我国大型海水淡化工程建设运营现状及制约因素分析

王锐浩,黄鹏飞,王生辉

(自然资源部 天津海水淡化与综合利用研究所，天津 300192)

海水淡化作为水资源的开源增量技术，具有“不淹地、不移民、不争水、不受气候影响”的特点，其供水保证率和供水水质不受地理位置、环境状态、气候条件以及社会等因素的影响，已成为沿海缺水地区和海岛解决水资源短缺问题的重要途径[1]。大型海水淡化工程主要是指规模在每日万吨级及以上的海水淡化工程，近年来，我国海水淡化年增长率超过8%，产能规模增长主要来自于新建万吨以上级别的大型工程。根据《2017年全国海水利用报告》，截止2017年底，我国大型海水淡化工程共有36个，工程规模105.96万t/d，占全国海水淡化总规模的89.11%[2]。从淡化工艺来看，大型海水淡化工程主要以反渗透海水淡化技术为主，约占全部大型海水淡化工程的66.07%；从地区分布来看，主要分布在天津、浙江、山东等沿海地区，从用途来看，主要分为工业用水和市政用水两大类。文章从大型海水淡化工程入手，以不同用途的大型海水淡化工程的建设运营现状为例，进行分析总结，找出制约大型海水淡化工程建设运营的主要因素，并提出相应对策。

1 我国大型海水淡化工程建设运营现状

我国大型海水淡化工程产品水的终端用户主要分为两类：一类是工业用水，另一类是生活用水。其中工业用水分为企业自用、工业园区“点对点”供水两类，生活用水分为城市市政用水和海岛居民用水两大类。在实际运行中，根据工程产水用途不同，建设运营状况也不尽相同。其中工业用海水淡化工程建设运营状况通常较好，产水量可达到设计规模的60%以上；城市市政供水海水淡化工程因受进入市政管网的限制，实际产水量较低；海岛居民用海水淡化工程则通常根据需求量进行季节性运营。

1.1 首钢海水淡化工程—企业自用

首钢京唐公司海水淡化工程是由该公司依托自身优势自主设计、自主制造、自主建设、自主运营的[3]。一期设计规模为5万m3/d，包括4套1.25万t/d主体装置，采用低温多效(LT-MED)海水淡化工艺。该工程自建成至今一直处于满负荷稳定运行的状态，实际产水为5万m3/d，每年可生产约1 800万m3淡水，占京唐钢铁厂淡水使用总量的50%左右。首钢京唐公司将海水淡化产生的浓盐水输送至化工企业，将浓盐水脱钙脱镁，进行化工制碱，构建了海水淡化和盐化工相结合的浓海水综合利用模式，不仅解决了浓盐水的排放问题，还带来一定的经济效益，有效地降低了海水淡化的综合成本，取得了较大的社会效益和环境效益，为海水淡化在沿海钢铁、石化、电力等行业大规模发展应用起到了示范引领作用[4]。

1.2 天津新泉海水淡化工程—工业园区点对点供水

天津新泉海水淡化工程坐落于天津市大港区海洋石化园区内，项目投资方为新加坡凯发集团属下的天津大港新泉海水淡化有限公司，并由其负责设计、建造，拥有和营运海水淡化厂(期限30 a)。项目总建设规模为15万m3/d，主要为满足在大港落户的石化大企业和大港海洋园区内的企业用水，缓解区域用水紧张状况。其中，一期建设规模为10万m3/d，采用反渗透海水淡化技术，一期工程于2009-06投产，主要为中石化天津分公司百万吨乙烯炼化一体化项目配套供水，现运营良好，日供水量在7万m3～8万m3，产能达到70%～80%。

1.3 浙江六横海水淡化工程—海岛居民供水

浙江六横岛海水淡化工程是舟山市最大的海水淡化工程，由华东勘测设计研究院和当地政府共同投资兴建，由六横水务集团进行运营。总投资为7.4亿元，设计规模为10万m3/d，采用反渗透海水淡化工艺。现已建成规模为5.25万m3/d。生产淡化水直接进入市政管网，与水库水掺混后供当地居民饮用。工程采取按需运营、季节性运行的方式，根据用水量变化，随时调整淡化水供应量。该海水淡化工程目前运营良好，主要原因有两个，一是浙江省对海水淡化用电由工业用电转为农业生产用电，降低了海水淡化制水成本；二是浙江省财政每年都对淡化工程运行的经营性亏损按照实际额度进行补贴，保证经营现金流。

1.4 青岛百发海水淡化工程—城市市政供水

青岛百发海水淡化工程是目前我国最大的市政海水淡化项目，由西班牙百菲萨公司、青岛碱业股份有限公司、青岛海润自来水集团有限公司共同投资，由青岛海润自来水集团有限公司进行运营，总投资金额为1.09亿欧元(约1.51亿美元)，设计规模10万t/d，采用双膜法海水淡化技术。生产淡化水计划全部接入青岛市市政管网，纳入居民生活用水。通过向自来水原水中掺混的方式，百发海水淡化工程于2017-07首次满负荷运行，在青岛市原水供应 5%依靠客水的不利条件下，缓解了青岛城市供水的紧张形势[5]。该项目也是我国首个实现满负荷运行的万吨级海水淡化项目。

