嚴爾梅,滕 云,郭 亮,李 輝,王煜婷
(黑龍江省水利科學研究院,黑龍江 哈爾濱 150080)
總量控制和定額管理是《中華人民共和國水法》確定的水資源管理基本制度?!秶鴦赵宏P于實行最嚴格水資源管理制度的意見》(國發〔2012〕3號)文提出,到2030年全國用水總量控制在7000億m3以內,萬元工業增加值用水量(以2000年不變價計)降低到40m3以下。到2020年,全國用水總量控制在6700 億m3以內,萬元工業增加值用水量(以2000年不變價計)降低到65 m3以下。水資源節約和循環利用達到世界先進水平,形成水資源利用與發展規模、產業結構和空間布局等協調發展的現代化新格局。《國家節水行動》重點行動第一條總量強度雙控,要求強化指標剛性約束。提出嚴格實行流域用水總量和強度控制。到2020 年,建立覆蓋主要農作物、工業產品和生活服務業的先進用水定額體系。
截至目前,國家和省級共編制修訂用水定額4920項,發布實施330個定額標準。2019年12月26日《水利部關于印發鋼鐵等十八項工業用水定額的通知》中公布了18項工業行業用水定額,2020年1月17日《水利部關于印發小麥等十項用水定額的通知》中公布了5項工業行業用水定額。至此水利部以通知類形式公布工業用水定額23項,并分為領跑值、先進值和通用值三級指標。水利部發布用水定額的工業行業均屬傳統高耗水行業,分類更細化,指標更嚴格。各項工業用水定額的用水邊界均包括主要生產用水、輔助生產用水和附屬生產用水等環節。這23個工業行業均屬傳統高耗水行業,涉及104項工業產品或生產工藝,年用水總量約123億m3,占全國工業年用水總量的9.7%。
水利部《2019年中國水資源公報》,2019年全國水資源總量 29 041.0 億m3,比多年平均值偏多 4.8%。全國用水總量 6021.2 億 m3。其中,生活用水 871.7 億m3,占用水總量的 14.5%;工業用水 1217.6 億 m3,占用水總量的 20.2%(其中火核電直流冷卻水 479.3 億m3,占工業用水的39.36%);農業用水 3682.3 億m3,占 用水總量的 61.2%;人工生態環境補水 249.6億 m3,占用水總量的4.1%。與 2018 年相比,用水總量增加 5.7 億 m3,其中,工業用水減少 44.1 億 m3,農業用水減少 10.9 億 m3,生活用水及人工生態環境補水分別增加 11.9億m3和48.8億m3。
全國人均綜合用水量 431.0 m3,萬元國內生產總值(當年價)用水量 60.8 m3。耕地實際灌溉畝均用水量 368.0 m3,農田灌溉水有效利用系數 0.559,萬元工業增加值(當年價)用水量 38.4 m3,城鎮人均生活用水量(含公共用水)225.0 L/d,農村居民人均生活用水量 89.0 L/d[1]。
分析比較2015—2019年工業用水呈下降趨勢(見表1),萬元國內生產總值(當年價)用水量逐年下降,萬元工業增加值(當年價)用水量逐年下降,“十三五”期間我國工業用水呈增產節水的良好方向發展。

表1 2015—2019年工業用水指標分析表
我國工業用水主要集中在火電、紡織、石油化工、造紙、冶金等高耗水行業,基本占工業取水量的45%。鋼鐵行業的用水量在工業行業中占有較大比例。近年來,在國家政策引導、標桿企業示范和鋼鐵企業自身需求多重因素的推動下,鋼鐵行業節水工作取得較大的成效,取水總量和噸鋼取水均有不同程度的下降,鋼鐵行業平均噸鋼取水由2006年的6.84 m3降低到2018年的3.12 m3,水的重復利用率97.83%,噸鋼排水率25%。2000年全國火電廠耗水總量45.4億t,2011年達到峰值91.3億t,2018年降至60.6億t,比峰值減少30.7億t,降幅達到33.6%;2018 年火電耗水量同比增加3.7億t、增加6.5%。與2000年相比,火電發電量增長3.4倍,火電耗水量僅增長33.5%。
遼寧省、吉林省、黑龍江省3省是我國重要的原材料、裝備制造業基地和糧食生產基地。結合資源枯竭、產業衰退地區轉型發展,加快高耗水工業節水技術改造。水利部23項定額對鋼鐵、火力發電、石油化工、食品和發酵、紡織等六大高耗水工業行業用水劃定約束邊界。經篩選本次研究典型行業擬以鋼鐵和火力發電為典型行業,對比分析國家標準、水利部用水定額和東三省用水定額的差異性。
3.1.1 與國標或部標一致
黑龍江省黑水發〔2020〕1號文,規定了燃煤發電的單位發電量取水定額,并分循環冷卻、直流冷卻、空氣冷卻,以及單機容量<300 MW、300 MW級、600 MW級、1000 MW四個級別給出了用水定額通用值、先進值、領跑值。規定了燃氣-蒸汽聯合循環發電的單位發電量取水定額,并分循環冷卻(機組容量<300 MW、≥300 MW)、直流與空氣循環冷卻給出了用水定額通用值、先進值、領跑值,與水利部水節約〔2019〕373號文一致。
遼寧省《行業用水定額》(DB21/T 1237—2015)制定了火力發電單位發電量取水定額,并分循環冷卻、直流冷卻、空氣冷卻,以及單機容量<300 MW、300 MW、≥600 MW三個級別給出了用水定額通用值,與國家標準一致。國家標準單位發電量取水量定額指標,詳見表2。

