王 静，刘淑静，侯纯扬，邢淑颖，史玉莲，贾 丹

(1.国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所海水利用发展战略研究中心，天津 300192;2 .国家海洋技术中心，天津 300112)

水是基础性自然资源和战略性经济资源。随着世界人口总量的急剧增长、经济社会的快速发展以及气候变化的影响，全球淡水资源短缺不断加重。尤其近年来人类趋海活动的持续加快，水资源短缺已经成为制约沿海经济社会发展的重要瓶颈。海水淡化作为实现水资源可持续利用的开源增量技术，已成为全球解决沿海地区淡水资源短缺危机的重要手段。大力发展海水淡化，对于缓解我国沿海地区水资源短缺形势，保障远洋、海岛军民供给、促进社会经济全面协调可持续发展，具有重要意义。

一、国外海水淡化发展现状及经验

近年来，国外海水淡化产业发展迅速，并形成大规模产业集群。根据国际脱盐协会发布的数据，截至2011年底全球已签约的淡化工程约为1.6 万个，总装机容量约7740 万吨/日，62.8%的淡化水作为市政供水［1］。使用的海水淡化的国家和地区既包括阿拉伯海湾地区产油国家，也包括西班牙、以色列、澳大利亚等发达国家。尤其在阿拉伯海湾地区和缺水岛屿，淡化水已成为基本水源。

(一)阿拉伯海湾地区

阿拉伯海湾地区是世界上海水淡化应用最早，同时也是装机规模最大的地区。截至2013年2月，阿拉伯湾海水淡化装机规模占全世界的52.9%，拥有世界最大多级闪蒸Shoaibah Ⅲ88 万吨/日海水淡化工程、世界最大低温多效Al Jubail 80 万吨/日海水淡化工程以及已签约世界最大海水淡化工程Ras Azzour 103 万吨/日热膜耦合海水淡化工程。

阿拉伯湾生产的90%以上的海水淡化水作为市政供水。海水淡化水是该地区的首要水源。为使居民能够用上安全清洁的海水淡化水，阿拉伯湾国家对海水淡化水给予了高额补贴，使水价大大低于成本价格(见表1)［2-3］。如2000年时科威特海水淡化水占市政用水的比例为90%，对居民的供应水价仅为0.15-0.59 美元/吨;巴林海水淡化水占市政用水的比例为66%，对居民的供应水价仅为0.07-0.53 美元/吨。

表1 部分海湾国家水价情况

为方便利用海水淡化水，多个国家投入开展管网建设。20世纪70年代科威特便在全国范围内建成了联结各大淡化厂、水库、水处理厂等供水环节的淡水/海水双套管网。2005年形成淡水供水管网8072 公里，海水/苦咸水管网长度6947 公里;2008年形成淡水供水管网8802 公里，海水/苦咸水管网7365 公里，管网供水规模不断扩大［4］。阿联酋阿布扎比Shuweihat 海水淡化工程淡化能力37.8 万吨/日，淡化水输水管线跨度250 公里，并采用了双管路的模式［5］。其中一条管路用于向250 公里之外的Musaffah 大批量输送海水淡化水，另一条管路用于对沿线周边地区供水。此外还有一条管路向离岸岛屿Delma 岛和Baniyas 岛提供海水淡化水。

(二)澳大利亚

澳大利亚是近年来新兴的海水淡化国家。澳大利亚部分沿海地区淡水资源短缺。为弥补供水体系对降雨的严重依赖，增加水库储水量，保障供水体系安全，从2007年开始海水淡化在澳大利亚得到了快速发展。截至2013年2月，澳大利亚海水淡化能力约为123 万吨/日，跃居世界第四大海水淡化国家，并建有世界最大的反渗透海水淡化工程——维多利亚44.4 万吨/日反渗透海水淡化工程。

澳大利亚海水淡化水主要用于市政用途，占总装机规模的92.8%，其次为工业、旅游和军用。这说明海水淡化水的安全性和供水稳定性已经普遍被当地居民和水务部门所接受，实现了海水淡化工程规划论证时政府所赋予的水资源保障作用。如珀斯海水淡化工程供当地150 万居民使用，可满足珀斯市政用水的17%［6］。悉尼海水淡化工程海水淡化水量占当地市政用水的15%。根据悉尼水务公司报道，悉尼海水淡化工程淡化水水质完全满足《澳大利亚饮用水标准》的各项要求，并由新南威尔士州卫生署负责监控调节［7］。