1.5 天津北疆海水淡化工程—城市市政供水

国投北疆电厂项目是国家首批循环经济试点项目，采用“发电—海水淡化—浓海水制盐—土地节约整理—废弃物资源化再利用”循环经济模式[6]。天津国投北疆电厂海水淡化工程是与其发电项目一期工程配套建设的，总投资约20亿元，一期海水淡化产水规模为20万m3/d，于2010-10投产，采用低温多效海水淡化工艺。海水淡化作为北疆电厂发电工艺系统中的关键环节，起到承上启下的作用。利用电厂电力，产生的大量低压蒸汽以及海水取排水设施生产淡水，生产淡化水计划10%用于电厂自用，40%供给汉沽自来水水厂，与自来水以1 ∶3的比例混合后进入汉沽市政管网供给城市用水，其余50%直供给工业用户。该海水淡化工程目前处于亏损状态，虽已并入市政管网，但供水量仅达预期的20%，大量产能闲置。

综合情况见表1。

表1 国内典型大型海水淡化工程建设运营情况表Tab.1 Construction and operation table of domestic typical large-scale desalination project

2 大型海水淡化工程建设运营制约因素分析

2.1 海水淡化项目建设投资和运营成本相对较高，海水淡化制水企业很难盈利

我国大型海水淡化工程由于规模相对较大，项目投资水平也相对较高。根据国内设计技术和条件，对于低温多效海水淡化工程，万吨级海水淡化工程吨水投资成本约为7 000元/t·d～10 000元/t·d，对于反渗透海水淡化工程，万吨级海水淡化工程投资约为6 000元/t·d～8 000元/t·d[7]，占用资金量较大。目前,我国大型海水淡化工程主要依靠企业自主投资和银行贷款，仅有部分市政供水工程可获得政府补贴，需要支付大量的利息成本。据统计，我国万吨级以上低温多效海水淡化工程产水成本约为5.51元/t～7.43元/t，万吨级以上反渗透海水淡化产水成本约为4.03元/t～6.79元/t[7]，均高于我国现行自来水价格，使得海水淡化毫无优势。此外，与自来水有国家补贴不同，我国大型海水淡化建设运营主要依靠市场调节，这就造成了我国已建大型海水淡化工程很难盈利甚至处于亏损状态，商业投资价值不高，从而在一定程度上制约了各种资本对海水淡化工程项目的投入。

2.2 海水淡化项目供需不能实现有效对接，配套管网建设存在滞后性

海水淡化供需不能实现有效对接主要表现在两个方面，一是海水淡化建设规模与用户实际需求之间对接不够充分，通常存在一定的误差；另外一方面则是表现在海水淡化供水管网建设滞后，产品水输出困难。明确用户需求是确定海水淡化工程规模的首要因素，如果在海水淡化工程建设之前未确定目标用户用水量或入网的基本水量，将会出现淡化工程建好后水售不出去、工程投资不能回收的情况。但在实际应用中，常常由于规划变动或者其他原因造成海水淡化工程的目标用户实际用水量与预计用水量存在一定程度的误差，从而导致海水淡化工程供水量与实际需求量不匹配的现象，造成海水淡化工程产能不足甚至闲置。由于受成本限制，大型海水海水淡化工程对外供水范围较窄，富裕的淡化水另寻供水出路较为困难[8]。此外，输水管网的建设也是制约海水淡化项目建设运营的关键因素，相对工程建设而言，输水管网的建设往往具有滞后性，若海水淡化工程运营单位与管网无法形成有效衔接，不能满足产品水的输送需求，也会限制海水淡化工程的运营。

2.3 海水淡化项目扶持政策较为宏观，缺乏具体可操作政策

海水淡化作为沿海地区和海岛水资源短缺的重要途径，日益受到党和国家的重视及社会各界的关注，我国虽然将海水淡化列入国民经济和社会发展、战略性新兴产业、节能减排和循环经济、海洋事业等一系列国家重要规划、法规及重要文件中，但出台的指导性政策多为宏观层面的指导性、纲领性文件，可操作性较差，且不具备法律约束性。除了税法规定的海水淡化企业可享受所得税三免三减半以外，其他优惠政策大多为地方政府出台的扶持政策。如：浙江省政府将本省海水淡化用电由工业用电价格转为农业用电价格，并对海水淡化工程建设运营进行资金补助和产水成本补贴；山东省政府将省内海水淡化项目用电价格按照非居民用电价格执行，并对市政用水海水淡化项目售价与成本差额给与财政补贴；河北省则给予国华沧电海水淡化企业“增加发电时数，以电补水”的扶持政策。这些扶持政策均在一定程度上降低了海水淡化成本，为海水淡化工程的稳定运营提供了保障，但尚未在全国进行实行推广。

