國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所，天津 300192

李常建

摘 要  21世紀，水資源短缺已成為全球倍受關注的資源環境問題之一。水作為一種特殊的消耗性短缺資源，已經成為制約我國社會經濟發展的重要因素。而經濟高速發展的沿海城市的社會經濟用水供需矛盾尤為突出。遠距離引水及其它節水措施，是緩解當前供水需求矛盾的主要措施；除此之外，海水利用向大海要淡水和發展海水直接利用將是解決沿海城市和地區淡水缺乏的戰略選擇和根本措施之一。海水利用主要包括：海水淡化--從海水中制取淡水、直接使用海水代替淡水做工業冷卻水和做城市沖廁用水等三大部分。

關 鍵詞  沿海城市  海水利用  海水淡化  海水循環  海水沖廁

資源危機使得生產生活中的一些自然資源價值明顯凸現。其中水資源是人類生產和生活不可缺少和替代的自然資源，也是生物賴以生存的環境資源，隨著水資源危機的加劇和水環境質量的不斷惡化，水資源短缺已成為全球倍受關注的資源環境問題之一。

長期以來，人們普遍認為淡水是取之不盡用之不竭的天然資源，并沒有像煤、油等那樣作為一種消耗資源來認識。水作為一種特殊的消耗性短缺資源，直接關系到人民的生活和國民經濟的可持續發展，已成為國家長期發展需要的重要戰略資源和關系國家安全的重要戰備物資，是制約我國社會經濟發展的重要因素。而經濟高連發展的沿海城市的社會經濟用水供需矛盾尤為突出。

一、沿海城市水資源短缺形勢及對策

眾所周知，隨著社會的高速發展和人口的急劇增加，淡水資源危機問題已經引起世界各國的普遍關注。目前，用水量以每年接近5％的速度遞增，照此下去，每15年用水總量就翻一番，在2030年以前，地球上將有1/3以上的人面臨淡水（以下簡稱水）資源危機。中國是水資源大國，同時也是最為缺水的國家之一。我國水資源總量為28124億立方米，居世界第6位，而人均水資源量為2340立方米，僅是世界人均占有量的四分之一，處于缺水上下限（3000～10000m3／人）之間，僅居世界第100位左右，被聯合國列為13個最貧水國之一。全國668個城市中有400多個城市供水不足，年缺水量約60億立方米，其中110多個嚴重缺水。因缺水造成每年城市工業產值損失在1200億元以上，相當于一個中等省份全年的GDP總值，且呈增長之勢。許多沿海城市定時限量供水，其超量部分計收水價高出基本水價的幾倍甚至幾十倍，有的城市高達州一60元／噸，給居民生活和工業發展帶來嚴重不便和損失。目前我國供水以地表水和地下水為主。有的城市因地下水過度開采，輕者地下水位下降；重者，已形成了幾百公里的大漏斗，海水倒灌達幾十公里，且以每年400米以上的速度入侵，嚴重的破壞了地質結構和生態環境。據地礦部門測定，華北地區49個縣市地面裂縫達400多條，僅秦皇島市海水倒灌已達55平方公里，為了維持今天的生存與發展，人們不得不一直在喝"子孫水"，長此以往地下水將面臨枯竭的危險。我國沿海地區經濟發達，人口密集，居民生活水平較高，它以全國 13％的土地，養活了全國40％的人口，創造了60％以上的國民生產總值，作為我國經濟發展的龍頭，其經濟的建康、持續、快速發展對全國經濟和社會發展有著舉足輕重的作用。但是，沿海城市和地區人均水資源量大部分低于500立方米，幾乎所有城市都嚴重缺水，并呈逐年加劇的趨勢。淡水資源危機問題，已成為制約我國沿海城市和地區21世紀國民經濟和社會發展的重要因素之一。

對于我國淡水資源缺乏問題，黨和國家領導人一直十分重視。為解決淡水缺乏困擾，中央和地方政府近年來采取了一系列有效措施，如興造大型蓄水工程，加大節約用水和廢水回收利用的力度，實施諸如引灤入津、引黃濟青和大連市引碧流河三期工程等調水工程，淡水緊缺局面在一定程度上得到緩解。但是，此類工程對生態環境的影響和河流淡水資源的有限，使調水工程的發展受到一定的限制。沿海城市缺水問題依然日漸嚴峻。解決沿海城市缺水問題的路在何方？遠距離引水及其它節水措施，是緩解當前供水需求矛盾的主要措施；除此之外，海水利用一向大海要淡水和發展海水直接利用將是解決沿海城市和地區淡水缺乏的戰略選擇和根本措施之一。海水利用主要包括：海水淡化一從海水中制取淡水、直接使用海水代替淡水做工業冷卻水和做城市沖廁用水等三大部分。水利部專家最近提出：人類最終要向大海要水喝。這就提示我們必須未雨綢緞，高度重視海水淡化和海水直接利用技術的研究開發和市場推廣。

