澳大利亞海水淡化對我國的借鑒研究

王 靜，劉淑靜，邢淑穎，徐 顯

（國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所 天津 300192）

澳大利亞是個水資源十分短缺的國家。根據2010年聯合國糧農組織的數據，澳大利亞可更新水資源量僅為4.9×1011m3/yr，且水資源地區分布不均、降水量年內年際分配不均，全國多個地區都面臨著嚴重的缺水問題。隨著人口增長、環境惡化以及氣候改變，澳大利亞水資源短缺形勢日益嚴峻。尤其是在珀斯、悉尼等大城市，市政供水日益緊張，用水問題逐漸成為制約當地社會及經濟發展的瓶頸。

澳大利亞飲用水主要是自然降水，并依賴大壩蓄水供水。為彌補澳大利亞供水體系對降雨的嚴重依賴，增加水庫儲水量，保障澳大利亞供水體系安全，近年來海水淡化在澳大利亞的沿海缺水地區得到了迅速發展[1]。

1 澳大利亞海水淡化應用情況

1.1 澳大利亞海水淡化裝機規模

截至2012年8月，澳大利亞海水淡化能力近1.0×106m3/d。大型海水淡化工程主要有2007年建成的1.4×105m3/d珀斯海水淡化工程、2009年建成的1.25×105m3/d黃金海岸海水淡化工程、2010年建成的2.5×105m3/d悉尼海水淡化工程以及2011年建成的阿德萊德3.0×105m3/d海水淡化工程等。

圖1為澳大利亞海水淡化增長示意圖。由圖可以看出，2005年以前，澳大利亞海水淡化工程是非常少的，直到2007年珀斯海水淡化工程建成后，全國海水淡化應用才開始迅速增加。

除已建工程外，澳大利亞有14座海水淡化工程正在建設中，總海水淡化能力達到8.3×105m3/d。其中3座淡化工程設計能力超過1.0×105m3/d，最大海水淡化工程裝機能力達到4.4×105m3/d。根據GWI預測，澳大利亞將成為2012—2016年世界第八大淡化市場，市場規模將達到1.8×106m3/d。

1.2 澳大利亞海水淡化的主要用途

當前澳大利亞海水淡化水主要用于市政，占總裝機規模的96.66%，其次為工業、旅游和軍用（圖2）。這說明海水淡化水的安全性和供水穩定性已經普遍被當地居民和水務部門所接受，實現了海水淡化工程規劃論證時政府所賦予的水資源保障作用。

目前珀斯海水淡化工程供當地150萬居民使用，可滿足珀斯市政用水的17%[2]。悉尼海水淡化工程海水淡化水量占當地市政用水的15%。根據悉尼水務公司報道，悉尼海水淡化工程淡化水水質完全滿足《澳大利亞飲用水標準》的各項要求，并由新南威爾士州衛生署負責監控調節[3，4]。

1.3 可再生能源在澳大利亞海水淡化工程中的應用

為了盡量降低海水淡化工程可能產生的負面影響，澳大利亞注重可再生能源在海水淡化中的利用。

早在1982年，西澳大利亞州便在珀斯開始了可再生能源與海水淡化技術的耦合應用實踐[5]。經過多年發展，目前澳大利亞多個已建、在建的大型海水淡化項目都有專門的風力發電廠為其提供所需能源。如珀斯海水淡化工程建成前，西澳大利亞州就已新建了一座80 MW的風力發電廠，為其提供全部能源[6]。南方海水淡化工程由裝機規模分別為10 MW和55 MW的兩個風力電場提供動力。作為建立悉尼淡化工程的承諾之一，悉尼水務公司在新南威爾士的Bungendore專門建立了一座擁有67臺渦輪機的風力發電廠，發電功率可達140 MW，遠大于淡化工程所需。即使在風力很小的天氣，發電量也能滿足淡化工程需要，從而避免了使用傳統的化石能源帶來的溫室氣體排放問題。

2 澳大利亞市政海水淡化工程運營模式

近年來澳大利亞已建、在建大型市政海水淡化工程大多采用政府出資的DBO（Design-Build-Operate，設計—建設—運營）建造運營模式，如已建的珀斯海水淡化工程、黃金海岸海水淡化工程、悉尼海水淡化工程、南方海水淡化工程等。

