1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上我國(guó)海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇及挑戰(zhàn)分析1、海水淡化是緩解21世紀(jì)水資源緊缺局面的重要手段世界范圍內(nèi)的水資源緊缺一直是困擾人類社會(huì)的重大問(wèn)題。早在2002年的南非約翰內(nèi)斯堡可持續(xù)發(fā)展世界首腦會(huì)議上，水問(wèn)題即被列為五大可持續(xù)發(fā)展的世界性挑戰(zhàn)之首。根據(jù)2006年聯(lián)合國(guó)頒布的人類發(fā)展報(bào)告，全球有約1/5的人口生活在水資源緊缺的環(huán)境中，同時(shí)還有約1/4的人口由于經(jīng)濟(jì)技術(shù)的限制而導(dǎo)致生活缺水。伴隨著人口增長(zhǎng)和人均用水量的激增，未來(lái)用水需求將面臨持續(xù)增長(zhǎng)，再考慮到目前水資源的退化情況（地下水過(guò)度開(kāi)采，地表徑流減少及水污染等），用水緊張的局面將愈演愈烈。根據(jù)聯(lián)合國(guó)秘書(shū)長(zhǎng)潘基文在2013年

2、的全球水峰會(huì)上預(yù)測(cè)，到2030年，全球用水需求將增長(zhǎng)40%，屆時(shí)全球一半的人口都將面臨水資源短缺的威脅。我國(guó)水資源緊缺的情況同樣也不容樂(lè)觀，根據(jù)住建部的統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)657個(gè)城市中已經(jīng)有三百多個(gè)屬于聯(lián)合國(guó)人居環(huán)境署評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中的“嚴(yán)重缺水”和“缺水”城市。毫不夸張地說(shuō)，保障水資源供給既是我國(guó)當(dāng)前推進(jìn)城鎮(zhèn)化建設(shè)的戰(zhàn)略需求，更是未來(lái)支撐我國(guó)社會(huì)下一輪經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略保證。從海水中大規(guī)模獲取淡水是人類千百年來(lái)希望實(shí)現(xiàn)的設(shè)想。美國(guó)總統(tǒng)肯尼迪在上個(gè)世紀(jì)中期曾指出，從服務(wù)人類的角度來(lái)看，如果能夠以較低的成本實(shí)現(xiàn)海水淡化，那將是使其他任何科學(xué)成就都黯然失色的偉大進(jìn)步。面對(duì)當(dāng)前水資源短缺的嚴(yán)峻局面，考慮到水資源的

3、稀缺性和不可替代性，海水淡化以拓展可利用水資源總量為突出特征，是緩解21世紀(jì)水資源緊缺局面的重要手段。2、海水淡化行業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)次技術(shù)大突破近五十年來(lái)，海水淡化行業(yè)在世界范圍內(nèi)得到迅速發(fā)展。中投顧問(wèn)在2017-2021年中國(guó)海水淡化產(chǎn)業(yè)投資分析及前景預(yù)測(cè)報(bào)告中指出，隨著熱法和膜法等海水淡化工藝的商業(yè)化，海水淡化工程規(guī)模不斷上升。如圖1所示，以多效蒸餾（Multiple-EffectDistillation，MED）和多級(jí)閃蒸（Multi-StageFlash，MSF）為代表的熱法海水淡化工藝在上個(gè)世紀(jì)70年代問(wèn)世后，在80年代的中東地區(qū)首次得到大量應(yīng)用。從90年代起，反滲透（ReverseOsmo

4、sis，RO）工藝也實(shí)現(xiàn)歷史性的技術(shù)突破，隨著反滲透膜材料脫鹽率和產(chǎn)水量的提高、核心裝置包括高壓泵和能量回收裝置的面世、以及大規(guī)模淡化廠系統(tǒng)集成技術(shù)如三個(gè)中心的成熟，反滲透膜法海水淡化逐步取代熱法成為海水淡化市場(chǎng)的主流工藝。目前全球海水淡化總規(guī)模在7000萬(wàn)m3/d左右，共計(jì)1萬(wàn)6千余座淡化水廠。其中，約60%產(chǎn)能采用的是RO工藝，而熱法工藝占大約34%，其中包括在行業(yè)統(tǒng)籌條件下實(shí)現(xiàn)的熱膜耦合工藝。3、工程規(guī)模大型化是海水淡化行業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)日益增長(zhǎng)的水資源需求決定了當(dāng)前世界海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出工程規(guī)模大型化的特點(diǎn)。目前，海水淡化的成本已經(jīng)持平甚至低于長(zhǎng)距離跨區(qū)域調(diào)水，海水淡化行業(yè)也已經(jīng)擺脫

