海水淡化产业化
摘 要 沧州渤海新区位于淡水资源短缺的沧州东部临海地区，随着河北省建设沿海经济社会发展强省奋斗目标的全面展开，渤海新区更多地承担起建设全省沿海经济隆起带的历史重任。在这千载难逢的大好机遇面前，解决水资源短缺的问题显得十分迫切和重要。向海洋要淡水是世界沿海国家的共同发展趋势。渤海新区与渤海毗邻，海水资源丰富，在海水淡化技术日益成熟的今天，充分利用海水资源优势、环境优势、技术优势和人才优势，加快海水淡化产业化的发展，是解决渤海新区淡水资源短缺和保持经济可持续发展的有效途径。
关键词 海水淡化 水资源 渤海新区
1.社会经济现状
沧州渤海新区属滨海平原区，位于沧州东部临海地区，北靠京津，东临渤海，处于“环渤海，环京津”的“双环”枢纽地带，包括黄骅市、海兴县、黄骅港开发区、临港经济开发区（中捷农场管理区）、南大港管理区。总面积3321km2，其中有1700多km2的非农用地，307km2滩涂和1051km2浅滩。2005年末，总人口71.3万，平均人口密度215人/km2。其中城镇人口为39.5万，城镇化水平为55%左右。全区GDP为102.4亿元，占沧州市GDP的9.1%，三产结构是10.9∶57.6∶31.5，其中农业以小麦、玉米、大豆、鸭梨、冬枣为主，工业主导产业是盐、化工、石化、机械加工等，服务业以港口物流为主。
2.水资源供需现状
渤海新区淡水资源极度短缺，已成为经济社会可持续发展进程的最大“瓶颈”，严重影响了人民的正常生活和经济社会的可持续发展。
2005年末，全区需水总量14838.2万m3（平水年P=50%），其中：农业需水量为10034.2万m3、工业用水量为3126.0万m3、生活用水水量为1313.8万m3、三产用水量为364.2万m3。而水资源可供量仅为9751.6万m3（平水年P=50%），其中，地表水可供水量为6389万m3、地下水可开采量682.0万m3、外流域调水量2600万m3、咸水利用及污水回用，分别为61.6万m3和19万m3。
2005年末，全区缺水总量5086.6万m3，缺水率为34.3%，整体属“严重缺水状态”，供需矛盾十分突出。
3.水资源开发利用面临的主要问题
地下水超采严重。由于浅层地下水约60％为微咸水或咸水，远程调水每年仅为2600万m3，为维持日益增长的国民经济和社会发展的用水需求，每年不得不超采地下水5086万m3左右。致使地下水开采深度从200m降到800m以上，地下水漏斗中心最大埋深已达100m以上，且每年以2~3m的速度下降。水资源短缺和严重超采，在制约区域经济发展的同时，也造成了严重的环境破坏和社会问题，如地下水位下降、地下水漏斗扩展、地面沉降、地裂缝和塌陷、海水倒灌等。地下水位下降使农村饮用水井干涸，带来了严重的人畜饮水安全问题，造成城市和农村之间、工业和农业之间、用水户之间的争水矛盾不断扩大加深，影响到人与自然之间、人与人之间的和谐相处及和谐社会的构建与发展。
4.未来水资源供需发展态势
随着河北省建设沿海经济社会发展强省奋斗目标的全面展开，渤海新区更多地承担起建设全省沿海经济隆起带的历史重任。面对千载难逢的大好机遇，渤海新区制定发展规划，要以临海产业发展规划为指导，紧紧抓住经济全球化和周边地区产业扩散和梯度转移的机遇，以体制创新和科技创新为动力，以增强产业竞争能力为主线，着力培育四大产业群、八大产业链，建立京津冀都市圈能源重化工业基地、轻型制造业基地、河北现代化物流基地、华北循环经济示范区，最终将渤海新区建设成河北省乃至于环渤海地区的重要经济增长极。到2010年末，国内生产总值在2005年的基础上实现“翻两番”，达到400亿元以上，届时在供水能力仅17133.0万m3/年（日供水量为46.9万m3）的情况下，社会发展总需水量将达到26241.4万m3/年（日需水量达到71.9万m3），供需水缺口达到9108.4万m3（日缺水量达到25.0万m3），缺水率达到34.7%，属严重缺水状态。
2020年末，国内生产总值达到1600亿元以上。届时在供水能力仅19114.0万m3/年（日供水量为52.4万m3）的情况下，经济发展总需水量将达到45193.3m3/年（日需水量达到123.8万m3），供需水缺口达到26079.3万m3（日缺水量达到71.5万m3）。缺水率达到57.7%，属严重缺水状态。