2.4 宣传普及力度不够，社会公众对海水淡化存在认知偏见

社会公众对海水淡化认知程度和态度也是影响海水淡化项目建设和运营的重要因素。海水淡化作为新鲜事物，由于宣传和普及力度不够，导致社会公众对其认知和接受程度较低，存在一定程度的顾虑，尤其是进入市政管网的淡化水，由于淡化水纯度较高，硬度、碱度等指标较低，在输送管网中稳定性较差，遇到铸铁管、水泥管及供水压力、方向变化时容易出现黄水现象，影响自来水的感官印象。部分人误认为饮用淡化水会对身体健康造成影响，对淡化水的饮用存在抵触心理。此外，社会公众对水资源短缺的形势认识不够，虽然我国绝大大数地区水资源短缺形势已经十分严峻，但由于可采用调水、开采地下水等其他方式进行补充，导致了社会公众未认识到缺水的严重性，从而也就对海水淡化丧失了一定的兴趣，甚至认为海水淡化工程的建设可有可无。这也在一定程度上导致了社会公众对海水淡化热情不够、影响了大型海水淡化工程的建设和运营。

3 我国发展海水淡化工程的对策及建议

3.1 积极发展海水淡化技术，降低海水淡化成本

经过多年的发展，我国海水淡化技术已经达到或接近国外先进水平，但总体而言，一些核心技术还没有完全掌握，关键技术、部件仍然依赖进口。目前国内已建成的大型海水淡化工程几乎全部采用国外技术[9]，这也是工程投资和成本偏高的主要原因之一。因此，我国应积极支持与海水淡化相关的关键基础材料、核心基础零部件、先进基础工艺、产业技术基础“四基”水平的提升，增强海水淡化基础技术创新能力，提高海水淡化产业整体素质和核心竞争力[10]；加大对海水淡化基础技术研发的支持力度，引导产业投资基金和创业投资基金投向海水淡化项目，提升海水淡化技术装备水平；发展海水淡化装备先进制造技术，提升关键零部件和成套装置制造能力，提高装备使用寿命和能效水平，从而降低海水淡化工程建设投资和成本。

3.2 做好海水淡化项目供需衔接，完善配套管网建设

做好海水淡化项目的供需衔接，在确定海水淡化工程建设规模之前提前做好需求分析工作，充分对接淡化工程建设和用户需求，确定目标用户和用户需求水量，尽量保持供需一致，避免淡化工程出现产能过剩或者闲置的现象。对于工业企业，鼓励沿海地区有条件利用海水的工业企业和新增工业企业使用海水淡化水，提高淡化水对工业供水量的贡献率；对于市政供水，建立水资源统筹协调机制，将地表水、地下水、外调水和淡化水的输送、配置与供给进行统一规划，推进海水淡化水在市政社会供应的规模和能力。对于产能过剩或者闲置的海水淡化企业，积极联系下游企业、开发多目标用户、与海水淡化水接收用户对接、加快建设海水淡化输水管道等，提高海水淡化水的输送与应用，提高实际产水量。完善配套管网建设，保证项目建设单位与配套管网的有限衔接，保证海水淡化产品水的输送。

3.3 出台具体的、可操作性强的扶持政策

将淡化水纳入水资源统一管理规划，明确其在水资源配置特别是在市政供水中的作用，保障其作为海岛新增供水的第一水源，沿海地区供水的补充水源和战略储备的地位。加大对大型海水淡化工程尤其是市政供水为主要目的的海水淡化工程的投资力度，实施金融和价格支持政策，鼓励金融机构在风险可控和商业可持续的前提下，创新信贷品种和抵质押方式，加大对海水淡化项目的信贷支持；支持符合条件的海水淡化企业采取发行股票、债券等多种方式筹集资金，拓展融资渠道；引导民间资本合理、规范地进入海水淡化产业。效仿山东、浙江等地的做法，为大型海水淡化工程提供建设补助、水价补贴、优惠电价等扶持政策；建立科学合理的淡化水水价形成机制，提高供水企业使用淡化水的积极性[11]。

3.4 加大宣传力度

加强舆论宣传引导，营造推进海水利用规模化应用的良好社会氛围。充分利用广播、电视、报刊、互联网等各种宣传媒体，开展形式多样的宣传活动，发挥科普教育基地作用，提高公众的水资源忧患意识和海水利用的战略认识[12]。普及海水淡化知识，公开海水利用相关信息，加强海水淡化技术及成功示范案例的宣传，消除公众对海水淡化水作为饮用水源的疑虑，提高对海水淡化水的接受程度。要将海水淡化的原理、工艺流程、国内外应用情况、发展历程等进行宣传，也可在不影响生产、保证安全的前提下，将淡化厂打造成科普教育基地，对公众开展体验式科普，让公众了解海水变成淡水的每一步历程，从而更深层次地了解海水淡化。