天津濱海新區海水淡化發展潛力與模式分析

李 磊,劉淑靜

(國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所,天津 300192)

天津濱海新區海水淡化發展潛力與模式分析

李 磊,劉淑靜

(國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所,天津 300192)

圍繞海水淡化產業健康、有序發展,從海水淡化需求預測、技術產業基礎和政策支持3個方面,分析天津市濱海新區海水淡化發展潛力;結合新區用水特點、產業結構布局和發展需求,提出淡化水以滿足工業用水為主、發展聯產聯用模式、以科技驅動產業集聚發展模式等建議,為天津市合理制定供用水方案及科學決策海水淡化發展提供參考。

海水淡化;潛力分析;發展模式;天津市濱海新區

濱海新區位于天津市東部臨海、環渤海地區中心地帶,是北方對外開放的門戶以及我國參與經濟全球化、區域一體化的重要窗口。自濱海新區納入國家總體發展戰略布局以來,經濟得到了快速發展,經濟總量已占全市一半以上,成為繼深圳特區和上海浦東新區后沿海新的經濟增長極。水資源是支持經濟可持續發展的物質基礎,為滿足京津冀協同發展和濱海新區開發開放不斷增加的用水需求,濱海新區憑借沿海區位優勢,大力發展海水淡化。但與此同時,由于海水淡化產業發展模式尚未成熟,淡化廠建設與淡化水推廣應用統籌協調不足,導致發展過程中仍存在部分產能閑置、供需不能有效對接等問題。因此,探尋合理、適宜的發展模式,對海水淡化產業有序、健康發展,提升水資源對濱海新區經濟社會可持續發展的支撐能力具有重要意義。

1 濱海新區水資源供需形勢分析

1.1 水資源開發利用現狀

濱海新區實行多元供水的水資源配置方案,供水水源包括引灤水、寶坻地下水、當地地下水、海水淡化水和再生水,其中外調引灤水和寶坻地下水總計水資源量約80萬m3/d,通過津濱水廠、塘沽水廠、開發區水廠、大港水廠和漢沽水廠等地表自來水廠,為生產和居民生活供水[1]。目前,新區各供水水源現狀年供水總量約6.6億m3,城市水資源供需基本平衡,但農村生活用水、農業生產用水和生態用水仍難以保證[2-3]。

1.2 水資源供需預測

隨著沿海開發開放和天津市工業東移戰略的實施,企業、人口向濱海新區聚集,用水需求量大、供水保證程度高是未來新區水資源開發利用的顯著特點。根據《濱海新區“十二五”節約用水規劃》和《天津市濱海新區城市供水規劃》預測,到“十二五”末,新區常住人口將達到400萬人,工業總產值超過2萬億元,全區年需水量達到7.15億 m3;到2020年,需水量將增加至10.68億m3,其中僅生產需水就達6.15億m3。在水資源供給方面,根據有關研究預測[4-5],到2020年,濱海新區地表水可用水量0.40億m3;全市地下水可供給濱海新區0.66億m3;南水北調工程建成通水后,可供引江、引灤水共計約5.8億m3;加上再生水、雨洪水利用等,全區可用水資源約為8.7億m3。與用水需求相比,存在近2億m3的供需缺口,亟需海水淡化水開源補充。

2 濱海新區海水淡化發展現狀

2.1 海水淡化工程概況

濱海新區人均水資源量僅為180m3,屬極度缺水地區,為解決制約經濟和社會發展的水資源短缺問題,天津市一直以來高度重視海水淡化工作,早在1989年就引進了全國第一臺多級閃蒸(MSF)海水淡化裝置。據《2013年全國海水利用報告》可知,截至2013年底,全市已建成海水淡化工程規模達到31.7萬m3/d,占全國總規模的35%,居全國首位。根據《2013年天津市水資源公報》,2013年,全市總供水量中海水淡化量為0.31億m3,約占全市城市建成區(市區、塘沽、漢沽、大港)總供水量的近3%。2013年 12月,天津市北疆電廠二期配套建設20萬m3/d海水淡化工程獲國家發展和改革委員會批復;2014年5月,馬來西亞恩那社集團全資子公司先達(天津)海水資源開發有限公司預計投資150億元,擬在天津市南港工業區建設海水淡化與工業制鹽一體化項目。上述項目建成投產后,全市日產淡化水量將再增加50萬m3。天津市已建海水淡化工程概況如表1所示。

