□李菲
海水淡化是从源头增加水资源量的有效手段,是解决我国淡水资源匮乏的战略选择。“十一五”以来,我国海水淡化产业在规划政策、技术创新、试点示范等措施的有力支撑下,一直处于快速增长期。经济总量大、人口密度高的沿海地区已成为发展海水淡化产业的主战场。截至2016年底,我国沿海九省市已建成海水淡化工程131个,工程规模118.81万吨/日。开展这一领域的省市比较,对于把握我国海水淡化产业发展的空间布局、特征与态势具有重要的意义。
海水淡化工程规模相差悬殊。依据《2016年全国海水利用报告》的数据,以工程规模(吨/日)1万吨以下、10万吨以下和10万吨以上三个标准来衡量,九省市已建成的海水淡化工程规模可分为三个层次:第一层次是天津、山东、浙江、河北四省市,其工程规模在17-31万吨/日之间;第二层次是辽宁、广东、福建三省,其工程规模在1-8万吨/日之间;第三层次是江苏、海南两省,其工程规模较小,约在2500-5000吨/日之间。九省市海水淡化工程规模相差较为悬殊(见表1)。上述情况,一方面是由各省自然地理条件、用水需求与用户特点等多方面的原因所导致;另一方面,也相当程度地说明了沿海地区进一步发展海水淡化产业的巨大潜力。
海水淡化工程应用领域各具特色。纵观沿海九省市海水淡化工程的应用指向与终端用户,大致可以分为三类:终端基本为工业用水。包括北方的天津、辽宁、河北和南方的广东、福建五省市。截至2016年,天津、辽宁、河北三省市已建成的工业用海水淡化工程规模占比分别达99.7%、96.1%和71.2%,而南方的广东、福建两省,这一比例也分别高达99.6%和97.9%。关于我国海水淡化工程区域分布的特点,多年的提法是:北方以大规模的工业用海水淡化工程为主、南方以民用海岛海水淡化工程居多,但这一格局正在发生新的变化。
终端基本为生活用水。主要是海南、江苏两省。海南省属于海岛型海水淡化,主要满足驻岛军民的用水需求。江苏省建成的新能源海水淡化工程,日产水量为5000吨,主要生产瓶装和桶装的纯净水。
终端以市政和工业用水并重。主要是浙江、山东两省。多年来,浙江海水淡化工程一直以市政用水为主,主要为海岛居民生活服务,但近年这一情况已发生了变化。首先,从工程项目数看,海岛型民用海水淡化工程仍占多数。2016年,其占比仍高达85%。其次,从工程规模看,由于2014-2015年有5个电水联产工程相继建成,导致产水规模已从原先的市政用水为主演变为工业用水为主。2016年,浙江海水淡化工程规模为22.78万吨/日,其中7个电水联产工程规模为13.16万吨/日,占比达58%。这一变化显示了浙江海水淡化工程应用的双重属性:一方面,众多中、小型海水淡化工程,满足了海岛居民的生活用水需要;另一方面,少数电水联产的大型海水淡化工程,在解决工艺用水或锅炉补给水供给的同时,还扩大了沿海地区的淡水资源,促进了水资源结构的优化。山东省情况有些类似。除12个海岛海水淡化项目外,作为市政用水的青岛百发海水淡化工程产水规模为10万吨/日。2016年,市政用水和工业用水的占比分别为39%和61%。
在上述总体分类比较的基础上,进一步梳理各省市海水淡化产业发展的个体特征,分述如下:
天津。截至2016年底,天津已建成海水淡化工程8个,产水规模31.72万吨/日,位列全国各省市第一。其特点:一是海水淡化起步早,建于1989年的天津大港电厂海水淡化工程,为我国第二座海水淡化工程。二是工程项目少而规模大,其中北疆电厂、大港新泉等三个海水淡化工程的规模就达30万吨/日,占天津海水淡化工程总规模的95%。
山东。截至2016年底,山东已建成海水淡化工程27个,产水规模28.20万吨/日,工程数与总规模均名列全国第二(其中百发、董家口两项工程各为10万吨/日)。其特点:一是发展态势稳定均衡,自2000年起,几乎每年都有几个工程建成。二是各类用途的海水淡化工程一应俱全,其终端用户包括火电、核电、钢铁、化工、机电等企业以及船用、海岛居民用水等方面。
表1 2016年我国沿海已建成的海水淡化工程规模