(三)西班牙

西班牙是世界第三、欧洲第一大海水淡化国家。截至2013年2月，西班牙海水淡化装机规模为300.6 万吨/日，淡化工程主要分布在东南部地区、加那利群岛(Canary Islands)和Balearic 群岛上。

其中加纳利群岛是世界著名的旅游度假胜地之一，由七个火山岛组成，淡水资源十分短缺。20世纪60年代，当地就建成了欧洲第一座海水淡化厂。经过多年的发展，海水淡化水已成为当地的重要水源。在一些岛屿上，淡化水占总用水量的60%-90%左右。其中加纳利群岛首府所在地大加那利岛(Gran Canaria)有135 个淡化点，海水淡化占83%左右［8］。

目前，加纳利群岛已形成了颇具特色的发展模式。一是在社会经济较为发达的大型岛屿如大加那利岛，依托当地电厂建设大型低温多效工程。淡化水除满足电厂自用，还纳入当地供水管网。二是因地制宜，积极探索与太阳能、风能等可再生能源结合的小型海水淡化装置开发，并技术辐射北非、地中海沿岸海岛地区等［9］。三是从1983年开始，西班牙政府对加纳利群岛的淡化水生产予以补助，保障了当地人民生产生活正常用水［10］。

除海水淡化工程应用外，西班牙还注重海水淡化技术产业的发展。根据MIT 技术调查公司的研究结果，海水淡化在西班牙八项重点新技术中位居第二［11］。在多年的发展中，西班牙培育了Pridesa、Inima、Befesa 等一批实力卓越的海水淡化装备制造及工程设计、建造、运营公司，除承揽本国工程外，也在全球占据着领先的市场份额，并进军我国市场。

(四)马尔代夫

马尔代夫是印度洋上的群岛国家，旅游业是其第一经济支柱，但水资源严重不足成为其发展旅游的一大制约。马尔代夫政府多年来大力发展海水淡化，在有人居住的岛上几乎都建立了海水淡化站［12］。马尔代夫所有的海水淡化都采用反渗透方法，大多规模较小，装置规模以100-200 吨/日为主。在已有近60 个海水淡化工程中，专门为旅游饮用建造的占38 个。在发展旅游业方面，海水淡化起到了重要的保障作用。

(五)韩国

韩国海水淡化应用实例很少，但却拥有斗山重工、熊津豪威等世界著名海水淡化装备制造公司及工程公司。以斗山重工为例:2005-2007年间斗山重工淡化装备收入额近20 亿美元［13］。2012年，斗山成功获得10 亿美元的沙特延布(YanbuⅢ)多级闪蒸海水淡化工程订单，正在建造世界最大的103 万吨/日Ras Azzour 海水淡化工程，正在延布运营世界最大的6.8 万吨/日低温多效海水淡化单机。

(六)小结

以上可以看出，国外一些国家和地区很早就开展了海水淡化实践。经过多年发展已经形成了适合各自国情的海水淡化发展模式，有效保障了当地社会经济的快速、可持续发展。当前国外海水淡化产业主要呈现以下几个发展模式:

一是沿海缺水城市大规模发展海水淡化解决市政供水问题。这也是国际海水淡化最主要的发展模式，典型地区和国家如阿拉伯湾地区、澳大利亚等。二是海岛地区发展海水淡化解决生活及旅游用水。典型地区和国家如西属加纳利群岛、马尔代夫等。三是向国内较远距离输送海水淡化水。在以海水淡化水作为市政供水的国家中，很多国家都对大型海水淡化厂配套修建供水管线，或将海水淡化水纳入国家统一管网，对海水淡化水进行统一调配;或将海水淡化水配送至周边缺水地区以及较远大型城市使用。典型国家如科威特、阿联酋等。四是发展海水淡化装备制造业。庞大的全球市场需求吸引着许多大型国际企业进入海水淡化市场。在各国政府的推动下，海水淡化作为新兴朝阳产业不断向前发展，并形成大规模应用的产业集群。典型国家如西班牙、韩国等。