表1 天津市已建海水淡化工程概況

2.2 海水淡化水用途

天津市已建海水淡化工程分布在濱海新區漢沽區、大港區和開發區,主要為新區內電力、鋼鐵、石化等高耗水行業提供鍋爐用水以及滿足高純水用戶的用水需求,部分淡化水進入市政管網與自來水混合后供沿海居民飲用。如:位于天津市大港區的新泉海水淡化工程,主要為園區內百萬噸乙烯煉化一體化項目配套供水,日供水量7萬～8萬m3,同時解決落戶園區內的工業項目用水問題;大港電廠海水淡化工程生產的淡化水在滿足本廠機組發電用水的同時,還開發了純凈水、礦化水等系列產品向社會銷售;北疆電廠海水淡化工程除滿足本廠生產生活用水外,還為漢沽自來水廠和中心生態城供水,是國內首個大規模進入市政管網的海水淡化項目。

3 濱海新區海水淡化發展潛力分析

3.1 海水淡化水需求

淡化水具有純度高、供水穩定等特點,是沿海缺水地區安全可靠的水源選擇,在阿拉伯聯合酋長國、以色列、沙特阿拉伯等國家已得到成熟應用[6]。在濱海新區,海水淡化對緩解水資源短缺狀況起到了積極作用,隨著需水量增加,新區對發展海水淡化的需求將更大。①發展海水淡化是水資源增量的需要。新區水資源供需存在缺口,可供水量相對有限,為滿足用水需求,需要海水淡化作為重要補充,增加水資源總量,從本質上解決水資源短缺問題。②發展海水淡化是保障供水安全的需要。新區現狀城市供水依賴外調水源,易受到上游水量和突發水質污染的影響,將海水淡化作為備用應急水源,可以消除單一水源供水隱患,提高供水保障率。③發展海水淡化是優化供用水結構,保護水環境的需要。新區供用水中存在地下水超采嚴重、生產和生活用水大量擠占生態用水等問題,發展海水淡化,通過淡化水置換地下水源、替換生產用水、釋放生態用水等,解決地下水超采和環境需水問題,滿足濱海新區規劃建設成為宜居的生態城區的發展需求。綜上所述,發展海水淡化是濱海新區解決水資源危機、保障供水安全和保護水環境的多重需求。

3.2 海水淡化技術產業基礎

天津市是全國海水淡化工程建設起步最早的城市,經過長期的發展,海水淡化技術日趨成熟,工程規模快速增長,已具備產業化發展海水淡化的技術條件和產業基礎,是全國海水淡化最具發展潛力的地區之一。

天津市擁有包括國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所、天津大學、天津工業大學、天津膜天膜科技股份有限公司、眾和海水淡化工程有限公司等一批從事海水淡化研究、應用與裝備制造的科研院所、高校和企業,具有自主設計、制造、出口海水淡化裝置的實踐經驗,可為海水淡化產業發展提供技術支撐。天津市具有良好的產業基礎,引進的全國第一臺多級閃蒸海水淡化裝置已穩定運行25年;全國規模最大的熱法、膜法海水淡化工程均建成于天津,即北疆電廠20萬m3/d低溫多效海水淡化工程和大港新泉10萬m3/d反滲透海水淡化工程。此外,天津市加工制造業發達,為海水淡化產業發展提供了良好的配套條件,發展海水淡化具備諸多有利條件。

3.3 相關政策支持

國家對海水淡化發展高度重視,國務院辦公廳、國家發展和改革委員會、科技部、國家海洋局等相繼出臺了促進我國海水淡化產業發展的意見及規劃,鼓勵促進自主產業健康、快速、有序發展。2013年,國家發展和改革委員會將天津市濱海新區列為海水淡化產業發展試點園區,為天津市大力推進海水淡化產業發展提供了良好契機。天津市政府結合本市實際情況,提出到“十二五”末,全市海水淡化能力達到48萬m3/d的發展目標;劃定地下水禁采區,實施地下水源與地表水、淡化海水的轉換;并為海水淡化工程建設提供優先安排用地、減免稅收、金融支持等優惠政策,全面支持海水淡化工程建設,指導和推動全市海水淡化產業發展。

4 濱海新區海水淡化發展模式建議

濱海新區作為全國海水淡化產業發展試點園區和海洋經濟示范區,海水淡化產業發展前景廣闊,但在發展過程中尚存在部分產能閑置、上下游產業協調發展不足等問題。為促進海水淡化產業健康、快速、有序發展,現結合新區用水特點、產業結構布局和發展需求,提出以下發展模式建議。

