马军,哈尔滨工业大学市政环境工程学院副院长,长江学者
山东省是我国淡水资源极为匮乏的省份之一,人均水资源量仅有328立方米,不到全国的1/6,发球资源性极度缺水。据相关预测,随着经济和社会的发展,山东沿海地区的缺水问题将成为制约山东沿海地区经济可持续发展的重大问题。按照我省“十一五”规划确定的经济发展速度预测,2010年全省需水资源311亿立方米,但实际可供水资源只有278亿立方米,即使加上南水北调13亿立方米,缺口仍达20亿立方米。开辟新的淡水来源已经迫在眉睫。
2010年我国进入严重缺水期
水是生命之源、工业血液,是人类社会赖以生存的基础性自然资源和实现可持续发展的战略性经济资源。然而,随着水资源的日益短缺,水已成为一个国家乃至地区安全的重要因素,水危机被列为未来10年人类面临的最严重的挑战之一。
我国是世界上水资源严重紧缺的21个国家之一。“我们国家的水资源相对来说比较匮乏,人均水资源拥有量仅为世界平均值的1/4,有些地方水资源拥有量甚至比以色列还要少。”国内知名水资源专家、哈尔滨工业大学市政环境工程学院副院长马军告诉记者,“目前我国有400 个城市缺水,其中110个城市严重缺水,主要分布在华北、东北、西北和沿海地区,水资源紧缺己经成为这些地区经济发展的瓶颈。”专家估计,2010年以后,我国将进入严重缺水期,2030年前中国的缺水量将达到600亿立方米。
山东省是我国淡水资源极为匮乏的省份之一,人均水资源量仅有328立方米,不到全国的1/6,属于资源性极度缺水。据相关预测,随着经济和社会的发展,山东沿海地区的缺水问题将成为制约山东沿海地区经济可持续发展的重大问题。按照我省“十一五”规划确定的经济发展速度预测,2010年全省需水资源311亿立方米,但实际可供水资源只有278亿立方米,即使加上南水北调13亿立方米,缺口仍达20亿立方米。
近年来,山东投入巨资建设了“引黄济青”工程,使沿海地区的淡水紧缺局面在一定程度上得以缓解。然而,大量开采地下水会导致地面下沉,而远距离调水只是改变了陆地淡水资源的地理分布,并不能实现总量增加,而且还会引起环境问题,耗费大量人力和财力。
滚滚淡水“海”中来
开辟新的淡水来源已经迫在眉睫。海水淡化成为解决沿海地区淡水缺乏的战略选择。与开采地下水和跨地区调水的诸多弊端相比,海水淡化既可提供经济、安全、不受季节气候影响、用之不竭的稳定水源,又有利于保护环境、节约土地,是实现资源和环境双赢、发展循环经济、实现可持续发展的取水之路。
首先,海水淡化可以增加淡水资源的总量。开采地下水、调水固然都是解决水资源短缺的重要途径,但它们只能解决我国淡水资源时空分布不均的问题,并不能增加淡水资源的总量。而以海水替代淡水,取之不尽,用之不竭。第二,海水淡化有利于解决地下水超采造成的生态环境问题。我国部分城市已经出现地面沉降、地裂缝、岩溶地面塌陷、海水入侵等环境地质问题,仅长江三角洲地区由于过度开采地下水引起地面沉降所造成的损失已达近3500亿元,山东莱州湾地区海水入侵面积已超过1000km2,潜在危及区面积超过2400km2,造成40多万人饮水困难,4万多km2耕地丧失灌溉能力。这些生态环境问题都有望依靠发展海水淡化产业而得以缓解。第三,海水淡化将形成优势产业和新的经济增长点。我国已有多项海水利用技术达到国际先进水平,具备发展海水利用产业的基础条件,而且与发达国家相比在价格上有竞争优势。世界范围的水资源短缺决定了海水利用产业具有市场潜力巨大和高成长性的特点,面临着良好的发展机遇,海水利用产业有望成为我国的一个优势产业和一个新的经济增长点。
我国海水资源开发利用技术研究起步于20世纪60年代,目前已形成一门综合性的技术学科和水处理技术产业。在海水淡化技术方面,我国已全面掌握国际上已经商业化的蒸馏法和反渗透(膜)法海水淡化主流技术,海水淡化装置的设备造价比国外低50%,吨水成本已接近国际先进水平。2004年6月,在青岛建成的目前国内最大的具有完全自主知识产权的3000吨/日低温多效海水淡化技术示范工程,平均造水成本为4.7元/吨。2003年,在山东荣成石岛建成5000吨/日反渗透海水淡化工程。同年,大连石油化工公司建成投产了5500吨/日反渗透海水淡化装置。2006年4月,全国最大的海水淡化装置——华能玉环电厂日产淡水3.5万吨的海水淡化装置投入试运行。2007年10月,我国首台单体容量最大、技术含量最高、单机占地面积最小的万吨/日反渗透海水淡化装置——山东青岛黄岛发电厂建成。根据国家“十一五”规划,到2010年末,我国海水淡化能力将达到80~100万立方米/日。
