高裝備使用壽命和能效水平，從而降低海水淡化工程建設投資和成本。

3.2 做好海水淡化項目供需銜接，完善配套管網(wǎng)建設

做好海水淡化項目的供需銜接，在確定海水淡化工程建設規(guī)模之前提前做好需求分析工作，充分對接淡化工程建設和用戶需求，確定目標用戶和用戶需求水量，盡量保持供需一致，避免淡化工程出現(xiàn)產(chǎn)能過?；蛘唛e置的現(xiàn)象。對于工業(yè)企業(yè)，鼓勵沿海地區(qū)有條件利用海水的工業(yè)企業(yè)和新增工業(yè)企業(yè)使用海水淡化水，提高淡化水對工業(yè)供水量的貢獻率；對于市政供水，建立水資源統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機制，將地表水、地下水、外調(diào)水和淡化水的輸送、配置與供給進行統(tǒng)一規(guī)劃，推進海水淡化水在市政社會供應的規(guī)模和能力。對于產(chǎn)能過?；蛘唛e置的海水淡化企業(yè)，積極聯(lián)系下游企業(yè)、開發(fā)多目標用戶、與海水淡化水接收用戶對接、加快建設海水淡化輸水管道等，提高海水淡化水的輸送與應用，提高實際產(chǎn)水量。完善配套管網(wǎng)建設，保證項目建設單位與配套管網(wǎng)的有限銜接，保證海水淡化產(chǎn)品水的輸送。

3.3 出臺具體的、可操作性強的扶持政策

將淡化水納入水資源統(tǒng)一管理規(guī)劃，明確其在水資源配置特別是在市政供水中的作用，保障其作為海島新增供水的第一水源，沿海地區(qū)供水的補充水源和戰(zhàn)略儲備的地位。加大對大型海水淡化工程尤其是市政供水為主要目的的海水淡化工程的投資力度，實施金融和價格支持政策，鼓勵金融機構在風險可控和商業(yè)可持續(xù)的前提下，創(chuàng)新信貸品種和抵質(zhì)押方式，加大對海水淡化項目的信貸支持；支持符合條件的海水淡化企業(yè)采取發(fā)行股票、債券等多種方式籌集資金，拓展融資渠道；引導民間資本合理、規(guī)范地進入海水淡化產(chǎn)業(yè)。效仿山東、浙江等地的做法，為大型海水淡化工程提供建設補助、水價補貼、優(yōu)惠電價等扶持政策；建立科學合理的淡化水水價形成機制，提高供水企業(yè)使用淡化水的積極性[11]。

3.4 加大宣傳力度

加強輿論宣傳引導，營造推進海水利用規(guī)?；瘧玫牧己蒙鐣諊?。充分利用廣播、電視、報刊、互聯(lián)網(wǎng)等各種宣傳媒體，開展形式多樣的宣傳活動，發(fā)揮科普教育基地作用，提高公眾的水資源憂患意識和海水利用的戰(zhàn)略認識[12]。普及海水淡化知識，公開海水利用相關信息，加強海水淡化技術及成功示范案例的宣傳，消除公眾對海水淡化水作為飲用水源的疑慮，提高對海水淡化水的接受程度。要將海水淡化的原理、工藝流程、國內(nèi)外應用情況、發(fā)展歷程等進行宣傳，也可在不影響生產(chǎn)、保證安全的前提下，將淡化廠打造成科普教育基地，對公眾開展體驗式科普，讓公眾了解海水變成淡水的每一步歷程，從而更深層次地了解海水淡化。