DBO的特點是由政府負責融資；由承包商負責工程的設計、建設及運營，并在工程使用期間滿足公共部門的運作要求。承包商負責設施的維修保養，以及更換在合同期內已經超過其使用期的資產。合同期滿后，資產所有權移交回公共部門。在DBO架構下，融資是由公共部門負責，項目所有權也始終歸公共部門所有，承包商收回成本的唯一途徑就是公共部門的付款。

以昆士蘭州黃金海岸海水淡化工程為例，該工程是“黃金海岸城水資源戰略”以及“昆士蘭東南區域干旱時期水資源應急供應規劃”的組成部分，由黃金海岸城當地政府提出。工程裝機規模1.25×105m3/d，可根據需要以33.66%或100%的產水量運行，最多向66.5萬人供應日常用水。項目所有權由昆士蘭州政府水務公司WaterSecure（現為SureSmart公司）所有，項目的設計、建造及運營由威立雅水務、約翰·霍蘭德公司共同承擔，合同期限是10年。

3 澳大利亞海水淡化工程審批情況

澳大利亞注重海水淡化工程審批工作。為確保淡化工程安全穩定運營，當地政府根據常規重大工程審批手續以及專門補充制定有關程序，對海水淡化工程的設計、建設、運營過程進行了系統、規范的管理。

如新南威爾士對海水淡化工程的審批包括淡化廠（包括取水和排放措施）和管網（包括飲用水泵站）2個部分。悉尼海水淡化工程自2005年11月由悉尼水務公司向新南威爾士州規劃部提出重大項目申請，到2009年3月淡化工程基本完成，共經歷了來自新南威爾士州規劃部、海事局、環保署，澳大利亞交通與地方設施部機場環境保護及建設管理辦公室、悉尼機場有限公司、悉尼港口公司等多個單位的30多項審批手續。包括規劃部頒布的淡化廠/淡化水輸送工程立項許可、正式批準許可、批準淡化廠/淡化水輸送工程環境影響報告；環保局頒布的淡化廠/淡化水輸送工程環境保護許可；海事局頒布的臨時碼頭/臨時廠區建設許可、出海調查許可、海底挖掘許可；機場港口部門頒布的管轄區域淡化水管線穿越許可等[4]。

各部門職責明確的審批范圍和審批權限構成了新南威爾士州海水淡化工程的審批管理體系，從而為悉尼海水淡化工程的策劃、設計、建設和安全穩定運營提供了重要保障。

4 澳大利亞海水淡化環境影響管理情況

澳大利亞政府和公眾在承認海水淡化對解決水資源短缺問題貢獻的同時，對發展海水淡化工程也十分謹慎，主要是出于海水淡化環境影響方面的考慮。在環境保護團體的反對下，珀斯、悉尼等地幾個大型海水淡化工程的建設都曾因此而延期。為此，澳大利亞采取了多項措施。如為保護海洋環境、消除公眾對海水淡化的憂慮，珀斯海水淡化工程對取水口及濃鹽水排放口進行了水下視頻監測。監測結果表明：取水方面，采取了降低流速的方式，取水設施周圍魚類和浮游植物活動行為正常，未受取水設施運行的影響[7]。排水方面，選擇了水動力交換條件良好的海域并安裝擴散器等，在距排水口幾十米的范圍內，海水就能恢復到正常鹽度和溫度，排放對魚類和其他海洋生物影響較小。

為減少淡化工程對陸地和海洋環境的負面影響，新南威爾士州的認可審批部要求悉尼海水淡化工程建造前就制定11項淡化廠管理計劃和10項管網管理計劃。悉尼水務公司為確保工程運營過程中海洋環境能夠得到良好的保護，采取了有利于環境保護的海底取水及海底排放濃鹽水的方式；對位于淡化工程的周圍海域開展了調查，對位于塔斯曼海的取水及排放區域進行監測；并根據新南威爾士州的《海洋及河口監測程序》，在海水淡化工程設計、建造、管道鋪設及運營等各個階段對工程周圍海域及取水排放區進行了環境影響監測。監測結果證明：在距排水口50～70 m內，海水就能恢復到正常鹽度和溫度，排放對魚類和其他海洋生物幾乎無影響[4]。