5、了早先僅僅為海島或其他特殊情況供水的角色，成為人類社會(huì)重要的供水渠道之一。經(jīng)過(guò)三十余年的不斷發(fā)展，以反滲透膜工藝為代表的海水淡化廠的常見(jiàn)規(guī)模已經(jīng)從早先的1噸/天-5萬(wàn)噸/天，發(fā)展到如今的10萬(wàn)噸/天乃至超過(guò)40萬(wàn)噸/天。大型化的海水淡化廠已經(jīng)成為未來(lái)海水淡化廠建設(shè)的新常態(tài)。目前世界范圍內(nèi)超過(guò)40萬(wàn)噸/天的海水淡化廠已經(jīng)有十余座，且基本都在2009年后建成。相應(yīng)的，適用于大型海水淡化廠的16英寸大直徑反滲透膜組件也得以開(kāi)發(fā)，以取代原有的常規(guī)8英寸膜組件，單位組件的產(chǎn)水能力約增長(zhǎng)為原組件的4倍。世界上首例使用16英寸大組件的海水淡化廠，正是目前世界規(guī)模最大的以色列Sorek海水淡化廠，其規(guī)模超過(guò)5

6、0萬(wàn)噸每天。4、系統(tǒng)設(shè)計(jì)大集成是海水淡化行業(yè)發(fā)展的新特征海水淡化工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)大集成的發(fā)展趨勢(shì)主要出于追求更低系統(tǒng)能耗的考慮。目前主流的反滲透膜法工藝包括取水、預(yù)處理、反滲透脫鹽、泵系統(tǒng)、能量回收、后處理、濃鹽水處理等流程，其中反滲透脫鹽環(huán)節(jié)是主要的耗能過(guò)程。早期反滲透脫鹽環(huán)節(jié)的能耗非常高，在1970年高達(dá)15kWh/m3-17kWh/m3。近年來(lái)反滲透工藝實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破，具體表現(xiàn)為膜材料性能的提高、能量回收裝置的廣泛采用和高效高壓泵的發(fā)展，反滲透環(huán)節(jié)的能耗也隨之大幅降低。2008年的典型海水淡化工程實(shí)現(xiàn)了反滲透脫鹽環(huán)節(jié)的能耗穩(wěn)定在1.8kWh/m3，該數(shù)值已經(jīng)接近最低理論能耗（含鹽35000p

7、pm的海水以50%回收率計(jì)算，脫鹽的最低理論能耗約為1.06kWh/m3），且在工藝總體能耗中所占比例已經(jīng)可以低于50%。這一方面說(shuō)明以反滲透脫鹽環(huán)節(jié)的能耗已經(jīng)降低到了比較低的水平，進(jìn)一步下降的空間有限，另一方面從側(cè)面說(shuō)明降低海水淡化總體能耗需要從系統(tǒng)集成的角度出發(fā)，利用高級(jí)調(diào)控技術(shù)，綜合提高系統(tǒng)效率，從取水、預(yù)處理、后處理等各個(gè)流程環(huán)節(jié)尋求突破，這也凸顯了未來(lái)海水淡化廠系統(tǒng)集成化的發(fā)展趨勢(shì)。未來(lái)大型甚至超大型海水淡化廠的建設(shè)更迫切需要高級(jí)系統(tǒng)集成技術(shù)的支持。此外，在傳統(tǒng)反滲透過(guò)程脫鹽環(huán)節(jié)能耗已經(jīng)接近理論最低值的情況下，為了進(jìn)一步降低能耗，除了通過(guò)加強(qiáng)系統(tǒng)集成、提高系統(tǒng)效率外，開(kāi)發(fā)新型脫鹽技術(shù)