表2 各省海岛海水淡化工程建设情况
浙江。截至2016年底,浙江已建成海水淡化工程41个,产水规模22.78万吨/日,工程数占全国近三分之一,产水规模占全国近五分之一。其特点:一是海岛型海水淡化规模在全国占有举足轻重的地位。到2016年底,全省共建成海岛海水淡化工程35个,形成海水淡化能力12.0万吨/日,分别占全国的46.67%和88.55%(见表2),在增强海岛水资源保障能力方面,发挥着示范引领和标杆作用。二是海水淡化产业发展试点种类多,成效显著。在全国第一批8家海水淡化产业发展试点单位中,浙江占了3家,分别是试点城市、产业基地和试点海岛。这既是对浙江经验的肯定,也是对浙江的期望和要求。
河北。截至2016年底,河北已建成海水淡化工程7个,产水规模17.35万吨/日,位列全国各省市第四。河北的第一个海水淡化工程建于2005年,虽然起步较迟,但单项工程技术起点高、规模大、效益好。7个建成的海水淡化工程规模,除1个热电厂为6000吨/日外,其余都在万吨以上,并取得了较好的经济、社会、生态效益。其中:黄骅电厂海水淡化Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期工程总规模为5.75万吨/日,在满足自身需求的同时,已对周边大型企业规模供水,外供水能力近4万吨,被誉为渤海新区企业用户的“第一水源”。此外,规模为5万吨/日的曹妃甸北控阿科凌海水淡化工程,是京唐两地合作产物,也是河北海水淡化水进京的一个起步工程。
辽宁。辽宁海水淡化工程起步于1999年,经过10年的发展,到2010年底,辽宁已建成海水淡化工程15项,产水规模8.77万吨/日。其显著特点是工业用水为主,涉及电厂、热电厂、核电厂、石化园区等终端用户;民用海岛海水淡化工程5项,产水规模3444吨/日,仅占3.9%。需要探究的是,2010年后辽宁未有新的海水淡化工程建成。
广东。截至2016年底,广东已建成海水淡化工程10个,产水规模8.12万吨/日。广东海水淡化起步较早,1990年建成的广东深圳大亚湾电厂海水淡化装置,为我国第三座海水淡化工程。特别是2015年、2016年,建成日产水量达5万吨的海水淡化工程3项。包括宝钢广东湛江钢铁基地Ⅰ、Ⅱ期低温多效海水淡化工程和汕尾华润海丰电厂海水淡化工程,使广东海水淡化上了新台阶。
福建。福建海水淡化工程,主要建于“十一五”时期。截至2016年底,已建成海水淡化工程6个,产水规模1.10万吨/日。其中:2010年建成的宁德核电厂海水淡化工程规模为1.08万吨/日,5个海岛型海水淡化装置规模仅为231吨/日,呈现出“一厂独大”特点。
江苏。江苏海水淡化起步晚、项目少。于2011年建成第一个海水淡化装置后,目前共建成海水淡化工程2个,产水规模5100吨/日。其中,第二个项目既不是提供工业用水,也不是市政用水,而是构建非并网风电海水淡化集成系统,直接生产瓶装、桶装纯净水,实现商业化经营。
海南。截至2016年底,海南已建成海水淡化工程15个(其中14个在西沙和东沙等群岛),产水规模2565吨/日。海南海水淡化的规模虽小,但西沙永兴岛是我国第一座海水淡化工程的诞生地,该工程建于1981年,规模为200吨/日。同时,海南的海水淡化工程在保障海岛军民的用水安全,强化边远海岛地区军民固边守戌能力和维护国家海洋权益等方面,显示着十分重要的作用。
由于工业用水需求,天津、山东、河北、辽宁等北方四省市海水淡化规模(86.04万吨/日)远大于浙江、广东、福建、江苏、海南等南方五省规模(32.77万吨/日)。沿海地区进一步发展海水淡化产业的潜力巨大,但关键是不断提高海水淡化工程的经济、社会、生态效益。
沿海缺水城市、产业园区海水淡化呈现规模化应用趋势;海岛地区海水淡化则是因岛制宜,分类建设大中小不同规模的海水淡化装置;要从加强海防安全,维护国家海洋权益的战略高度,全力支持海南省边远海岛的海水淡化工程。此外,山东、浙江、河北等省海水淡化产业发展历程与经验值得关注和总结。