海水:沿海城市水資源安全保障的出路
資源危機(jī)使得生產(chǎn)生活中的一些自然資源價(jià)值明顯凸現(xiàn)。其中水資源是人類生產(chǎn)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(huán)境資源,隨著水資源危機(jī)的加劇和水環(huán)境質(zhì)量的不斷惡化,水資源短缺已成為全球倍受關(guān)注的資源環(huán)境問題之一。
長期以來,人們普遍認(rèn)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(rèn)識(shí)。水作為一種特殊的消耗性短缺資源,直接關(guān)系到人民的生活和國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,已成為國家長期發(fā)展需要的重要戰(zhàn)略資源和關(guān)系國家安全的重要戰(zhàn)備物資,是制約我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。而經(jīng)濟(jì)高連發(fā)展的沿海城市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(huì)的高速發(fā)展和人口的急劇增加,淡水資源危機(jī)問題已經(jīng)引起世界各國的普遍關(guān)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(jī)。中國是水資源大國,同時(shí)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(lián)合國列為13個(gè)最貧水國之一。全國668個(gè)城市中有400多個(gè)城市供水不足,年缺水量約60億立方米,其中110多個(gè)嚴(yán)重缺水。因缺水造成每年城市工業(yè)產(chǎn)值損失在1200億元以上,相當(dāng)于一個(gè)中等省份全年的GDP總值,且呈增長之勢。許多沿海城市定時(shí)限量供水,其超量部分計(jì)收水價(jià)高出基本水價(jià)的幾倍甚至幾十倍,有的城市高達(dá)州一60元/噸,給居民生活和工業(yè)發(fā)展帶來嚴(yán)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(dá)幾十公里,且以每年400米以上的速度入侵,嚴(yán)重的破壞了地質(zhì)結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境。據(jù)地礦部門測定,華北地區(qū)49個(gè)縣市地面裂縫達(dá)400多條,僅秦皇島市海水倒灌已達(dá)55平方公里,為了維持今天的生存與發(fā)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(xiǎn)。我國沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),人口密集,居民生活水平較高,它以全國13%的土地,養(yǎng)活了全國40%的人口,創(chuàng)造了60%以上的國民生產(chǎn)總值,作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的龍頭,其經(jīng)濟(jì)的建康、持續(xù)、快速發(fā)展對全國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有著舉足輕重的作用。但是,沿海城市和地區(qū)人均水資源量大部分低于500立方米,幾乎所有城市都嚴(yán)重缺水,并呈逐年加劇的趨勢。淡水資源危機(jī)問題,已成為制約我國沿海城市和地區(qū)21世紀(jì)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)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(lǐng)導(dǎo)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(jié)約用水和廢水回收利用的力度,實(shí)施諸如引灤入津、引黃濟(jì)青和大連市引碧流河三期工程等調(diào)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(tài)環(huán)境的影響和河流淡水資源的有限,使調(diào)水工程的發(fā)展受到一定的限制。沿海城市缺水問題依然日漸嚴(yán)峻。解決沿海城市缺水問題的路在何方?遠(yuǎn)距離引水及其它節(jié)水措施,是緩解當(dāng)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(fā)展海水直接利用將是解決沿海城市和地區(qū)淡水缺乏的戰(zhàn)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(yè)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(shù)的研究開發(fā)和市場推廣。
我國是一個(gè)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(xù)的解決沿海城市的淡水資源問題是關(guān)系到我國國民經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步騰飛和第三個(gè)戰(zhàn)略目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)的百年大計(jì)。國外海水利用已有近百年的發(fā)展歷史,已經(jīng)成為沿海城市和地區(qū)水資源的重要組成部分,世界海水淡化總產(chǎn)量達(dá)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(shù)可節(jié)約沿海城市和地區(qū) 20~30%的淡水資源。這將有望改變我國沿海城市和地區(qū)的水資源結(jié)構(gòu),并從根本上解決淡水資源緊缺問題,對我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。
二、加快海水淡化與海水直接利用
