我國海水利用現狀與展望

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.中國水利企業協會脫鹽分會，北京 100027)

“水是生命之源、生產之要、生態之基”。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、應對水資源危機，世界許多沿海國家及地區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及海水淡化技術研發工作［1］。世界上許多國家通過海水淡化提供了可靠品質的淡水，為解決區域水資源短缺問題找到了一條有效途徑。如阿聯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。隨著經濟社會的發展，我國淡水資源日趨緊缺，如何利用海水資源緩解水危機是我國長期以來十分關注的問題［2-5］。近年來，我國政府加大了對海水淡化和綜合利用發展的扶持力度，相繼制定出臺了《全國海水利用規劃》，在《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》中提出“積極開展海水淡化和海水直接利用”。《中共中央國務院關于加快水利改革發展的決定》(中發〔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略途徑，且已成為華北沿海城市及經濟區域飲用水的重要補充。目前，海水利用已成為我國沿海地區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模的應用，主要領域是電力、鋼鐵、石化和化工及海島市政供水［6-7］。

1 海水利用現狀及存在的問題

分析我國海水利用的規模與行業分布、管理體制與規劃、政策措施等現狀，總結海水利用發展取得的成績與經驗，剖析目前存在的問題與制約因素。

1.1 海水利用現狀

據統計［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，新增產能11.9萬m3/d，海水淡化均采用反滲透技術(SWRO)。在現有的73套海水淡化裝置中，63套采用SWRO技術，產能44.06萬m3/d;7套采用多效蒸餾技術(MED)，產能19.6萬m3/d;1套采用多級閃蒸技術(MSF)，產能6 000 m3/d;1套采用機械壓汽蒸餾技術(MVC)，產能60 m3/d;1套采用電滲析技術(ED)，產能200 m3/d。在所有海水淡化裝置中，用于電力行業的海水淡化廠共18座，產能占43%;用于市政行業供水項目的36座，產能占26.4%。現有的MED海水淡化項目主要用于電力行業，其產能占MED總產能的69.1%。反滲透海水淡化技術應用于市政供水項目中具有較大的優勢，多數項目都采用該技術。

國務院在2008年的《國務院關于機構設置的通知》(國發〔2008〕11號)(“三定”方案)中將海水淡化和直接利用納入非傳統水源開發利用，由水利部指導非傳統水源開發工作。2011年中央1號文件明確提出全面加快水利基礎設施建設，加強水資源配置工程建設，大力推進和積極開展海水淡化和綜合利用工作。2012年4月國務院辦公廳發布的《關于加快發展海水淡化產業的意見》(國辦發〔2012〕13號)明確了海水淡化產業發展過程中各部委間的組織協調關系，由發改委牽頭，負責綜合協調和指導推動，包括水利部在內多部門參與，共同推進海水淡化產業健康快速發展。

1.2 存在問題與制約因素

我國海水利用經過50多年的發展，取得了顯著的成績，人們對海水利用的認識逐步提高，在國家政策的鼓勵下，行業企業積極開展海水淡化和綜合利用，使海水利用的規模不斷擴大，應用水平穩步提升。目前，在我國發展海水利用已具備一定的基礎，但同時也存在諸多問題與制約因素［9-10］。

a.現有扶持政策在執行過程中存在配套與支撐細則不完善等問題，實施細則亟待完善。海水利用工程的扶持政策明顯不足，工程建設進度明顯滯后，具有準公益性質的海水利用工程屬于民生性質的水源工程，缺乏相應的扶持政策和投入渠道;經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，與傳統水源相比，在價格上亦不具有優勢。

b.海水利用尚未真正納入水資源統一配置。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項目，未能納入水資源配置工程建設的范疇，非常規水源工程建設明顯滯后。因此，作為水資源“開源渠道”的海水利用，理應納入水資源的統一規劃與配置，這是經濟社會發展的客觀需求，也是行業內專家學者的共同呼聲。

c.海水淡化工程化技術和產業配套在大型化、超大型化項目建設方面存在差距。我國海水淡化工程化技術和產業支撐與國際先進水平相比，既有優勢也有短板，在關鍵技術與設備方面具有較好的產業支撐，目前國內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驗明顯不足。此外，海水淡化與供水輸送、配水技術，以及飲水安全評價等方面，存在標準和規范缺位的問題，如:淡化海水進入市政供水管網會產生“黃水”、“紅水”等現象，對淡化海水的入網及應用造成了障礙。

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

2 海水利用需求分析

2010年，我國沿海11省(自治區、直轄市)GDP總量245 944億元，總人口57 688萬人，土地面積129.2萬 km2。沿海地區國土面積占全國的13.5%、人口占全國的43.0%，創造了全國56.3%的GDP，人均GDP達到全國的1.42倍，在我國經濟社會生活中占有舉足輕重的戰略地位［11］。在多年平均來水條件下，現狀年我國沿海地區缺水總量177億m3，主要缺水地區集中于北方沿海(天津、河北、遼寧和山東等地區)，缺水量達148.8億m3。

