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| 发布时间：2023-08-07 17:21:57 | 来源：未来新水务 | 作者：本站编辑 | 浏览次数： |
同济大学环境科学与工程学院副教授宫徽
本文根据嘉宾发言内容整理。
“新水务·新海淡”研究工作组把当前全球海水淡化事业的发展情况做了初步梳理，希望为后续探讨海水淡化提供一些基础性资料，工作小组包括李锋民、谭斌、高嵩、唐晓雪，我是来自同济大学的宫徽。
海水淡化在全球
当前，全球海水淡化项目超过2万余个，地域分布以中东为主，约占51%；同时，北美、欧洲和亚洲的海水淡化规模正在迅速增长。
全球范围内，通过海水淡化改善水资源供给的最著名案例是以色列。作为一个80%国土都是沙漠的国家，以色列的自然水资源极其匮乏。但经过几十年的努力，以色列不仅摘掉了水资源短缺的帽子，甚至还有盈余水资源出口给其他国家。难能可贵的是，这是在以色列人口、经济持续增长的情况下取得的——建国至今，以色列人口增长了10倍，人均GDP从几千美元增长到了4万美元。
探究以色列水资源禀赋转变的过程，我们可以看到一系列手段措施及演变过程，包括节水措施、污水回用、海水淡化等。最早，以色列尝试开采地下水，但很快面临地下水超采的问题；1964年，以色列将思路转向建设国家级大型枢纽工程，实施北水南调；上世纪70、80年代，以色列开始将污水进行农业回用，以减缓农业用水的紧张。
在此过程中，以色列也一直在尝试开展海水淡化，但苦于没有成熟技术。为此，以色列进行了大量技术探索：先是研究开发了冷冻脱盐法，应用失败；后来开发的海水淡化技术机械压缩蒸发技术，在海水淡化产业依然没有成功应用，但在工业废水零排放中实现了应用；其后，以色列开发了多项蒸馏MED技术，尽管该技术已成为了热法海水淡化主流技术之一，但对于能耗较高，在以色列没有得到大量推广。
直到后来犹太人发明的RO技术在以色列得到了大力发扬。2005年起，以色列开始大规模建设海水淡化厂。目前，在地中海沿岸已建成5座海水淡化厂，形成了200万吨/日的淡化水生产规模，满足以色列55%的生活供水需求。值得一提的是，由于气候变化，以色列内陆湖加利利湖水位有所降低，基于海水淡化的优势，以色列从地中海抽取海水，淡化后反哺给内陆湖，使淡化水发挥了生态水功能。这一举动在全球范围内，是第一个国家的首次实现。
沙特阿拉伯也是通过海水淡化战略摆脱水资源桎梏的典型国家案例。目前，沙特是全球海水淡化规模最大的国家，达660万吨/日；建设了全球规模最大的单体海水淡化厂，规模140万吨/日；其国内70%的饮用水都来源于海水淡化。基于当前全球对能源结构及温室气体的关注，沙特还提出了“2030愿景”，希望在未来实现完全由可再生能源驱动的海水淡化，实现海水淡化过程中的能量自给，甚至实现碳中和。
新加坡目前已建成四座Newwater污水厂和5座海水淡化厂，暨“水龙头计划”后，PUB又提出了面向2060年的供水目标：将有80%的供水来自于膜法处理，其中55%来自于膜法处理污水，25%来自于海水淡化。
在日本，尽管当前海水淡化建设项目并不多，但有着一系列密切相关的支撑产业，且对于未来有着较为清晰的战略判断：以膜法为主，支持大规模工程建设。为此，由战略科学家牵头，日本开启了服务于大型膜法海水淡化厂的一系列研究工作。
海水淡化在我国
在我国不同历史时期，海水淡化在水资源供给侧的角色及地位不断演变。最早，海水淡化是海岛等特殊地区的应急水源；后来为沿海高耗水行业（电力、石化、钢铁等）提供工业用水；发展至今，应用范围开始逐渐向市政方向延伸。
政策方面，在1974年，北京就召开了全国海水淡化科技工作会议；“九五”、“十五”、“十一五”期间，我国海水淡化产业、技术都经过诸多酝酿；到2021年，国家发布了两个重要的政策文件，一个是自然资源部海洋战略规划与经济司发布的《2021年中国海水报告》，另一个是发改委发布的《海淡利用行动计划》，确定了2021-2025年海淡产业发展的目标。
从《2021年中国海水报告》中我们得知，截止到2021年，我国共有144个海水淡化工程，总规模达到了185万吨/日，是沙特阿拉伯的1/3。这些海淡项目分布于9个城市，其中规模最大的省份是山东和浙江，其次是河北、辽宁。拥有最大海淡规模的城市是青岛，规模达32.4万吨/日。
在《海淡利用行动计划》中，发改委提出了海淡利用发展规划及明确目标——到2025年，全国海淡总规模达到290万吨以上。以现有规模作为基数，平均年增长率为11.9%。同时，《计划》对沿海/非沿海地区的淡化水利用模式进行了区分设计：沿海地区主要考虑市政供水管网的安全掺混，非沿海地区考虑相关的输送机制。在价格方面，《计划》提出，对于市政用户，建议采用政府购买服务与补贴相结合的方式；对于工业用户，建议采用自主协商定价的方式，以激励海水淡化产业的发展。