随着未来经济的持续发展，缺水态势越来越严重。为了满足经济社会可持续发展的需要，缓解水资源严重短缺，成为新区必须解决的首要问题。
5.解决水资源短缺的有效途径
解决水资源短缺的有效途径是节流和开源并举。
从节流途经分析，根据渤海新区的实际用水情况及采取有效节水措施后，节水指标达到全省同类地区同类行业的先进水平计算，到2010年末，全区节水能力仅能实现1821万m3，占需水量的6.9%。2020年末，全区节水能力仅能实现3740万m3，占需水量的8.3%。节水仅能缓解缺水矛盾。
从开源途径分析，现状新区河流干枯，降雨量很少，几乎无地表水可用。因此，在不允许地下水超采的情况下，新区开源的途径有3种，一是引大入港输水工程引水，2005~2020年末，每年平均供给渤海新区可利用水量2600万m3，占总需水量的7%左右，且受供水区丰枯水年的影响较大，供水量不稳定。二是南水北调工程自2010年通水后，年平均供给可利用水量为4736万m3，占需水量的14%左右，同样受供水区丰枯水年的影响较大，供水量不稳定。三是苦咸水淡化，受水源量供给的限制，不易规模生产，只能生产少量的居民生活用水，2010年末，可利用量为1117万m3，2020年末，可利用量为1530万m3，占需水量的4%左右。四是海水淡化，如果要保持经济社会的可持续发展，2005~2020年末，渤海新区需水量除外流域调水和苦咸水外，还有68%~80%要通过海水淡化解决。因此，利用丰富的海水资源，大力发展海水淡化产业，解决渤海新区水资源短缺，保持经济可持续发展，与跨流域调水、苦咸水淡化等途径相比，是一种可持续的、长久的最有效途径。
6.海水淡化产业化的可行性
6.1海水资源丰富，区位优势明显
渤海新区东临渤海，海岸线130km，渤海海域约有9万km2，平均水深25m，渤海的总容量17300亿m3，且由于大陆河川大量的淡水注入，使渤海海水中的盐度很低，仅为3%。海水资源十分丰富，且水质相对较好，给海水淡化提供了较理想的水源。
6.2技术力量雄厚，海水淡化初具规模
目前国内单台规模最大、技术最先进的海水淡化设备，在渤海湾畔黄骅港——河北国华沧东发电有限责任公司制水成功。一、二期海水淡化规模达到10万m3/d，按照规划建设三期机组的项目实施，日制水可达100万m3/d以上，同时预留规模扩大能力。作为目前国内较大的“水电联产，低温多效”的海水淡化项目，不仅满足自身的淡水需求，还具备向周边地区供应高品质淡水的能力，2015年三期项目顺利实施，渤海新区除农业与环境用水外的全部用水，基本可以靠海水淡化解决。
6.3低能耗及低成本制水
海水淡化成本高是制约海水淡化产业化的最主要因素。海水淡化成本的高低与淡化技术和工艺、生产规模、海水水质等多种因素有关。一般单纯海水淡化成本高达15~17元/m3，这一价格显然不能得到市场的认可。水电联产与低温多效海水淡化模式，有效解决了海水淡化高成本的难题。它是利用电厂自备电和充足的蒸汽，降低淡化成本，淡化水除电厂自用外，可以进入城市供水管网。是目前国内外比较流行的海水淡化工程的主要建设模式。渤海新区依托国华沧东发电，实现水电联产与低温多效技术集成模式，使海水淡化成本从一般的15～17元/m3降低至4～5元/m3。其海水淡化单位成本与当地逐步纳入正规的自来水市场的水价相比，具有很强竞争力。
6.4较其他工程成本优势渐显
渤海新区开源方式可有3种，地下取水、远程调水和海水（苦咸水）淡化。
地下取水成本分析。开采地下水作为一个重要的开源措施，工程量小、开采方便及成本低廉，优势十分明显，但受地下水资源条件限制很大，如果地下水资源丰富，开采地下水应是首选。但目前渤海新区由于过度开采，地下水已近枯竭，同时形成地下漏斗、地面沉降及海水倒灌等危害，地下水开采已经受到严格限制，甚至不允许开采。
远程调水成本分析。渤海新区的主要远程调水工程是引大入港工程和南水北调工程。引大入港工程运行成本为5元/m3以上，引江水运行成本为7元/m3。运行成本并没有把工程投资费用以及被引水地区的间接经济损失计算在内，仅以日常运行费用、管理费计算其成本，这与成本价相差很大，成本价应包括资源成本、环境成本以及工程成本和其他一些税金构成。如此计算引水工程水价，南水北调引水到达沧州后至少在20元/m3以上。因此，国外有资料认为，远程调水超过40km，成本将超过海水淡化水。
