21世紀的朝陽產業--海水淡化

21世紀的朝陽產業--海水淡化

一．全球水危機

21世紀將是水的世紀。20世紀初，國際上就有"19世紀爭煤、20世紀爭石油、21世紀爭水"的說法，第47屆聯合國大會更是將每年的3月22日定為"世界水日"，號召世界各國對全球普遍存在的淡水資源緊缺問題引起高度警覺。 從全球范圍來看，根據聯合國統計，全球淡水消耗量20世紀初以來增加了約6-7倍，比人口增長速度高2倍，全球目前有14億人缺乏安全清潔的飲用水，即平均每5人中便有1人缺水。估計到2025年，全世界將有近1/3的人口（23億）缺水，波及的國家和地區達40多個，中國是其中之一。中國被聯合國認定為世界上13個最貧水的國家之一。我國淡水資源總量名列世界第六，但人均占有量僅為世界平均值的 l/4，位居世界第109位，而且水資源在時間和地區分布上很不均衡，有10個省、市、自治區的水資源已經低于起碼的生存線，那里的人均水資源擁有量不足500立方米。目前我國有300個城市缺水，其中110個城市嚴重缺水，他們主要分布在華北、東北、西北和沿海地區，水已經成為這些地區經濟發展的瓶頸。2010年后，我國將進入嚴重缺水期，有專家估計，2030年前中國的缺水量將達到600億立方米。因此，為保證我國經濟的可持續發展，淡水資源問題的解決已迫在眉睫。

二．解決水危機的途徑--海水淡化

地球表面的2/3被水覆蓋，可謂水資源極為豐富，但地球上水的總儲量中97%是咸水(包括海水和苦咸水)，在余下的3%的淡水中，又有77%是人類難以利用的兩極冰蓋、冰川、冰雪。人類實際可利用的淡水只占全球水總量的0.7%，而且大部分屬于不可再生的枯竭性地下水。

解決淡水緊缺問題有很多途徑，核心原則是"開源節流"，地表水資源較豐富地區，可建蓄水工程；地表水資源貧乏地區，可實施跨流域調水；海水和苦咸水淡化；此外還有廢水利用、治理水污染、節約用水等。

"開源"方面，在我國，地下取水已受到越來越多的限制，為此幾十年來興建了一批大型蓄水工程和跨流域調水，并大力提倡和推動污水回用和水的再利用。但興建新的蓄調水工程，投資比過去大大增加，而跨流域引水則隨著調水距離越來越遠，調水成本越來越高，加上被引水地區的環境危害和間接經濟影響以及引水的質量問題，遠距離調水的傳統辦法正受到越來越多的質疑。而最為關鍵的是，這些措施并沒有從根本上增加淡水資源的總量，我國淡水緊缺的問題依然十分嚴峻。

我國海岸線的總長為32647公里，被列為海洋大國，而且沿海和中西部地區擁有極為豐富的地下苦咸水資源，在地下取水和跨區域調水受到越來越多的條件限制的情況下，開發利用海水和苦咸水資源，進行海水（苦咸水）淡化就成為開源節流、解決我國淡水緊缺的一條有效的重要戰略途徑。而且，發展海水（苦咸水）淡化技術，向大海要淡水也已經成為當今世界各國的共識。

三．海水淡化技術及發展

1． 海水淡化方法

海水淡化，亦稱海水脫鹽，是通過裝置和設備除去海水中鹽分并獲得淡水的工藝過程。海水淡化的方法可分為蒸餾法和膜法。

海水淡化的蒸餾法主要有：多級閃蒸(MSF)、低溫多效(LT-MED) 和壓汽蒸餾(MVC)三種技術。前兩種技術主要采用蒸汽作熱源，多與電廠結合、抽取透平的乏汽制造蒸餾水。壓汽蒸餾技術是 利用熱泵蒸發技術，它僅使用電能，應用對象主要是沒有熱源的島嶼地區。膜法主要指反滲透（RO）技術，它利用半透膜，在壓力下允許水透過而使鹽分和雜質截留的技術。

海水淡化是當今世界競相研究的高新技術，美、法、日、以色列等國的技術已經非常發達，而且已形成海水淡化產業。我國的海水淡化技術研究始于50年代，經過40多年的發展，也培養和鍛煉了自己的海水淡化專門人才，組建了一些專門科研開發機構，在蒸餾淡化、反滲透兩大技術領域，經過幾個五年計劃的攻關，多項工程的實踐，已具有較豐富的經驗。但由于人們對海水淡化的認識不完全，國家經費投入少，使這項技術不能得到很快地發展。

2．海水淡化的能耗與成本

在海水淡化技術已成熟的今天，經濟性是決定其廣泛應用的重要因素。在國內，"成本和投資費用過高"，一直被視為是海水淡化難以大膽使用的主要問題，但實際上這是一個"認識"問題。

目前世界上常用的淡水取用方式主要有地下取水、遠程調水和海水（苦咸水）淡化三種。開采地下水作為一個重要的開源措施，工程量小、成本低，這是很吸引人的優點，但地下取水受資源條件限制很大，而且許多地區多年來由于過度開采地下水，已形成地下漏斗，造成房屋傾斜，甚至導致了海水倒灌等環境危害，地下水的開采已經受到制約。

遠程調水，目前并沒有把工程投資費用以及被引水地區的間接經濟損失計算在內，僅以日常運行費用、管理費計算其成本，這與真正成本相差很大。其實引水工程，除了巨額的投資之外，還要占用大量耕地，還存在被引水地區的環境危害等問題。如引黃濟青（島）工程，占地達6.2萬畝，還會造成黃河斷流、植被破壞等生態環境問題，而生態環境的破壞在經濟上是難以估量的。80年代實施的引灤入津工程，時至今日每立方米成本仍達2.3元左右，距離天津市民的用水價1.4元有0.9元的政府補貼。專家預測，南水北調工程實施后，長江水流到北京，按現行不變成本計算，綜合成本在5元/立方米以上，甚至有專家預測每立方米將達20元。美國有資料認為，遠程調水超過40公里，成本將超過海水淡化。

對于海水淡化，能耗是直接決定其成本高低的關鍵。40多年來，隨著技術的提高，海水淡化的能耗指標降低了90%左右（從26.4kwh/m3降到2.9 kwh/m3），成本隨之大為降低。目前我國海水淡化的成本已經降至4-7元/立方米，苦咸水淡化的成本則降至2-4元/立方米，如天津大港電廠的海水淡化成本為5元/立方米左右，河北省滄州市的苦咸水淡化成本為2.5元/立方米左右。如果進一步綜合利用，把淡化后的濃鹽水用來制鹽和提取化學物質等，則其淡化成本還可以大大降低。至于某些生產性的工藝用水，如電廠鍋爐用水，由于對水質要求較高，需由自來水進行再處理，此時其綜合成本將大大高于海水淡化的一次性處理成本。可見，如果拋開政府補貼等政策性因素而單從經濟技術方面分析，海水淡化尤其是苦咸水淡化的單位成本實際上是很有競爭力的。

幾種淡水獲取方式的成本比較單位：元/立方米

取水方式平 均 成 本開采地下水限制開采量遠程調水引灤入津：2.3元/立方米(直接成本)南水北調:5-20元/立方米(到北京平均水價)海水淡化海水：4--7元/立方米(綜合成本)苦咸水：2--4元/立方米(綜合成本)

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