8、在促進(jìn)未來(lái)海水淡化行業(yè)的發(fā)展上顯示出巨大潛力。目前，包括正滲透技術(shù)、膜蒸餾、仿生膜材料等新型脫鹽技術(shù)的研發(fā)都取得長(zhǎng)足進(jìn)展。5、產(chǎn)業(yè)中心大轉(zhuǎn)移是海水淡化行業(yè)發(fā)展的新階段世界海水淡化行業(yè)中心正在悄然發(fā)生著從中東地區(qū)遷往亞太地區(qū)的大轉(zhuǎn)移。歷史上，海水淡化產(chǎn)業(yè)最早在中東地區(qū)得到長(zhǎng)足發(fā)展，尤其以熱法和熱膜耦合工藝為典型在中東各國(guó)得到大量應(yīng)用，這可以視為世界海水淡化行業(yè)發(fā)展的第一個(gè)階段?？梢钥吹剑袞|的淡水需求和歐美的技術(shù)支持主導(dǎo)了該階段的發(fā)展，比如商務(wù)市場(chǎng)主要由以色列的IDE和法國(guó)的SIDEM等公司所主導(dǎo)。近年來(lái)，亞洲（中國(guó)、新加坡、印度、日、韓）、歐洲（西班牙、阿爾及利亞）、北美（美國(guó)）以及大洋洲（澳

9、大利亞）等地區(qū)的海水淡化行業(yè)發(fā)展迅速，尤其是亞太地區(qū)既存在人口和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)帶來(lái)的水資源需求，又擁有較強(qiáng)的海水淡化技術(shù)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，在世界海水淡化行業(yè)新興市場(chǎng)中顯示出巨大活力。隨著海水淡化研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)研發(fā)中心不斷在亞太地區(qū)成立，世界海水淡化行業(yè)中心逐步向亞太地區(qū)傾斜，這可以視作世界海水淡化發(fā)展的第二階段。在此新階段，亞太地區(qū)的海水淡化需求和技術(shù)都得到長(zhǎng)足發(fā)展。目前，新加坡已經(jīng)成功推動(dòng)以反滲透為主導(dǎo)的技術(shù)工藝，海水淡化成為國(guó)內(nèi)四大供水渠道之一。在行業(yè)市場(chǎng)上，新加坡凱發(fā)集團(tuán)、日本東麗公司、韓國(guó)斗山重工、印度WABAG集團(tuán)等亞太公司都已經(jīng)積累了可觀的海水淡化業(yè)績(jī)，背后反映出亞太各國(guó)海水淡化產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展之勢(shì)

10、。6、組織大型聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)是亞太地區(qū)各國(guó)發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)的新格局以日本、韓國(guó)為代表的亞太諸國(guó)都充分意識(shí)到世界海水淡化產(chǎn)業(yè)格局的變化，以及在這一新歷史時(shí)期下所帶來(lái)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，因此不約而同地形成了大型海水淡化聯(lián)合攻關(guān)的新格局，及擬通過(guò)聯(lián)合科技攻關(guān)的方式應(yīng)對(duì)支持海水淡化大時(shí)代的發(fā)展和挑戰(zhàn)，大型化的海水淡化聯(lián)合攻關(guān)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。日本將培育海水淡化產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力提高到國(guó)家戰(zhàn)略層面。日本政府在2000年提出“50年內(nèi)產(chǎn)生30名左右的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者”的目標(biāo)后推出了“世界尖端科技研發(fā)項(xiàng)目（Funding Program for World Leading Innovation R&D on Scienc

11、e&Technology，F(xiàn)IRST項(xiàng)目）”，遴選了30個(gè)有可能在未來(lái)3到5年沖擊世界一流水平的科研團(tuán)隊(duì)及領(lǐng)軍科學(xué)家，投入2000億日元科研經(jīng)費(fèi)(約合160億人民幣)。其中，針對(duì)未來(lái)大規(guī)模海水淡化需求的“百萬(wàn)噸級(jí)別綜合海水淡化系統(tǒng)研究（Mega-tonwater system）”即為該計(jì)劃支持的項(xiàng)目之一。項(xiàng)目由曾擔(dān)任亞太脫鹽協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)的栗原優(yōu)（Masaru Kurihara）主持，分別針對(duì)反滲透脫鹽過(guò)程（高效大型分離膜研究、海水取水技術(shù)、正滲透膜發(fā)電技術(shù)、高效能量回收裝置研究、低成本耐腐蝕輸水管研究）和系統(tǒng)集成技術(shù)（百萬(wàn)規(guī)模大型海水淡化工程設(shè)計(jì)及優(yōu)化研究，革新的資源生產(chǎn)型海水淡化/污水整