从过往相关政策中，可以看到我国政府对于海水淡化事业的明确支持，包括《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》、《中共中央国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见》，《国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》等，都提出了要推动海水淡化事业的发展。但对于要如何发展，目前还没有非常系统的战略规划。
实际上，国内很多企业已经积极参与到了全球的海水淡化市场。以国内某央企为例，其在全球海水淡化项目建设规模已经超过260万吨/日。越来越多的公司涉足海水淡化项目建设，也为我国海淡产业的发展提供了良好基础。
与此同时，我国海淡产业发展过程中，也面临诸多困难。如在传统认知里，海水淡化通常是被看作能耗高、成本高、缺乏经济竞争力的手段；产生的浓盐水排海，可能带来生态风险；海淡水离子强度低，作为饮用水还可能存在健康风险等。针对这些认知，我们进行了系统分析。
一是成本问题。在全球范围内，海水淡化的用途以市政为主，超过半数。而在我国现阶段，则更多用于工业用水。以2020年的数据来看，用于市政的淡化水仅占30%。未来海淡水是否有可能成为市政供水的主要来源，就要涉及水价、成本等问题。
从全球已有海淡工程的运营结果来看，海水淡化成本中，能源约占44%，折旧费用约占34%；随规模增加，海淡水的制作成本逐渐降低，在10万吨的规模下，吨水成本约4.5元。以2017年水价数据作为对比，海淡水和市政水价之间的差距已不太明显，在北京、天津等个别城市，二者趋于持平。此外，从趋势来看，传统市政水价在不断增长；而随着海淡产业的成熟、应用规模的扩大，以及未来与风能、光能等新能源的有效结合，海淡水的价格将逐步下降。二者之间的交叉点注定会到来。
二是浓盐水排海问题。目前，各国在发展海水淡化的过程中，对浓盐水排放有自己的要求，通过混合、稀释等手段，避免局部海域内盐浓度陡然提高。在国际上已有的20余年的海水淡化实践中，尚未发生过由于海水淡化浓盐水排海所引起的生态灾难。诚然，生态影响是个非常复杂的科学问题，要厘清浓盐水的生态影响，还有很多研究工作需要开展，如目前海洋大学李教授正在青岛开展相关研究，但总体来看，生态风险是可控的。
三是海淡水的并网应用。这涉及到后处理问题。经过海水在淡化处理后被深度脱盐、软化，不适宜作为日常饮用水源，因而在作为市政用水之前，需要经过矿化等进一步处理。目前，该环节涉及的药剂、设备基本都已开发完成，有一定的工程实践经验。
我们需要进一步发展海水淡化吗？
在气候变化这只“灰犀牛”的影响下，我们需要重新审视水资源格局，考量水资源紧缺与海水淡化的关系。
我们能够直观感受到气候变化所带来的影响：很多传统意义上并不缺水的地区，近年来也随着气候变化也遭遇了旱情。如整个长江流域，在2022年遭遇了1961年以来的最严重的气象干旱；全国水资源总量排名第二的广东省，在2021年东江流域也遭遇了58年以来最严重的旱灾。这样的情况并不是孤立的，很可能会持续多年。
水资源格局的变化将影响到生产生活的各个方面，导致农业、工业和水电等能源的停产或减产，还会导致工业与农业、农业与能源，甚至能源与工业之间的发展冲突。例如2022年旱情期间，长江上游多座水电站停止发电；2021年甚至停止了对农田的灌溉。在此背景下，我们不得不思考，巨量的人工建筑物与自然的冲突如何解决？未来城市应当如何更新发展？“半边山水半边城”的模式获得青睐，但其中的水从哪里来？
将目光收回至现实，可以发现，地球上并不缺水，地球上97.5%都是水，只不过大多是含盐水，只有2.5%是淡水。在淡水中，还有过半是冰川水，真正人类可以利用的淡水资源只有地球上水资源的1%。如果我们把关注点从1%移到97.5%，根据水的第一性原理，就有可能从根本上解决水资源供给矛盾。
在2015年，一个学者在《创水记》一书里系统介绍了以色列的水资源战略。有一个表述是，上帝说要有光，于是就有了光；而以色列做的事情是，我们说要有水，就有了水。以色列通过以海水淡化为主的水资源战略，改变了国家的水资源禀赋，并提出了很多重要观点，包括他们认为海水淡化与粮食种植一样，是社会文明的一次重大变革。
在水资源方面，我们所处的年代好比农业文明之前的年代。当时人们逐食而居。而随着农业发展，能够大规模生产粮食后，人类从逐食而居变成逐水而居，并一直延续了三千年。在海水淡化后，人类对水资源的依赖逻辑发生了改变——对于以色列的水资源管理机构来说，水已经不再是自然资源，而是一种可以被生产出来的商品，海水淡化将水资源问题转为纯粹的经济问题。只要付钱，想要多少水、多好的水都可以得到。
对于我国来说，情况与世界上所有国家都不相同。我国有更广大的国土面积，有更多的人口，也有着更为复杂的水资源现状。在此情况下，我们如何认识气候变化下持久的缺水问题？如何看待海淡在我们国家的发展潜力？如何构想国家层面的海水淡化规划？如果要发展海水淡化事业，我们会面临哪些阻碍？这些都需要系统探讨。
谢谢各位。
编辑 | 宜环
审核 | 王凯军
统筹 | 未来新水务工作组
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