產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程值得慶幸的是,海水利用問題已經(jīng)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(chǔ)上,國家已將海水淡化列入國家"十五"發(fā)展綱要。從當(dāng)前看,我國水資源的價(jià)值和價(jià)格嚴(yán)重背離,水價(jià)過低。在國外一般水價(jià)高出電價(jià)數(shù)倍,例如美國目前是15:1;據(jù)推算,我國的水費(fèi)僅占工業(yè)產(chǎn)品成本的0.1%-0.3%,占消費(fèi)支出的0.23%左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(jià)進(jìn)行調(diào)整已勢在必行。據(jù)報(bào)道水利部同國家計(jì)委擬定了《供水價(jià)格管理辦法》,并已上報(bào)國務(wù)院。新的水價(jià)改革辦法主要特點(diǎn)是:水價(jià)作為商品價(jià)格之一,納入價(jià)格管理范疇進(jìn)行管理;確保供水資產(chǎn)保值增值,即水價(jià)的核定必須在核定供水成本的基礎(chǔ)上加上一定的利潤確定;按照市場經(jīng)濟(jì)規(guī)律的要求,利用水價(jià)杠桿作用來調(diào)節(jié)供求關(guān)系,以達(dá)到有限的水資源在市場得到合理有效的配置。經(jīng)"七五" 和"九五"科技攻關(guān),我國已在海水淡化、海水冷卻和海水沖廁等關(guān)鍵技術(shù)和配套設(shè)備(產(chǎn)品)等方面取得重大突破,隨著技術(shù)進(jìn)步、創(chuàng)新和水價(jià)的進(jìn)一步提高,使得海水利用已成為一個(gè)可以預(yù)期的大市場,技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理,具備為解決我國水資源短缺問題做出貢獻(xiàn)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)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(fā)展空間和應(yīng)用前景。在優(yōu)化配置。充分利用陸地淡水資源的同時(shí),充分利用海洋這個(gè)大寶庫,海水的水資源化利用--利用海水淡化、海水作為工業(yè)冷卻水、海水沖廁等技術(shù)解決淡水資源缺乏問題,勢在必行,刻不容緩。
1、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(shù)的不斷進(jìn)步,近年來,能耗顯著降低,從而導(dǎo)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(jīng)具備了市場競爭力。在遠(yuǎn)距離引水水價(jià)與海水淡化比較已沒有明顯優(yōu)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(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)化的時(shí)機(jī)和條件已經(jīng)基本成熟,主要表現(xiàn)在如下方面:
1.1具有巨大的國內(nèi)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(kuò)大,目前國外淡化海水日產(chǎn)量為 3000萬m3左右,現(xiàn)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(chǎn)業(yè)。國內(nèi)沿海城市的淡水資源緊缺形勢同樣呼喚海水淡化技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。海水淡化整套設(shè)備產(chǎn)業(yè)化的成功實(shí)施,完全可能形成國家或有關(guān)省區(qū)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),并將有力帶動(dòng)機(jī)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(hù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)與控制技術(shù)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,而且同樣的國產(chǎn)化設(shè)備成本在國際上比發(fā)達(dá)國家亦具有極強(qiáng)的競爭力。
1.2具備產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)條件我國的海水淡化已經(jīng)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(shù)研究中心和相關(guān)的高等院校、設(shè)計(jì)單位為龍頭的科研機(jī)構(gòu),為海水淡化技術(shù)的開發(fā)形成了較為完備的專家群體,經(jīng)過"九五"攻關(guān),蒸餾法低溫多效淡化關(guān)鍵技術(shù)--壓縮機(jī)設(shè)計(jì)和制造,蒸發(fā)的傳熱過程,材料的研制、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面取得了突破性進(jìn)展,接近了世界先進(jìn)水平。 目前國內(nèi)已經(jīng)能達(dá)到的水平是:投資一座萬噸級(jí)海水淡化廠,其噸水投資不超過5000元,其產(chǎn)水成本低于5元/噸,基本具備了產(chǎn)業(yè)化條件。
1.3具有較大規(guī)模應(yīng)用海水淡化技術(shù)的成功實(shí)例我國大港電廠引進(jìn)的兩臺(tái)3000m3/d蒸餾法海水淡化裝置已于1990年投入運(yùn)行,一方面起到示范作用并節(jié)約了大量的淡水資源,另一方面取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)、生態(tài)等綜合效益。
1.4具備海水淡化設(shè)備加工制造能力我國的機(jī)械制造業(yè),如船廠等,完全具有海水淡化設(shè)備的制造能力。國外專家參觀后,對我們的機(jī)械制造設(shè)備和能力給予了很高的評價(jià)。且船廠在海邊,對于設(shè)備的運(yùn)輸、提供了方便條件。
