科學理性看待海水淡化產業發展

　　在現有的技術水平下，海水淡化在水量、水質、成本、能耗、環保等方面都有其局限性
　　
　　從去年鬧得沸沸揚揚的“引渤入疆”開始，海水淡化引起了社會上越來越多人的關注，不少人認為海水取之不盡、用之不竭，只要大力發展海水淡化產業，我國水資源短缺的問題就會徹底解決了，有的專家學者甚至將其提到了國家戰略的高度。為此，筆者就有關問題查閱了一些文獻，咨詢了有關方面的資深專家學者，并且對青島百發海水淡化廠和天津北疆電廠進行了實地調研。筆者認為在現有的技術水平下，海水淡化在水量、水質、成本、能耗、環保等方面都有其局限性，我們應當科學理性地看待海水淡化產業的發展。
　　
　　荒謬之比
　　
　　許多人在談及海水淡化時，總是要與我國當前正在實施的最大調水工程——南水北調工程作一番比較，比什么呢？主要就是比成本，比誰更合算，往往給人以誤導。例如，為了證明所謂 “引渤入疆” 的經濟合理性，一些人曾宣稱南水北調調水成本高達20多元/噸，是其成本的4倍。先不去深究其數據來源的可靠性，只需要做一個簡單的對比就可看出破綻：同樣是調水工程，試想一邊是輸水距離1000多公里，全程自流的淡水水源；一邊是輸水距離5000多公里，提水高程1200多米的海水水源，要使用還要進行淡化處理，孰貴孰便宜顯而易見。
　　據調查了解，在目前的技術水平下，海水淡化的成本還相對較高，制水成本一般在5～7元/噸。國內曹妃甸海水淡化廠（日產5萬噸）的出廠成本是5.99元/噸，青島百發海水淡化廠（日產10萬噸）的出廠成本是7元/噸，西班牙海水淡化成本約0.45歐元/噸，約合4.8元人民幣/噸。由于海水淡化技術已發展到一個相當成熟的階段，繼續通過技術進步降低成本的潛力已經十分有限，而同時隨著能源、人工和原材料價格的增加，進一步降低成本的難度較大。
　　這樣的生產成本，即使在沿海地區，和傳統的水源相比也不具備競爭優勢，如果還要通過輸水工程輸送到內陸地區，其供水成本將進一步增加。例如，有報道曾提出將曹妃甸淡化后的海水輸送到北京，需要建設一條長220公里的輸水管道，采用2座加壓泵站克服45米的落差。初步測算，其輸水成本至少在2元/噸以上，這樣到北京的成本將在8元/噸以上，如果加上環境水價、利潤稅金等，其供水水價將超過10元/噸，遠遠超過了北京現在的水價水平，即使其8元/噸的生產輸送成本也遠遠超過了南水北調總體規劃中測算的中線工程到北京的口門水價。
　　
　　理性看待
　　
　　海水淡化即利用海水脫鹽生產淡水。海水淡化技術有很多，但主要分為兩大類，一類是膜法；一類是蒸餾法。所謂膜法，其基本原理就是通過加壓等方式，讓海水通過高分子薄膜，將海水中的鹽分過濾后成為淡水；所謂蒸餾法，就是將水蒸發氣化而鹽分留下，再將水蒸氣冷凝為液態淡水。目前，世界上大型的海水淡化廠主要采用膜技術或者熱膜聯產技術生產，例如我國的青島百發海水淡化廠采用的就是膜技術。
　　從20世紀50年代以來，海水淡化技術得到了不斷發展，海水淡化產業也不斷壯大，目前全世界海水淡化日生產能力3500萬噸，約130億噸/年，但實際開工生產量不足一半。這些海水淡化廠主要分布于沙特阿拉伯、阿聯酋、科威特等極度缺水的中東國家，其中沙特阿拉伯的生產量就占全世界產量的30％左右。
　　目前我國已建成海水淡化裝置62套，日生產能力近40萬噸。主要應用領域包括電力行業的鍋爐用水，沿海鋼鐵、石化等企業用水以及少數海島的生活用水。
　　據了解，我國部分較大規模的海水淡化廠均開工不足，運營困難。如天津北疆電廠海水淡化工程日產淡水能力10萬噸，計劃進入市政管網，但由于存在成本和水質問題，該項目目前每天只生產8000噸。從目前的實際情況來看，海水淡化除了生產成本較高外，還有以下幾個難題需要解決：