表2 國家標準單位發電量取水量定額指標 m3·(MW·h)-1
3.1.2 與國標或部標有差異
吉林省《用水定額》(DB22/T 389—2019)制定的火力發電定額值標注為引用國家標準,但經過與國家標準對比發現僅單機容量<300 MW循環冷卻、單機容量300 MW級直流冷卻、單機容量600 MW級及以上空氣冷卻3個定額指標值與國家標準一致,其余指標值均出現較大差異。
3.1.3 未制定地方定額標準
水利部《工業用水定額:火力發電》規定了燃煤發電的空氣冷卻用水定額,給出了用水定額通用值、先進值、領跑值。黑龍江省未制定燃煤發電的空氣冷卻用水定額。
水利部《工業用水定額:火力發電》規定了燃氣-蒸汽聯合循環發電,并分循環冷卻(300 MW級)、直流與空氣循環冷卻給出了用水定額通用值、先進值、領跑值。規定了燃氣-蒸汽聯合循環發電的單位發電量取水定額,并分循環冷卻(機組容量<300 MW、≥300 MW)、直流與空氣循環冷卻給出了用水定額通用值、先進值、領跑值。吉林省和遼寧省未制定相關定額值。
3.2.1 與國標或部標一致
黑龍江省黑水發〔2020〕1號文,粗鋼(含焦化冷軋生產、含焦化不含冷軋生產、不含焦化含冷軋生產、不含焦化不含冷軋生產)、燒結/球團礦、煉鋼(轉爐煉鋼、電爐煉鋼)、軋鋼(棒材、線材、型鋼、中厚板、熱軋板帶、冷軋板帶、無縫鋼管)、生鐵等5類16個產品定額值均與部標一致,并且給出了通用值、先進值、領跑值。
吉林省《用水定額》(DB22/T 389—2019)制定的燒結/球團礦、鋼鐵聯合企業(普通鋼廠、特殊鋼廠)與國家標準一致,均給出了通用值和先進值。
遼寧省《行業用水定額》(DB21/T 1237—2015)制定的鋼鐵聯合企業(普通鋼廠、特殊鋼廠)與國家標準一致,均給出了通用值和先進值。
3.2.2 與國標或部標有差異
燒結廠(礦):遼寧省給出了通用值和先進值,其中通用值0.35 m3/t,比國家標準0.27 m3/t值高,遼寧省定額標準比國家定額標準降低了29.6%,比水利部0.38 m3/t值低,遼寧省定額標準比水利部定額標準提高了7.9%;先進值國家標準與水利部標準一致均為0.22 m3/t,遼寧省0.30 m3/t 比其值高,遼寧省定額標準比國家定額標準與水利部定額標準降低了36.4%。數據見表3。

表3 燒結廠(礦)用水定額分析 m3·t-1
煉鐵(生鐵):通用值吉林省1.00 m3/t比水利部1.09 m3/t值低,吉林省定額標準比水利部定額標準提高了8.3%,遼寧省定額標準1.50 m3/t比水利部定額標準1.09 m3/t值高,遼寧省定額標準比水利部定額標準降低了37.6%;先進值吉林省定額標準0.90 m3/t和遼寧省定額標準1.00 m3/t均比水利部定額標準0.42 m3/t值高,吉林省、遼寧省定額標準比水利部定額標準分別降低了114.3%和138.1%,且遼寧省定額標準比吉林省定額標準降低了11.1%。數據見表4。