1.5消費(fèi)水價(jià)的不斷提高,為海水淡化提供了發(fā)展的空間國外的消費(fèi)水價(jià)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(dāng)或低于自來水價(jià)。而我國各地區(qū)的水價(jià)都在不斷提高,天津水價(jià)現(xiàn)為2.4元/m3,據(jù)專家預(yù)測,南水北調(diào)水價(jià)應(yīng)在5元/m3以上,消費(fèi)水價(jià)的不斷提高,使得海水淡化的經(jīng)濟(jì)性在不斷增長,為海水淡化提供了廣闊的發(fā)展的空間。
2、充分利用海水資源優(yōu)勢,大力推廣應(yīng)用海水循環(huán)冷卻技術(shù)一般的工業(yè)城市,城市用水中的80%是工業(yè)用水,而工業(yè)用水的80%是工業(yè)冷卻用水,故整個(gè)城市用水中50%以上都用作了工業(yè)冷卻水,而這一部分工業(yè)冷卻水是可以用海水直接代替的。開發(fā)利用海水代替淡水作為工業(yè)用水,特別是工業(yè)冷卻用水的意義重大。青島電廠是國內(nèi)應(yīng)用海水作為冷卻水的企業(yè),已有六十余年的歷史,為青島市節(jié)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(shù),年利用海水量17億m3左右,年節(jié)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(fā)達(dá)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(jī)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(yè)循環(huán)水的一系列技術(shù)攻關(guān)工作,并在天津堿廠完成了100m3/h工業(yè)應(yīng)用實(shí)驗(yàn),技術(shù)上取得了突破性的進(jìn)展,3500m3/h海水作為循環(huán)冷卻水工業(yè)應(yīng)用示范工程正在加緊建設(shè),這將對于推動(dòng)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(jié)省淡水總量大、無需更換原有金屬材質(zhì),具有廣闊的市場前景和顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
3、大力推廣海水沖廁技術(shù)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(jié)約水資源的一項(xiàng)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(dá)2億m3,占全部沖廁用水的80%。我國經(jīng)過"九五"攻關(guān),在海水凈化、管道選用、防海生物附著、系統(tǒng)測漏、高含鹽量污水的微生物法處理污水等關(guān)鍵技術(shù)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(jìn)行示范并推廣,對于沿海城市充分開發(fā)利用海水資源,節(jié)省淡水資源,今后城市的發(fā)展與建設(shè)都是一種良好的選擇。
三、加快海水利用產(chǎn)業(yè)化的幾點(diǎn)建議
為推動(dòng)海水淡化和海水直接利用的產(chǎn)業(yè)化,建議國家盡快制定海水利用發(fā)展規(guī)劃并進(jìn)一步加大投入。1、國家已將海水淡化列入國家十五發(fā)展綱要。建議在此基礎(chǔ)上盡快制定國家和地方海水淡化與海水直接利用發(fā)展規(guī)劃,通過科學(xué)規(guī)劃,有序?qū)嵤,啟?dòng)新的海洋經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。2、加大投入力度和政策引導(dǎo)力度,培育和引導(dǎo)市場的發(fā)育,使我國的海水淡化與海水直接利用盡快形成規(guī)模,除解決國內(nèi)水資源短缺問題外,參與國際競爭。目前,國外的技術(shù)在不斷的撞擊著國內(nèi)市場,國際市場給我們展示了巨大商機(jī),國際性的水資源危機(jī)是我們發(fā)展這項(xiàng)產(chǎn)業(yè)的良好機(jī)遇。3、分步實(shí)施,發(fā)展海水淡化與海水直接利用產(chǎn)業(yè)應(yīng)分三步走。
第一步,盡快建立具有一定規(guī)模的擁有全部或部分知識(shí)產(chǎn)權(quán)的海水淡化、海水作為循環(huán)冷卻水。海水沖廁示范工程,為國內(nèi)外的需求用戶提供看得見、摸的著的樣板。
第二步,在此基礎(chǔ)上,選擇沿海缺水城市的一部分建立海水綜合利用示范區(qū),從居民引用水、工業(yè)用純水、工業(yè)循環(huán)冷卻水、居民沖廁用水等不同層次和需要上,解決局部地區(qū)因缺淡水而制約著城市發(fā)展,工業(yè)生產(chǎn)問題和居民生活質(zhì)量的問題。
第三步,通過海水綜合利用示范區(qū)成功的運(yùn)行,從而大面積推廣應(yīng)用海水利用技術(shù)。無論是從發(fā)展戰(zhàn)略還是戰(zhàn)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(xù)利用為沿海缺水城市的可持續(xù)發(fā)展和國家安全提供水資源的安全保證。綜上所述,國家應(yīng)進(jìn)一步加大扶持力度,引導(dǎo)培育海水利用這一新興海洋產(chǎn)業(yè)大市場,沿海地區(qū)綜合利用海水淡化、海水冷卻、海水沖廁等技術(shù),建立一定規(guī)模的示范區(qū),系統(tǒng)科學(xué)的部署,再配之以水價(jià)政策的合理運(yùn)用,就可以為迅速大規(guī)模的利用海水打下基礎(chǔ),把海水利用這一新興海洋產(chǎn)業(yè)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(jì)沿海城市可持續(xù)發(fā)展提供水資源安全保障。
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