　　一是高耗能。海水淡化屬高耗能產業，這一結論已被世界自然基金會以及國內外相關研究公認。無論是膜技術還是蒸餾技術都需要大量能耗，據了解，目前世界上最先進的技術生產1噸水也要耗電4.5度左右。假設南水北調東、中線一期工程184億噸的年調水量全部用海水淡化的方法生產，年耗電量將高達828億度，約相當于三峽工程一年的發電量，將增加消耗近5000萬噸燃煤，增加二氧化碳排放6000多萬噸。在節能降耗、嚴格控制碳排放的時代背景下，顯然是不合時宜的選擇。
　　二是水質對人體健康存在影響。淡化海水水質無法與天然淡水相比。據國內外研究文獻，淡化海水作為飲用水存在許多的技術難題，如膜法生產的淡化海水硼含量超標，會對人體造成損害，而自然淡水基本不含硼元素；淡化海水中有益礦物質含量很低，易引起人體營養物質流失，造成多種健康隱患等。目前，生產用于飲用的淡化海水都要和自然淡水混和（混和比例1:3左右），還要進行礦化處理，也就是模擬自然淡水后才能飲用。如果通過提高工藝解決上述問題，需在原有基礎上額外增加較多成本。如中東國家投入大量資金對淡化海水進行礦化調節等深度處理，使其達到飲用水標準。
　　三是海水淡化污染排放對生態環境有負面影響。海水淡化會產生濃鹽水、添加劑等多種廢棄物，目前多直接排入海洋，如大規模生產將對生態環境造成不容忽視的影響。在目前技術條件下，淡化海水產生的高鹽廢水鹽度比海水增加約1倍，一般有直排入海和用于化工制鹽兩種處理方式。制鹽方式由于受占地、鹽場接納能力、市場需求等因素限制，一般很少采用。大量濃鹽水排放到海中，將嚴重擾亂附近海域的海洋生態，對耐鹽性較差海洋生物產生顯著
　　影響，造成漁業等海洋經濟損失，一些國家和地區曾因此對受損漁民進行過賠償。
　　
　　科學定位
　　
　　綜合國內外用水順序來看，在本地淡水、再生水、外調水、淡化海水等水源選擇上，在盡可能開發利用本地淡水資源還無法滿足需求的條件下，一般還是采用外調水源，而海水淡化只是在沒有淡水資源開發利用條件下的無奈選擇。
　　目前，調水工程已成為許多國家解決水資源短缺的重要工程技術手段。全世界的年調水規模約5000億方，分布在美國、俄羅斯、澳大利亞等40多個國家；海水淡化主要應用于淡水資源極度缺乏又無水可調的國家和地區，在有的國家甚至上升為當地水資源可持續發展的戰略性選擇，例如沙特阿拉伯，淡化海水已經占了其供水總量的70％以上。但是，在淡水資源相對豐富，或者可以采用調水等工程措施來解決水資源短缺問題的國家和地區，海水淡化只是在沿海地區進行一些小規模的生產和應用，并非水資源供給的主流。
　　我國北方地區，尤其是黃淮海平原地區水資源極度匱乏，當地水資源開發利用程度已經超過80％，海河流域人均水資源量甚至不足全國平均水平的1/7。為了實現當地國民經濟和社會的可持續發展，我國于2002年開工建設南水北調工程，東、中線一期工程年調水規模約184億方，并計劃分別于2013年和2014年建成通水，是解決我國黃淮海地區水資源短缺，實現水資源優化配置的戰略性基礎設施。這樣的工程措施，是海水淡化無法替代的，試想如果這么大的水量全部采用海水淡化的方法制備，將要建設日產10萬噸規模的海水淡化廠500多個，要在2014年之前建設這么多的海水淡化廠，實現同南水北調一樣的調水規模和目標，也是絕無可能的。
　　在目前的技術水平下，無論從水量、水質還是成本等方面，海水淡化都無法與調水工程相比較。要解決我國北方地區水資源短缺的問題，必須堅定不移地大力推進南水北調工程建設，絕不能動搖。當然，海水淡化作為一種可以利用的水資源，在我國沿海缺水地區和島嶼等也是解決水源短缺的重要選擇之一，同時作為水資源戰略儲備手段，可以繼續加強研究和試驗性的技術探索，但要通過大力發展海水淡化產業來替代調水工程是不現實的，在可見的未來也是不可能的。我們必須理性地看待海水淡化產業的發展，科學定位。