表4 生鐵用水定額分析 m3·t-1
煉鋼(轉爐煉鋼、電爐煉鋼):轉爐煉鋼遼寧省給出了通用值0.80 m3/t和先進值0.50 m3/t,均比水利部0.99 m3/t和0.52 m3/t值低,定額標準提高了19.2%和3.9%。電爐煉鋼遼寧省給出了通用值0.90 m3/t和先進值0.60 m3/t,均比水利部定額標準1.74 m3/t和1.05 m3/t值低,遼寧省定額標準比水利部定額標準提高了48.3%和42.9%。數據見表5。

表5 煉鋼用水定額分析 m3·t-1
鋼壓延加工(線材):遼寧省給的區間值0.15~2.00 m3/t,上限值比水利部通用值1.26 m3/t高,定額標準降低了58.7%,下限值比水利部先進值0.38 m3/t低,遼寧省定額標準比水利部定額標準提高了60.5%。數據見表6。

表6 鋼壓延加工(線材)用水定額分析 m3·t-1
3.2.3 未制定地方定額標準
國家標準制定了燒結余熱發電取水、燒結脫硫取水(半干法、濕法)、球團脫硫取水(半干法、濕法)5個產品的通用值,水利部和黑龍江省、吉林省、遼寧省未制定相關標準[3]。
水利部《工業用水定額:鋼鐵》發布的粗鋼(含焦化冷軋生產、含焦化不含冷軋生產、不含焦化含冷軋生產、不含焦化不含冷軋生產)、鋼壓延加工(棒材、型鋼、熱軋板帶、冷軋板帶)等2類8個產品,吉林省、遼寧省未制定相關標準。
水利部《工業用水定額:鋼鐵》發布的再生鐵、轉爐煉鋼、電爐煉鋼、鋼壓延加工(線材)、中厚板等5個產品,吉林省未制定相關標準。而無縫鋼管遼寧省未制定相關標準[2]。
3.2.4 地方制定而國標部標未制定
黑龍江省關于鋼鐵產品的用水定額值,均在水利部制定范圍內,未制定其他相關產品用水定額值。
吉林省制定了鋼材(板材)、焊接鋼管、無縫鋼管等3種在國家標準和水利部發布標準里沒有進行用水定額制定的鋼鐵產品,并且給出了通用值、先進值。
遼寧省制定了再生鐵、連軋、冷軋、熱軋帶鋼、冷軋帶鋼、厚板、大型材、中型材、小型材、冷彎型鋼、不銹鋼板、不銹鋼管、鍍鋅鋼管、螺紋鋼、開坯、鑄鐵件、鑄件、鍛件等18種在國家標準和水利部發布文件里沒有進行用水定額制定的鋼鐵產品。其中連軋給出了通用值、先進值,其余產品均給出通用值。
通過對鋼鐵和火力發電兩個典型行業開展國家取水定額標準、水利部工業用水定額、東三省用水定額標準對比分析,總結如下。
(1)火力發電行業相關產品的用水定額制定,黑龍江省產品定額值僅僅圍繞水利部發文,定額值與水利部發文一致,給出了通用值、先進值、領跑值。遼寧省僅圍繞國家標準,僅給出了通用值;吉林省定額值依據國家標準,但定額值與國家出現較大偏差。此外,黑龍江省未制定燃煤發電的空氣冷卻用水定額,吉林省和遼寧省未制定燃氣-蒸汽聯合循環發電用水定額。
(2)鋼鐵行業相關產品的用水定額制定,黑龍江省產品定額值與水利部發文保持一致,并且均給出了通用值、先進值、領跑值;吉林省和遼寧省在圍繞國家鋼鐵相關產品制定用水定額的基礎上,圍繞鋼延壓加工的相關產品,吉林省增加了3個產品定額值的制定,遼寧省增加了18個產品定額值的制定,但多數只給出通用值,僅個別產品給出先進值。
(3)用水定額是隨著國民經濟發展和科學技術進步而逐漸變化的,是一個動態指標,與技術水平和管理能力相適應,與用水工藝和用水環節息息相關。用水定額的編制,為高耗水行業用水劃定約束邊界,倒逼其提高用水效率,減少廢污水排放,有效減少水資源浪費。在建設項目水資源論證、取水許可審批、計劃用水管理、節水評估、排污口設置論證和審批等方面起到了重要的作用,同時國家頒布的用水定額標準也為地方編制用水定額起到了重要的指導作用。對鼓勵節水技術和節水工藝研究開發推廣,提升企業用水效率起到了積極作用。