12、合膜處理系統(tǒng)）開(kāi)展相關(guān)研究。項(xiàng)目總體目標(biāo)希望實(shí)現(xiàn)海水淡化綜合成本下降50%。項(xiàng)目同時(shí)提出了16英寸大組件、甚至24英寸超大組件的應(yīng)用研發(fā)，以及基于正滲透系統(tǒng)的海水淡化與污水處理組合系統(tǒng)的研究。韓國(guó)不僅重視海水淡化前沿技術(shù)的研發(fā)，同時(shí)格外關(guān)注本國(guó)海水淡化產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。目前以光州科學(xué)技術(shù)研究院為承擔(dān)單位，在約合9.15億元人民幣科研經(jīng)費(fèi)支持下開(kāi)展了SeaHero項(xiàng)目，對(duì)反滲透海水淡化技術(shù)從預(yù)處理到后處理進(jìn)行全流程研究。項(xiàng)目緊密聯(lián)合了韓國(guó)國(guó)內(nèi)科研院所和以韓國(guó)斗山重工為代表的具有行業(yè)領(lǐng)先實(shí)力的重要企業(yè)，注重推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展。7、我國(guó)海水淡化行業(yè)迎來(lái)大挑戰(zhàn)與大機(jī)遇共存的新時(shí)期我國(guó)早在1967至1969

13、年期間就由國(guó)家科委和國(guó)家海洋局共同組織了全國(guó)海水淡化會(huì)戰(zhàn)?！捌呶濉币詠?lái)，反滲透海水淡化技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究一直被列入國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，也曾得到863項(xiàng)目和國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題的支持。然而，雖然我國(guó)海水淡化技術(shù)研發(fā)起步很早，但行業(yè)整體一直沒(méi)有實(shí)現(xiàn)良好的產(chǎn)業(yè)化突破。面對(duì)我國(guó)海水淡化行業(yè)發(fā)展不足的現(xiàn)狀和世界海水淡化市場(chǎng)發(fā)展的新局面，海水淡化產(chǎn)業(yè)目前已經(jīng)獲得國(guó)家層面政策支持。中共十八大報(bào)告首次提出建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)，并指出我國(guó)應(yīng)“提高海洋資源開(kāi)發(fā)能力，發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)，保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境，堅(jiān)決維護(hù)國(guó)家海洋權(quán)益，建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)”。海水淡化產(chǎn)業(yè)在提供水資源的同時(shí)，還可以帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)乃至海洋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是我國(guó)海洋戰(zhàn)略的組成部

14、分。一方面，海水淡化通過(guò)擴(kuò)展水資源供給可以支持我國(guó)沿海近海地區(qū)的下一輪社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展；另一方面，海水淡化產(chǎn)業(yè)本身體量大，且具有鹽化工等上下游延伸產(chǎn)業(yè)鏈，是吸納投資、拉動(dòng)投資的理想著手點(diǎn)。2012年2月，國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布了關(guān)于加快發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)的意見(jiàn)。12月，發(fā)改委發(fā)布海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃，明確提出海水淡化是水資源的重要補(bǔ)充和戰(zhàn)略儲(chǔ)備。同時(shí)提出明確的近期發(fā)展目標(biāo)，即到2015年，我國(guó)海水淡化產(chǎn)能達(dá)到220萬(wàn)立方米/日以上，并提高海水淡化產(chǎn)業(yè)整體水平。目前，我國(guó)海水淡化大工程的建設(shè)已經(jīng)取得初步進(jìn)展，天津已經(jīng)建成亞洲最大的大港新泉海水淡化工程，河北曹妃甸建成了日產(chǎn)5萬(wàn)噸的海水淡化示范工程

15、。同時(shí)，2013年國(guó)家發(fā)改委啟動(dòng)了第一批產(chǎn)業(yè)發(fā)展試點(diǎn)地區(qū)，深圳市和浙江舟山市入選海淡試點(diǎn)城市，天津?yàn)I海新區(qū)、河北滄州渤海新區(qū)入選試點(diǎn)園區(qū)。北京、天津、大連等地也將近期工程規(guī)劃提上議程。我國(guó)海水淡化的工程建設(shè)已呈方興未艾之勢(shì)，在近期的未來(lái)，我國(guó)積累海水淡化工程量預(yù)期有望大大超出原有220萬(wàn)的規(guī)劃規(guī)模。我國(guó)海水淡化行業(yè)迎來(lái)大挑戰(zhàn)與大機(jī)遇共存的新時(shí)期。8、我國(guó)海水淡化行業(yè)發(fā)展大戰(zhàn)略的新視角近年來(lái)，為應(yīng)對(duì)海水淡化“大時(shí)代”的挑戰(zhàn)，海水淡化技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化都被推向新的戰(zhàn)略高度。筆者樂(lè)于看到北京、天津、大連等沿海近海各省市紛紛依托本地產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和市場(chǎng)需求培育促進(jìn)海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展。例如北京市通過(guò)整合北控水務(wù)