苦咸水淡化成本分析。沧州市的苦咸水淡化成本为2.5~3元/m3，成本较低，但由于受水源的影响比较大，苦咸水淡化规模小，较难大范围推广。
海水淡化成本分析，能耗是直接决定海水淡化成本高低的关键。40多年来，随着技术的提高和产业化发展，海水淡化的能耗指标从26.4kW·h/m3降到2.9kW·h/m3，降低了90%左右，尤其是目前水电联产及低温多效海水淡化模式的应用，使其成本大为降低。渤海新区国华沧东发电的水电联产与低温多效海水淡化，使淡化水成本降为4～5元/m3，较当地自来水水价已有相当的竞争力，但和国外先进水平0.55美元/m3左右相比，还有潜力可挖。
通过以上比较分析，海水淡化成本与其他饮水工程现行的水价相比不占优势。主要因为我国受计划经济的影响，目前水价形成机制不合理，自来水的价格与价值严重背离，政府负担着巨额补贴，自来水的价格普遍偏低，但随着水资源逐渐短缺，自来水价格会逐步走入市场,越来越高，而海水淡化则随着技术水平的不断提高和产业化规模效益的彰显，淡化成本越来越低，两者价格会逐步接近，甚至自来水价会高于海水淡化水价。因此，海水淡化水成为渤海新区的主要水源将是一种发展趋势。
6.5海水淡化技术支撑体系比较健全
沧州市拥有专门从事海水淡化与综合利用及关键技术研究的机构，而且还和众多实力雄厚并专门从事海水淡化与资源利用研究的科研院所和大专院校建立了密切联系和信息共享，同时还聚集了一批高水平的海洋科技人才，为渤海新区海水淡化与资源利用产业化提供了技术保障。
7.结论与建议
渤海新区水资源严重短缺，已影响到经济社会的可持续发展，利用渤海新区的海水资源优势、环境优势、技术优势和人才优势，加快海水海水淡化产业化的进程，是解决淡水资源短缺和保障经济可持续发展的有效途径。
7.1要统一规划，制定相应的海水淡化法规和政策，把海水淡化产业化纳入城市总体规划以及经济发展规划中
要坚持宏观与微观、眼前与长远、社会效益和经济效益综合考虑的原则，制定出符合渤海新区实际情况的“海水利用规划”，指导和规范全区的海水淡化工作。
7.2深化改革，建立机制，政策扶持
海水淡化产业属于新兴产业，在技术、市场开发方面存在一定难度，要尽快出台《渤海新区海水淡化管理办法》，给予政策方面的扶持和相应的优惠，促进海水淡化及其产业的快速发展。其一，对海水淡化生产企业购置设备和技术改造给予贴息贷款，并适当降低营业税，企业生产的淡水要参照自来水给予补贴，经检验合格的淡水可以直接进入城市自来水管网。其二，对利用海水作冷却水和淡化水作为锅炉用水的生产企业，实行税收奖励政策，每年由公共财政返还给企业一定的所得税。其三，加快水价改革，建立反映资源稀缺性的水价形成机制，使自来水水价和市场接轨，提高海水淡化水的市场竞争力。其四，要根据全区整体发展目标和水资源条件，对新上马的工业项目，进行严格的水资源论证，凡是不能自行解决淡水资源的，一律暂缓审批，促使上马海水淡化项目，解决淡水资源。
7.3加大投入，拓展融资
政府应设立海水淡化和直接利用的专项资金，以支持海水淡化产业化进程。重点支持海水淡化重点工程和城市供水管网改造，加大海水淡化科研与科研成果的转化投入和海水淡化行业相关政策的研究制定工作的投入，确保海水淡化产业化的顺利进行。
同时拓宽投资融资渠道，建立国家、地方、企业多元化、多渠道的投资体系。将渤海新区海水淡化重大项目招商引资，吸引国内外客商来新区进行投资、建设、经营、管理。同时，对重大海水利用科技攻关项目可以进行公开招标等。
7.4提高认识，广泛宣传
提高公众对海水使用的自觉性和认识程度。充分利用广播、电视、报刊、杂志、互联网等多种媒体，广泛、深入、持久地开展宣传，不断提高公众的水资源忧患意识、认识使用海水的必要性及紧迫性，提高海水使用的认知度。宣传淡化水对人体健康有益无害，倡导以使用淡化水为主的节水生活方式，树立节水、爱水、使用淡化水的良好行为习惯。
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