山东半岛位于黄海、渤海之间,海岸线全长3121公里,占全国海岸线的1/6,具有发展海水利用得天独厚的自然条件。资料显示,山东海水淡化装置数量居全国首位,产水能力居全国第3位,海水淡化量占全国的一半以上。其中,山东省长岛县日产千吨级海水淡化装置是我国首座用于居民供水的反渗透海水淡化装置,而荣成市石岛万吨级海水淡化项目的投产使我国反渗透海水淡化的工程技术水平已达到了国际先进。青岛三个日产水7000立方米以上的海水淡化项目正在加紧建设,与西班牙合作建设的10万吨/日海水淡化厂作为国内最大的海水淡化项目已经奠基,计划2010年内建成。烟台核能海水淡化示范工程和山东鲁北反渗透海水淡化产业化示范建设工程项目议书均已获批准,进入可行性研究阶段,工程建成后,可分别日产淡化海水14.5万立方米和2万立方米。
根据山东海水利用产业规划布局,青岛将成为集科研、应用、产业化示范于一体的海水利用中心发展区,烟台、威海海水淡化产业带是省内三个海水利用产业带之一,烟台牟平区养马岛16万立方米/日低温核能海水淡化工程、青岛黄岛电厂8万立方米/日海水淡化工程、青岛百发10万立方米/日反渗透海水淡化工程将成为省内大规模海水淡化工程。我省海水淡化产业的发展目标是:2010年全省海水淡化能力达到20-25万立方米/日,2020年全省海水淡化能力达到45-50万立方米/日。
另据山东省节水型社会建设规划,今后,山东将投资36.12亿元兴建21处海水淡化工程,日淡化能力达到41万立方米,年供水量达13969万立方米以上。
前景广阔问题也多
从国际市场来看,20世纪70年代以来,大多数沿海国家都直接卷入了海水淡化的发展潮流。无论是中东的产油国还是西方的发达国家,都建设了具有相当规模的海水淡化厂或海水淡化示范装置。北欧、南美和东亚地区每年海水淡化设备进口和工程安装市场近100亿美元,且仍在高幅增长之中,南亚、中亚和非洲也有众多的海水淡化潜在用户。海水淡化的国际市场规模巨大。目前国外淡化海水日产量为4600万m3左右,现仍以每年10-30%的增幅在增长,有专家预测,未来的20年,海水淡化的市场预期将超过700亿美元。
从国内市场来看,我国海水资源极其丰富,而淡水资源的紧缺已众所周知。国内60%的城市缺水,严重缺水的城市110个,年缺水数百亿吨,因缺水影响的国民产值达数千亿元。我国5400多个岛屿也大都缺乏淡水资源,还有许多地区的苦咸水需要经过处理才能饮用。而近年来我国沿海地区火电厂的不断增多,对优质淡水需求量进一步增加。
随着海水淡化技术的不断进步,海水淡化的成本不断下降。目前海水淡化成本每吨在4至5元,通过发展热电水联产、海水综合利用等技术,海水淡化成本还将进一步降低。另一方面,近年来国内许多城市自来水价的一片喊涨,也为海水淡化提供了发展的空间。
在海水利用设备制造方面,目前我国已基本具备了海水利用设备的加工制造能力,设备制造成本比国外至少低30%左右,在国际市场上具有很强的价格竞争能力。
因此,作为保障国民经济可持续发展的战略性措施,海水淡化产业是一个充满生机的朝阳产业,发展潜力巨大。
在前不久出版的《山东半岛蓝色经济区战略研究》一书中,山东社会科学院的专家指出,目前,我省海水淡化产业尚存在着规模小、产业化水平低、市场竞争力不强等问题。该书指出,当前制约我省海水淡化产业发展的瓶颈主要有:第一,认识不足缺乏长远观念,对开发利用海水资源重视不够,囿于传统观念,只重视地表水、地下水的开发和客水引进,忽视了海水淡化这一从根本上解决问题的办法。第二,缺乏引导海水利用产业发展的激励政策和法规,相反,有些政策还制约了海水资源的开发利用,严重影响了海水利用产业化行业管理、市场规范和健康发展。第三,海水资源开发利用的成本仍然偏高,技术水平低,某些关键技术问题尚待解决。第四,海水资源开发利用缺乏统一的组织领导和管理体制,全省没有统管海水资源开发利用技术的职能机构,缺乏统一的发展规划、扶持政策和有力的协调机制,从事海水资源开发利用的单位分散在各个行业和高等院校,缺乏相对集中和联合。
为此,该书建议,要大力实施海水开源战略,提升海水在沿海水资源供给中的地位和作用;同时,建立起有利于海水利用的政策支撑体系(包括管理机制、财政政策、金融政策、产业政策等),比如通过建立海水利用综合协调机制来加强对海水利用工作的组织协调,通过立法、改革现有水价机制等给予海水淡化产业优惠政策,整合产业和科技资源建设海水淡化技术支撑体系,积极创建青岛海水利用产业化示范基地,加大海水淡化产业投入,建立海水利用标准体系等。
(本文写作中参考了山东社会科学院集体撰写的《山东半岛蓝色经济区战略研究》一书,对此表示特别感谢)