a.淡化水以滿足工業用水為主,兼作市政供水的補充和備用水源。濱海新區用水結構以工業用水為主,占總用水量的70%以上,隨著沿海開發開放帶動區域經濟發展,工業用水將是未來水資源的最大需求點。海水淡化水與自來水相比,具有純度高、硬度低、供水靈活等優點,更符合工業用水的水質和供水要求;在價格方面,目前天津市工業用水價格為7.86元/t,淡化水價格與其相當或略具優勢。在沿海電力、石化、冶金等高耗水行業應用海水淡化水,可以改變高耗水行業的水資源利用方式,解決供水能力對工業布局的限制問題,提高海水淡化水對新增工業用水貢獻率;富余淡化水作為市政供水的補充和備用水源,在保持現有市政供水格局的基礎上,提高供水保障率。

b.構建區域獨立供水網絡,發展海水淡化與工業企業聯產聯用模式。淡化廠與電廠等合建聯產是大型工業用海水淡化工程適宜的發展模式,電廠余熱和過剩負荷為海水淡化裝置提供能源,有效提高電廠滿負荷運行時間和盈利能力,節約海水淡化能源消耗、降低成本。根據濱海新區工業布局和淡化水需求,建議依托沿海電力、化工、鋼鐵等優勢企業,發展萬噸級以上大型海水淡化項目,解決工業用水問題,實現能源的梯級利用和節能減排。建議一定區域內多個大型海水淡化工程聯合生產,建設區域淡化水供水網絡,發展海水淡化與工業企業聯產聯用模式。淡化工程除滿足本廠用水需求外聯合向管網供水,滿足周邊企業用水需求,通過淡化工程富余產能的有效流轉,實現淡化水規模化生產和增產增效。

c.拓展海水淡化上下游產業,以科技驅動產業集聚發展模式。海水淡化及其延伸產業涉及工程裝備、水務、鹽化工和環保等多個領域,國際上在發展海水淡化的同時,對向相關產業拓展也十分重視[7]。天津市具有發展海水淡化及其上下游產業的技術優勢、產業基礎和配套條件,建議充分利用天津市科技、人才資源,搭建海水淡化技術創新與成果轉化平臺,通過科技創新驅動產業發展,帶動一批相關企業落戶天津,建設海水淡化與綜合利用產業基地;利用濱海新區加工制造業優勢,重點發展市場需求日益增大的海水淡化裝備制造業,培育具有國際競爭力的裝備制造和工程總包龍頭企業;鼓勵海水淡化和海水冷卻工程聯合周邊鹽場及鹽化企業,發展濃海水制鹽、化鹽制堿以及鉀、溴、鎂等化學資源提取及深加工,釋放鹽田土地,實現資源的高效利用;創新合作方式,以產業集聚、組建聯盟等模式,推動海水淡化及其相關產業聯動融合及一體化發展,構建海水淡化與綜合利用循環經濟產業鏈條,實現資源共享和集約節約利用,促進海洋經濟發展方式轉變,打造海洋經濟新的增長極。

5 結 語

海水淡化是海洋經濟和國家戰略性新興產業的重要組成,已逐步應用于工業生產和居民生活中。

濱海新區發展海水淡化作為工業用水首選水源、市政供水的補充和備用水源是化解水資源危機、優化供水結構和保障供水安全的重要措施。以工業企業聯產聯用、科技驅動產業集聚發展等適宜模式發展海水淡化與綜合利用產業,對推動我國海水淡化工程建設科學化進程、加快產業轉型升級和促進海洋經濟發展具有重要的戰略意義。

[1]天津市政府.天津濱海新區總體規劃[R].天津:天津市政府,2007.

[2]楊吉龍,韓冬梅,肖國強.天津濱海新區供水安全分析[J].中國農村水利水電,2011(5):64-67.

[3]周潮洪,韓旭,朱金亮,等.濱海新區海水淡化特點及綜合利用[J].海河水利,2012(2):18-20.

[4]邢美楠,張圓,檀翠玲,等.天津市濱海新區水文水資源概況[C]//中國環境科學學會.中國環境科學學會學術年會論文集,北京:中國學術期刊(光盤版)電子雜志社,2013:6160-6163.

[5]李保國,王建卉.天津濱海新區水資源配置研究[J].海河水利,2006(3):6-9.

[6]詹紅麗,邵奎興,李宗璟.我國海水利用現狀與展望[J].水利經濟,2013,31(2):27-29.

[7]王靜,劉淑靜,侯純揚,等.我國海水淡化產業發展模式建議研究[J].中國軟科學,2013(12):24-31.

TV213.1

A

1003 -9511(2015)01 -0048 -03

2014-09 -02 編輯:方宇彤)

10.3880/j.issn.1003 -9511.2015.01.011

2013年中央級公益性科研院所基本科研專項基金(K-JBYWF-2013-G13)

李磊(1985—),女,遼寧鐵嶺人,助理工程師,碩士,從事海水利用發展戰略研究。E-mail:hhlilei2304@sina.com