我國是一個海洋大國，海岸線長約18000多公里，因此，通過海水淡化和海水直接利用，持續的解決沿海城市的淡水資源問題是關系到我國國民經濟進一步騰飛和第三個戰略目標順利實現的百年大計。國外海水利用已有近百年的發展歷史，已經成為沿海城市和地區水資源的重要組成部分，世界海水淡化總產量達2700立方米／日，解決了1億多人口的用水問題。目前美國、日本的海水取用量分別為1000和 3000億立方米／年左右，我國海水取用量約為 120億立方米/年。采用海水利用技術可節約沿海城市和地區20～30％的淡水資源。這將有望改變我國沿海城市和地區的水資源結構，并從根本上解決淡水資源緊缺問題，對我國經濟和社會發展產生巨大影響。

二、加快海水淡化與海水直接利用產業化進程

值得慶幸的是，海水利用問題已經引起國家高層決策者的高度重視，在國家政府部門和地方政府給予海水利用前瞻性支持的基礎上，國家已將海水淡化列入國家"十五"發展綱要。從當前看，我國水資源的價值和價格嚴重背離，水價過低。在國外一般水價高出電價數倍，例如美國目前是15：1；據推算，我國的水費僅占工業產品成本的0.1％－0.3%，占消費支出的0.23％左右，遠遠低于國外的同類水平。從目前種種措施看，在不久的將來對水價進行調整已勢在必行。據報道水利部同國家計委擬定了《供水價格管理辦法》，并已上報國務院。新的水價改革辦法主要特點是：水價作為商品價格之一，納入價格管理范疇進行管理；確保供水資產保值增值，即水價的核定必須在核定供水成本的基礎上加上一定的利潤確定；按照市場經濟規律的要求，利用水價杠桿作用來調節供求關系，以達到有限的水資源在市場得到合理有效的配置。經"七五"和"九五"科技攻關，我國已在海水淡化、海水冷卻和海水沖廁等關鍵技術和配套設備（產品）等方面取得重大突破，隨著技術進步、創新和水價的進一步提高，使得海水利用已成為一個可以預期的大市場，技術可行、經濟合理，具備為解決我國水資源短缺問題做出貢獻的產業化發展條件。

考慮到這些因素，我們沒有理由不相信，海水淡化與海水直接利用在我國將擁有廣闊的發展空間和應用前景。在優化配置。充分利用陸地淡水資源的同時，充分利用海洋這個大寶庫，海水的水資源化利用--利用海水淡化、海水作為工業冷卻水、海水沖廁等技術解決淡水資源缺乏問題，勢在必行，刻不容緩。

l、海水淡化一提海水淡化，人們首先想到的是成本高。殊不知，隨著海水淡化技術的不斷進步，近年來，能耗顯著降低，從而導致噸水投資和成本大幅度下降，在一定條件下，海水淡化水的成本已經具備了市場競爭力。在遠距離引水水價與海水淡化比較已沒有明顯優勢的情況下，海水淡化不失為解決沿海城市居民飲用水。特殊工藝用水等需求的有效措施。我國發展海水淡化產業化的時機和條件已經基本成熟，主要表現在如下方面：

1.1具有巨大的國內外需求市場隨著世界淡水資源的匾乏，淡化水的市場需求在不斷擴大，目前國外淡化海水日產量為3000萬m3左右，現仍以每年10一30％的增幅在增長，年合同款約30億美元左右，海水淡化在國際上已形成了新興的產業。國內沿海城市的淡水資源緊缺形勢同樣呼喚海水淡化技術產業化。海水淡化整套設備產業化的成功實施，完全可能形成國家或有關省區新的經濟增長點，并將有力帶動機械加工、有色金屬材料、特種高分子材料、非金屬材料、腐蝕與防護技術、計算機與控制技術等相關產業的發展，而且同樣的國產化設備成本在國際上比發達國家亦具有極強的競爭力。

1.2具備產業化的技術條件我國的海水淡化已經形成了以國家海洋局海水淡化與綜合利用研究所、國家液體分離膜工程技術研究中心和相關的高等院校、設計單位為龍頭的科研機構，為海水淡化技術的開發形成了較為完備的專家群體，經過"九五"攻關，蒸餾法低溫多效淡化關鍵技術--壓縮機設計和制造，蒸發的傳熱過程，材料的研制、結構設計等方面取得了突破性進展，接近了世界先進水平。目前國內已經能達到的水平是：投資一座萬噸級海水淡化廠，其噸水投資不超過 5000元，其產水成本低于 5元／噸，基本具備了產業化條件。

1.3具有較大規模應用海水淡化技術的成功實例我國大港電廠引進的兩臺3000m3／d蒸餾法海水淡化裝置已于1990年投入運行，一方面起到示范作用并節約了大量的淡水資源，另一方面取得了可觀的經濟效益以及社會、生態等綜合效益。