5 澳大利亞海水淡化發展對我國的借鑒意義

我國淡水資源缺乏，人均淡水資源量僅為世界人均占有量的1/4。沿海地區經濟發達、人口稠密，淡水供需矛盾尤為突出。海水淡化技術可以增加水資源總量，是解決我國沿海地區淡水短缺的有效手段，對于優化沿海水資源結構、保障國家用水安全和促進沿海經濟社會可持續發展，具有現實意義和戰略意義。

我國海水淡化起步于20世紀60年代。在國家多個五年計劃的連續支持下，已經掌握低溫多效和反滲透兩大主流海水淡化技術，建成多個具有自主知識產權的千噸級和萬噸級示范工程，技術經濟日趨合理。國家陸續出臺全國《海水利用專項規劃》、《國務院辦公廳關于加快發展海水淡化產業的意見》等專項政策。截至2011年底，我國海水淡化裝機規模已由10年前的不足3.0×104m3/d增加到近6.0×105m3/d，我國海水淡化事業呈現出良好的發展前景。

在我國海水淡化起步較早、發展較快的同時，也存在著一些問題。例如：除海島外，海水淡化水主要應用在電力、鋼鐵、化工企業，市政供水開展的很少；很多地方有條件利用海水卻不利用，而采用遠距離調水等方式，形成了沿海與內陸爭水的局面；海水淡化環境影響尚需進一步深入研究及監視監測等。

澳大利亞海水淡化經驗可為我國進一步發展海水淡化產業并建立完善海水利用管理制度提供借鑒。現結合我國海水淡化產業現狀，提出4點政策建議如下：

一是重視海水淡化在保障水資源安全中的作用。從戰略上統籌協調海水淡化與本地水開采、調水輸水及再生水開發利用的關系，將海水納入當地水供應保障體系，使海水淡化水成為改變和優化地區水資源結構的有效途徑。推動淡化水進入市政管網，實現區域供水。

二是建立適合我國的海水淡化供水運營機制。為保障面向居民的沿海地區安全穩定供水，根據我國國情，對于以市政供水為目的的海水淡化工程，建議采用以政府資金為引導，國家、地方、用戶多方聯合融資的方法，探索多元化、多渠道、多層次海水淡化運營模式。

三是完善海水淡化工程審批程序。將融資方式、運營模式、工程設計、能源消耗、用海方式、取水排放等納入審批，從而建立完善我國海水淡化工程立項、建設、運營及供水審批流程。通過規范有效的工程審批程序，規避國家及企業投資風險、保障項目用海及海洋環境安全、確保沿海居民的安全穩定供水。

四是開展海水淡化海洋環境影響評估。建立海水淡化工程環境監測制度。對于新建海水淡化工程，除必須按照有關法律法規的要求開展環境影響評價外，還必須在一段運營期內開展海洋環境影響后評估工作。通過科學調查，客觀、公正評估海水淡化工程對海洋環境的影響，指導已建淡化工程的升級改造以及待建淡化工程的設計建設工作。

[1]EI I.，Okour Y.，Son H.K.，et al.Desalination plants in Australia，review and facts[J].Desalination，2009，247：1-4.

[2]Water-technology.net.Perth Seawater Desalination Plant，Australia[EB/OL].[2012-08-21].http：//www.water-technology.net/projects/perth/.

[3]Water-technology.net.Kurnell Desalination Plant，Australia[EB/OL].[2012-08-23].http：//www.water-technology.net/projects/kurnell-desalination/.

[4]SydneyWater.Desalination[EB/OL].[2012-04-27].http：//www.sydneywater.com.au/water4life/desalination/.

[5]Harrison D.G..，Ho G.E.，Mathew K..Desalination using renewable energy in Australia [J].Renewable Energy，1996，8（4）：590-513.

[6]Chantel M.Renewable Desalination Market Analysis：Oceania，South Africa，Middle East&North Africa[R].Aquamarine Power Ltd，2010.

[7]Water Corporation of Western Australia.Perth seawater desalination Plant water quality monitoring programmer baseline component[R]，2008.