面對北方沿海地區資源型缺水和南方沿海部分地區水質型缺水和工程型缺水的嚴峻形勢，除加大再生水回用、雨水集蓄利用等非常規水源利用外，積極開展海水淡化和綜合利用既緊迫又任重道遠，未來將會成為優化沿海地區供水結構、保證沿海城市供水安全，化解沿海地區水資源危機的一項重要措施。通過對沿海地區經濟社會和產業發展進行預測以及用水效率進行分析，結合全國水資源綜合規劃、全國節水型社會建設“十二五”規劃成果和實施最嚴格水資源管理的要求，預測我國沿海地區海水淡化利用需求量;結合電力、石化、鋼鐵等行業相關規劃目標，預測海水直接利用需求量。我國海水利用需求預測見表1。

表1 我國海水利用總需求預測

預測至2015年和2030年我國沿海地區海水淡化利用需求總量分別為8.37億m3/a和14.43億m3/a，分別占沿海地區需水量的0.32%和0.52%，占全國總需水量的0.13%和0.21%;預測至2015年和2030年我國沿海地區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 戰略目標與重點區域及領域布局

針對我國沿海地區水資源短缺狀況，區域發展戰略、經濟發展水平、產業結構布局與特點，以及各

地區現有海水利用基礎條件，提出了我國海水利用發展的主要目標和重點區域及領域布局建議。

3.1 戰略目標

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

b.選擇沿海嚴重缺水城市和地下水超采嚴重地區，建設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5萬～10萬m3的國家級海水淡化示范工程和20個日產萬噸級海水淡化示范工程;建成2個10萬m3/h的海水循環冷卻示范工程以及5個海水沖廁示范小區。

c.加強關鍵技術研發，提高海水利用裝備國產化水平和市場競爭力。到2015年海水淡化和利用產業化原材料、裝備制造自主創新率達到70%以上;2030年達到90%以上，其中關鍵技術、材料的研發和制造能力達到國際先進水平。

3.2 發展模式

a.統一配置，統籌兼顧。國家和地方政府水利主管部門，要創新海水淡化水資源管理體制和機制，將海水淡化水作為淡水資源的重要補充，納入水利規劃進行統一配置與管理。積極發展和實施海水利用工程，強化其在沿海區域水資源配置中的調節和補充作用，鼓勵近海地區逐步擴大海水利用規模，促進經濟社會長期平穩較快發展。

b.政策激勵，多元融資。國家相關部委應根據其職能分工及海水利用發展的實際需求，適時出臺鼓勵海水利用發展的財政、稅務和金融等激勵政策、淡化海水進入市政供水管網的支持政策。鼓勵金融機構在風險可控和商業運作可持續的前提下，加大對海水淡化項目的信貸支持力度;引導社會資金和民間資本合理、規范地進入海水淡化產業。

c.自主創新，強化示范。加大海水利用關鍵技術和核心部件研發力度，鼓勵開發海水利用新技術，增強自主創新能力和配套能力;對我國目前難以掌握的關鍵技術允許引進和消化吸收，鼓勵在此基礎上進一步創新和開發。根據不同海域和地區、行業、企業的實際情況，自主設計和建設運營一批海水利用重點示范工程。

3.3 重點區域及領域布局

根據沿海區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域分為北方沿海地區、南方沿海地區和海島地區，合理布局，突出重點，加強海水淡化和綜合利用工程建設，逐步形成海水淡化和綜合利用與沿海經濟社會發展相適應的發展格局。

a.北方沿海地區。北方沿海地區海水利用的發展重點是:大力發展海水淡化，大規模發展海水直接利用;創建海水利用綜合示范區和示范城市。在天津、大連、青島等城市，大力發展大中型規模的海水淡化和海水直接利用，鼓勵發展海水利用裝備(產品)制造業，培育海水利用產業鏈;并在北方沿海省級轄區內的中等城市(如唐山、滄州、營口等)，組織開展針對性強、目標明確、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，進一步優化用水結構，進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區向北京輸淡化海水的可行性研究和項目論證，產能的中期目標是100萬m3/d，遠期目標是300萬m3/d。

b.南方沿海地區。南方沿海重點發展地區主要為東海區域和南海沿海區域，包括上海、深圳、廈門、泉州、寧波、舟山等重點城市。南方沿海地區海水利用的重中之重是依托區域經濟實力強、產業發展水平高的優勢，結合區域產業發展和結構調整，在電力、石油和化工等行業大力發展和推廣海水利用。通過利用淡化海水作為優質工藝用水，海水作為工業冷卻水、大生活用水等，有效替代淡水資源，并作為應急備用水源，在優化水資源結構的同時，解決這些地區的水質型缺水和季節性缺水問題。

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展島嶼。海島海水利用的發展重點是根據發展需求，建設規模適中的海水淡化工程，重點解決鄉、鎮以上行政建制海島上軍民的淡水資源短缺問題;建立戰略儲備水源，因地制宜利用風能、太陽能、潮汐能，積極推進新能源與海水淡化耦合技術的發展與應用;大力推廣海水沖廁。

4 結語

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用水量的貢獻率約為0.30%～0.55%，對全國總用水量的貢獻率約為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淡水資源短缺和城市水危機具有十分重要的現實意義，近期可作為沿海地區用水的第二水源，島嶼用水的第一水源，中長期可作為戰略儲備水源。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、生活用水和維護國家安全具有十分重要的戰略意義。此外，海水淡化是淡水資源的重要補充和戰略儲備，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略舉措。

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