16、集團(tuán)、賽諾水務(wù)科技有限公司、清華大學(xué)等重點(diǎn)企業(yè)和科研院所，組建了“中關(guān)村新能源海水淡化技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟”，北京市科委也啟動(dòng)了“海水淡化重大科技專項(xiàng)”。然而，從國(guó)家層面尚欠缺對(duì)海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的統(tǒng)籌思考和頂層設(shè)計(jì)。參照國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)，筆者從海水淡化行業(yè)發(fā)展大戰(zhàn)略的新視角出發(fā)9、提出三大發(fā)展目標(biāo)和建議：（1）建設(shè)百萬(wàn)噸級(jí)海水淡化工程，構(gòu)成海水淡化新型產(chǎn)業(yè)大格局北京百萬(wàn)噸級(jí)海水淡化工程一期日產(chǎn)100萬(wàn)噸，其規(guī)模為世界之最。預(yù)期水廠建設(shè)投資約100億，管線投資約300億。工程遠(yuǎn)期規(guī)模預(yù)期達(dá)到日產(chǎn)300萬(wàn)噸，廠網(wǎng)積累總投資近千億元。如果再考慮海水淡化產(chǎn)業(yè)鏈下游鹽化工等產(chǎn)業(yè)，百萬(wàn)噸級(jí)海水淡化工程帶動(dòng)的投資總規(guī)

17、模可達(dá)幾千億規(guī)模。在大工程的示范帶動(dòng)作用下，海水淡化作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)有望成為名副其實(shí)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展新增長(zhǎng)點(diǎn)，形成海水淡化新型產(chǎn)業(yè)新的戰(zhàn)略格局。（2）以科技大攻關(guān)、產(chǎn)業(yè)大聯(lián)盟的形式，集聚和打造國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、世界一流的海水淡化技術(shù)綜合能力借鑒國(guó)外科技聯(lián)合大攻關(guān)的模式，通過(guò)國(guó)家層面組織重大科技專項(xiàng)，充分利用我國(guó)在經(jīng)濟(jì)，科技，以及人才領(lǐng)域的儲(chǔ)備，調(diào)動(dòng)社會(huì)有效資源，形成具有強(qiáng)大國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的海水淡化人才戰(zhàn)略高地，最終打造成國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、世界一流的海水淡化工程技術(shù)研發(fā)中心。同時(shí)，利用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的行業(yè)帶動(dòng)作用，例如美國(guó)的政府、企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)成立了致力于實(shí)現(xiàn)可接受海水淡化價(jià)格的脫鹽聯(lián)盟（ADC，affordable desa

18、lination collaboration），以成立產(chǎn)業(yè)大聯(lián)盟的形式，集聚和打造國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、世界一流的海水淡化技術(shù)綜合能力。構(gòu)建面向百萬(wàn)噸級(jí)海水淡化戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)與技術(shù)體系，主導(dǎo)海水淡化新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展利用百萬(wàn)噸海水淡化工程的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，整合海水淡化產(chǎn)業(yè)鏈上下游資源，聚集培育一批具有領(lǐng)先技術(shù)、資金雄厚、研發(fā)能力強(qiáng)的企業(yè)、水務(wù)公司和科研院所，促進(jìn)我國(guó)海水淡化產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)的發(fā)展和成熟。以發(fā)展戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的角度，從國(guó)家層面施行產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)，構(gòu)建面向百萬(wàn)噸級(jí)海水淡化戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)與技術(shù)體系，利用后發(fā)優(yōu)勢(shì)主導(dǎo)海水淡化產(chǎn)業(yè)新一輪發(fā)展，甚至影響世界海水淡化市場(chǎng)的發(fā)展。總之，我國(guó)水資源嚴(yán)重短缺，且面臨時(shí)空分布嚴(yán)重不均、水環(huán)境污染等問(wèn)題，無(wú)論從歷史上看，還是從眼下乃至未來(lái)，水資源都是影響我國(guó)社會(huì)發(fā)展的重要限制因素。因此，必須從國(guó)家戰(zhàn)略角度系統(tǒng)地考慮和統(tǒng)籌我國(guó)水資源問(wèn)題。海水淡化是水資源戰(zhàn)略的重要