二、我国海水淡化产业发展现状及特点

我国是一个淡水资源严重短缺的国家。11 个沿海省(自治区、直辖市)所辖52 个沿海城市中，极度缺水18 个，重度缺水10 个，中度缺水9 个，轻度缺水9 个［14］，水资源已成为制约沿海地区经济社会可持续发展的瓶颈。海水淡化是一种可实现水资源可持续利用的开源增量技术，不受气候影响，水质好，可以较好地弥补蓄水、跨流域调水等传统手段的不足，对于我国缓解沿海地区淡水短缺、优化沿海水资源结构、保障沿海地区社会经济可持续发展，具有重要的意义。

近年来我国海水淡化产业发展迅速。截至2012年底，我国海水淡化工程产水量达到67.4 万吨/日(见图1)。沿海各地积极发展海水淡化，海水淡化作为海洋经济和国家战略性新兴产业的重要组成，已逐步应用于人民的生产和生活中，典型地区如天津、河北、浙江舟山等。

图1 全国海水淡化工程规模随时间变化情况

(一)天津市海水淡化产业发展现状

天津市是我国最早开始大规模发展海水淡化的地区。当今海水淡化三大主流技术的多级闪蒸、低温多效和反渗透在天津均有应用。截至2012年底，天津市海水淡化装机规模已达到21.7万吨/日，占全国的32%，居全国首位。其中:

上世纪80年代，天津大港电厂在全国率先引进2 套3000 吨/日多级闪蒸海水淡化装置，所产淡化水主要用于4 台机组发电用水，并作为灌装纯净水对外销售。2003年，天津市科委组织当地专业科研院所、大学及企业在天津塘沽盐场建成1000吨/日反渗透海水淡化示范工程。2006年，泰达新水源公司建成单套1 万吨/日低温多效海水淡化工程，淡化装置由天津本土企业引进ENTROPIE 公司全套技术加工完成。

2010年，大港新泉海水淡化厂建成10 万吨/日反渗透海水淡化工程。该工程由新加坡凯发公司设计建造，是目前国内单机和工程规模最大的反渗透海水淡化工程。该工程以大港电厂海水冷却系统排放的温海水作为淡化工程进水，有效解决了北方海水温度低、不能直接作为反渗透装置进水的问题;生产的淡化水直接向天津石化100 万吨乙烯项目供水;淡化后的浓海水被送到长芦海晶集团进行海水制盐。

2011年，北疆电厂建成一期10 万吨/日低温多效海水淡化工程。该工程由以色列IDE 公司设计建造，单机规模2.5 万吨/日，是目前国内单机和工程规模最大的低温多效海水淡化工程。该工程原计划淡化水的90%以上面向社会供应。但由于种种原因，目前仅一套装置开机运行，产水量为1.8 万吨/日，其中1 万吨工厂自用，8000 吨并入汉沽市政管网中［15］。除海水淡化工程外，北疆电厂还建成2 ×10 万吨/小时海水循环冷却工程，淡化和循环后排放的浓海水直接送到天津汉沽盐场进行制盐。现已形成以海水为纽带，“发电、海水淡化、海水循环冷却、浓海水制盐”为一体的海水淡化产业链条。

在工程设计及装备制造方面，天津市拥有包括国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所、天津大学、天津膜天膜科技有限公司、众和海水淡化公司、宝成公司等在内的一批从事海水淡化研究、应用与装备制造的院所、高校、企业以及国家海水及苦咸水利用产品质量监督检验中心等。近年来，在国内沿海地区及海岛设计建设完成多个具有自主知识产权的海水淡化示范工程，并自主设计制造了多套3000-4500 吨/日低温多效海水淡化装置出口海外。

目前，北疆电厂一期二批10 万吨/日低温多效海水淡化工程也已安装完毕;二期20 万吨/日低温多效海水淡化工程正在计划建设中。此外，天津还将建设新泉5 万吨/日海水淡化续建工程、临港工业区6 万吨/日海水淡化工程以及海水淡化与综合利用一体化工程12 万吨/日海水淡化项目等。