1.4具備海水淡化設備加工制造能力我國的機械制造業，如船廠等，完全具有海水淡化設備的制造能力。國外專家參觀后，對我們的機械制造設備和能力給予了很高的評價。且船廠在海邊，對于設備的運輸、提供了方便條件。1.5消費水價的不斷提高，為海水淡化提供了發展的空間國外的消費水價多在0.3～1.9美元之間，一些國家的海水淡化噸水成本已與自來水相當或低于自來水價。而我國各地區的水價都在不斷提高，天津水價現為2.4元／m3，據專家預測，南水北調水價應在5元／m3以上，消費水價的不斷提高，使得海水淡化的經濟性在不斷增長，為海水淡化提供了廣闊的發展的空間。

2、充分利用海水資源優勢，大力推廣應用海水循環冷卻技術一般的工業城市，城市用水中的80%是工業用水，而工業用水的80%是工業冷卻用水，故整個城市用水中50％以上都用作了工業冷卻水，而這一部分工業冷卻水是可以用海水直接代替的。開發利用海水代替淡水作為工業用水，特別是工業冷卻用水的意義重大。青島電廠是國內應用海水作為冷卻水的企業，已有六十余年的歷史，為青島市節約了大量的淡水資源。天津大港電廠采用的海水直流冷卻技術，年利用海水量17億m3左右，年節約淡水6000萬m3。從總體上看，我們國家年取用海水作為冷卻水量僅為 100億m3左右，與國外發達國家差距甚大，大有潛力。而日本年取用量為3000億m3左右，美國為1500億m3左右，歐洲在2000億m3左右。我國一方面缺水，另一方面守著大海棄之不用，必然造成淡水危機的加劇。"九五"期間，我國成功完成了用海水替代淡水作為工業循環水的一系列技術攻關工作，并在天津堿廠完成了100 m3／h工業應用實驗，技術上取得了突破性的進展，3500 m3／h海水作為循環冷卻水工業應用示范工程正在加緊建設，這將對于推動沿海城市利用海水作為冷卻水起到示范作用。利用海水作為冷卻水，由于其水資源有保障，成本低、節省淡水總量大、無需更換原有金屬材質，具有廣闊的市場前景和顯著的社會經濟效益。

3、大力推廣海水沖廁技術城市生活用水占城市用水的20％，而沖廁用水占城市生活用水量的35％，利用海水代替淡水作為沖廁用水，是節約水資源的一項重要措施。香港通過立法的形式，保證利用海水沖廁。每年沖廁用海水達2億m3，占全部沖廁用水的80%。我國經過"九五"攻關，在海水凈化、管道選用、防海生物附著、系統測漏、高含鹽量污水的微生物法處理污水等關鍵技術方面都取得了重大突破，已具備了示范條件。我國諸多沿海城市都具有利用海水作為沖廁用水的條件，盡快進行示范并推廣，對于沿海城市充分開發利用海水資源，節省淡水資源，今后城市的發展與建設都是一種良好的選擇。三、加快海水利用產業化的幾點建議為推動海水淡化和海水直接利用的產業化，建議國家盡快制定海水利用發展規劃并進一步加大投入。1、國家已將海水淡化列入國家十五發展綱要。建議在此基礎上盡快制定國家和地方海水淡化與海水直接利用發展規劃，通過科學規劃，有序實施，啟動新的海洋經濟增長點。2、加大投入力度和政策引導力度，培育和引導市場的發育，使我國的海水淡化與海水直接利用盡快形成規模，除解決國內水資源短缺問題外，參與國際競爭。目前，國外的技術在不斷的撞擊著國內市場，國際市場給我們展示了巨大商機，國際性的水資源危機是我們發展這項產業的良好機遇。

3、分步實施，發展海水淡化與海水直接利用產業應分三步走。第一步，盡快建立具有一定規模的擁有全部或部分知識產權的海水淡化、海水作為循環冷卻水。海水沖廁示范工程，為國內外的需求用戶提供看得見、摸的著的樣板。第二步，在此基礎上，選擇沿海缺水城市的一部分建立海水綜合利用示范區，從居民引用水、工業用純水、工業循環冷卻水、居民沖廁用水等不同層次和需要上，解決局部地區因缺淡水而制約著城市發展，工業生產問題和居民生活質量的問題。第三步，通過海水綜合利用示范區成功的運行，從而大面積推廣應用海水利用技術。無論是從發展戰略還是戰備的角度考慮，海水的水資源化利用作為一種重要開源措施，都將以水資源的可持續利用為沿海缺水城市的可持續發展和國家安全提供水資源的安全保證。綜上所述，國家應進一步加大扶持力度，引導培育海水利用這一新興海洋產業大市場，沿海地區綜合利用海水淡化、海水冷卻、海水沖廁等技術，建立一定規模的示范區，系統科學的部署，再配之以水價政策的合理運用，就可以為迅速大規模的利用海水打下基礎，把海水利用這一新興海洋產業做大做好，從而最終有效的解決淡水資源缺乏的矛盾，為21世紀沿海城市可持續發展提供水資源安全保障。