(二)河北省海水淡化产业发展现状

当前，河北省海水淡化工程主要包括大唐王滩电厂7200 吨/日反渗透海水淡化工程、国华沧东电厂3.25 万吨/日低温多效海水淡化工程、首钢京唐钢铁厂5 万吨/日低温多效海水淡化工程以及曹妃甸阿科凌5 万吨/日反渗透海水淡化项目等。其中:

首钢京唐钢铁厂5 万吨/日低温多效海水淡化工程2010年建成。工程采用法国SIDEM 公司技术，利用钢铁厂炼钢余热生产淡水，海水淡化后浓海水排入唐山三友化工进行综合利用。曹妃甸阿科凌5 万吨/日反渗透海水淡化项目2011年建成，采用挪威阿科凌公司技术。该工程利用华润曹妃甸电厂余热进行海水提温以满足反渗透系统的进水需求;海水淡化后浓海水排入南堡盐场进行浓海水制盐和盐化工制碱。

国华沧东电厂低温多效海水淡化工程分两期建设完成。一期工程装机规模2 ×1 万吨/日，采用引进法国SIDEM 公司的全套设备，2006年投入使用。二期工程由国内相关单位在对进口装备消化吸收的基础上建成，装机规模1.25 万吨/，于2008年底交付使用。目前国华沧电海水淡化工程日供水能力为3.25 万吨，其中1 万吨用于本厂区的生产和生活用水以及灌装饮用;约1.5 万吨对外供应渤海新区工业企业，供水标准为高纯度锅炉补给水，价格为6.5 元/吨。此外，电厂正在建设2.5 万吨/日低温多效海水淡化工程，计划2013年年底竣工投产［16］。

除海水淡化外，河北省还积极发展地下苦咸水淡化。2000年在沧州建设完成当时全国最大的1.8 万吨/日苦咸水淡化装置。在2003年水利部“苦咸水淡化技术应用推广”项目的示范和带动下，发展小型苦咸水淡化点334 处，解决了36 万人的饮用水安全问题［17］。

(三)浙江舟山地区海水淡化产业发展现状

舟山群岛是我国海水淡化应用最多的海岛地区。我国首座民用海水淡化工程就位于舟山。截至2012年底，我国海岛地区共建成海水淡化工程50 余座，总装机规模达7.67 万吨/日。其中舟山群岛共建成海水淡化工程24 座，总装机规模5.37万吨/日，占我国海岛海水淡化总装机规模70%。海水淡化工程主要分布在普陀区、岱山县和嵊泗县。

在技术应用方面，舟山地区海水淡化全部采用反渗透技术，装置日产水量根据当地需水情况设计，从几吨到几万吨不等。其中普陀区六横岛II期单机1 万吨/日反渗透海水淡化工程为“十一五”国家科技支撑计划万吨级反渗透海水淡化示范项目。此外，与太阳能结合的海水淡化技术也在岱山县大鱼山岛得到了应用［18］。

在工程运营方面，舟山地区淡化工程大部分由当地水务局、自来水公司负责运营，淡化水直接进入市政管网，解决海岛人民饮用水问题;并采取季节性阶段运行方式，在雨量充沛的季节，水库的水可以满足居民用水时，海水淡化厂停止运营。在嵊泗县，淡化水供水量已占当地供水总量的80%以上。为保障市政供水安全，当地卫生防疫部门对海水淡化水的水质情况进行了跟踪监测。如1998年以来，嵊泗县疾病预防控制中心就对淡化水进行水质检测工作［19］，并开展了饮用海水淡化水与心血管疾病患病关系的研究［20］。

经过多年运行实践，海水淡化水已成为舟山地区的重要供给水源，并有效地为岛上经济社会及旅游产业等的发展提供了水资源安全保障。目前，舟山市正在创建国家级海水淡化试点城市，并提出了“一城五岛”的海水淡化发展规划蓝图。

结合上述地区发展现状可以看出，当前我国海水淡化产业呈现出以下几个特点:

一是在海水淡化技术产业方面，我国海水淡化技术通过国家科技攻关的持续支持，在低温多效蒸馏和反渗透海水淡化关键技术方面取得重要进展，完成多个示范工程，但国内已建万吨级以上海水淡化工程仍然大部分采用国外技术。虽然国内很多大型国企、民企纷纷涉足热法海水淡化领域，却尚未形成合力，在工程承揽、关键设备提供等方面与国外公司相比还存在较大差距。

二是在沿海地区海水淡化工程应用方面，我国沿海地区海水淡化主要以工业应用为主。虽然很多地区都开展了海水淡化水面向社会供应的探索，但受淡化成本、公众接受度以及政策机制等因素的影响，尚没有大范围开展对外供水。一些淡化工程因为找不到淡化水接纳用户，导致装置闲置。除海水淡化工程外，一些企业结合自身需求及优势积极发展海水冷却，并联合周边盐场及盐化企业，开展浓海水制盐、浓海水化盐制碱等，致力打造海水综合利用链条。

三是在海岛地区海水淡化工程应用方面，当前我国海岛海水淡化项目主要以解决生活用水为主，且由供水部门负责运营，工程规模视需求而定。政府在建设资金补助、运营维护补助等方面出台了很多政策，有效促进了当地海水淡化产业的发展。

三、我国海水淡化产业发展模式建议

海水淡化是缓解我国水资源短缺的重要途径，也是国家战略性新兴产业及海洋经济的重要组成。近年来，党和国家高度重视海水淡化产业，相继将海水淡化纳入到循环经济、节能减排、建设节约型社会以及战略性新兴产业等多个国家法规、政策、规划及文件中。2012年初，国务院办公厅发布了《国务院办公厅关于加快发展海水淡化产业的意见》，提出:到2015年，我国海水淡化能力达到220-260 万吨/日;海水淡化原材料、装备制造自主创新率达到70%以上;建立较为完善的海水淡化产业链，关键技术、装备、材料研发和制造能力达到国际先进水平。随后国家发改委、科技部、国家海洋局又出台《“十二五”海水淡化产业发展规划》、《海水淡化科技发展“十二五”专项规划》、《关于促进海水淡化产业发展的意见》，对未来一段时间我国海水淡化产业的发展做出了明确的要求。我国海水淡化面临着广阔的发展空间。但面对未来巨大的产业发展需求，我国海水淡化产业还存在着一些问题与不足。为促进产业健康、快速、有序发展，现结合国外有关经验，提出几点发展模式建议。

(一)沿海地区海水淡化产业发展模式建议

在沿海地区发展海水淡化方面，建议有关城市和园区结合自身发展需求及条件，以大型电力、钢铁、化工等企业为依托，建设满足工业用水需求的海水淡化工程，并推进开展海水淡化水的大规模社会供水。同时在有条件的情况下，积极发展海水直接利用和浓海水化学资源综合利用，完善海水淡化产业链条。

一是鼓励依托沿海电力、化工、钢铁等优势企业，发展万吨及以上海水淡化项目。技术上因地制宜，充分结合工厂各种能源和余热，降低能源消耗。通过发展工业用海水淡化项目，提高海水淡化水对沿海缺水地区新增工业供水量的贡献率，改变沿海高耗水行业的水资源利用方式和经济增长方式，推动实现产业结构的升级。

二是大力推进海水淡化水的社会供水产业，满足周边企业及居民的用水需求。当地政府应完善海水淡化水对周边企业、工业区、居民区以及市政管网供水的政策机制，组织建设海水淡化水专用区域供水管网，协调海水淡化水进入当地市政管网，出台海水淡化水销售价格补贴政策以及鼓励企业对海水淡化水进行灌装出售，从而全面提升海水淡化水社会供应的规模和能力，保障当地用水安全。

三是在有条件的情况下，积极发展海水直接利用及浓海水综合利用，延伸海水淡化产业链条，降低海水淡化成本。建议沿海地区结合沿海电厂及石化园区的新建和改扩建项目，积极发展海水循环冷却，节约替代宝贵的淡水资源;依托沿海市镇的发展改造，在有条件的新建居住小区推进发展海水冲厕;鼓励海水淡化与海水冷却工程联合周边盐场及盐化企业，发展浓海水制盐、化盐制碱以及钾、溴、镁等化学资源提取及深加工等海水化学资源综合利用，在有效利用海水资源的同时，降低海水淡化成本。

(二)海岛地区海水淡化产业发展模式建议

在海岛地区发展海水淡化方面，建议当地政府根据海岛的自然条件、社会经济发展现状、人口密度等不同因素，因地制宜开展不同类型海岛海水淡化分类示范，促进海水淡化在海岛的特色应用和规模发展。

一是对于经济发达、人口众多、已形成稳定电网的大型海岛，建议参照沿海大陆发展海水淡化的有关模式，根据海岛自然、经济和能源情况，因地制宜发展大、中、小型海水淡化，并积极发展海水冷却、海水冲厕、浓海水制盐以及海水化学资源提取等海水综合利用产业。二是对于地理位置偏远、人口稀少、没有外联电网且尚不具备发电能力的小型海岛，致力发展与太阳能、风能、海洋能等可更新能源相结合的、灵活弹性的小型海水淡化装置。三是对于离大陆较近的缺水小岛，可独立安装海水淡化装置，或通过输送大陆已有淡化工程产品水来解决岛上居民的用水问题。

通过以上工作的开展，满足岛内工业用水、生活用水以及旅游用水需求，保障海岛地区国民经济和社会发展用水安全，并为我国海岛开发保护与管理以及国家海洋维权提供供给保证。

(三)内陆地区海水淡化产业发展模式建议

对于内陆地区，建议采取以下三种模式发展海水淡化:发展海水淡化装备制造业、近岸城市应用海水淡化水以及内陆发展苦咸水淡化。

一是积极发展海水淡化装备制造产业，培育新的经济增长点。建议有条件的地区充分依托当地科研院所、高校及企业在海水淡化技术研发、咨询设计、装备制造、零部件生产加工、工程承揽等方面的能力，通过加强集聚、组建联盟等方式，促使分散的各类资源形成合力，参与市场竞争。培育一批具有国际竞争力的海水淡化装备制造企业和工程总包公司，形成海水淡化产品装备制造基地，使海水淡化装备制造产业成为内陆地区新的国民经济增长点。

二是在合理的成本范围内，推动海水淡化水在近岸城市的应用。我国北方地区水资源极度短缺，北京、天津、山东、河北等地多年人均水资源量不足500 立方米。对于一些极度缺水、急需解决水危机的北方近海大型城市，将海水淡化水纳入当地水资源配置体系，既能解决缺水的燃眉之急，优化当地水资源结构，增强城市供水的可靠性、安全性和多元化，又能改变当地过度依赖水库或调水的状况，减少与周边缺水地区的争水问题，避免了对被引水地区的环境负面影响和间接经济影响。

三是积极推广地下苦咸水淡化工程，解决当地居民饮水困难的问题。我国北方沿海和内陆广大干旱缺水地区蕴藏着丰富的苦咸水资源。建议当地积极推广地下浅层咸水淡化技术，因地制宜发展地下咸水淡化工程。在利用地下咸水的过程中，应加强政府引导，制定集中开采或分散开采方案，兴建咸水水源地，发展当地咸水淡化点，形成规范化的淡水生产、销售体系，避免盲目开发和无序开采。

四、促进我国海水淡化产业发展的保障措施建议

为促进我国海水淡化产业发展，我们提出如下保障措施建议:

一是国家从战略高度和水资源安全层面重视海水淡化。国家应将海水纳入国家水资源配置体系和区域水资源规划，推进海水淡化水进入市政供水系统以及在工业领域实现海水淡化水的点对点供应，确立海水作为缺水城市和海岛的重要补充水源的战略定位。

二是尽快研究出台促进海水淡化产业发展的激励政策。有关部委应制定出台海水淡化水进入市政管网的水价机制和运营政策;由国家引导地方建立专门的财政渠道，投资建设海水淡化水供水系统，对进入市政供水系统的海水淡化水进行水价补贴;建立企业风险补偿机制。

三是建议国家加大对自主创新海水淡化技术研发和示范的投入支持。建议国家集中安排资金，支持海水淡化基础性研究及创新性研发，支持自主创新核心技术突破，支持大型工程装备成套化和系统集成技术研究，支持自主技术规模化示范等，提高我国海水淡化技术核心竞争力。

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