山東省地下鹵水資源產業轉型發展路徑選擇

梁姝娜 李 楠

引 言

資源型城市經過多年的高強度開發，資源儲備逐漸枯竭，必將走向“礦竭城衰”，因此，產業轉型是資源型城市可持續發展的客觀要求。產業轉型的關鍵是再造競爭優勢，產業轉型的模式主要有產業延伸模式、產業更新模式和復合模式。[1-2]美國休斯敦是“延伸產業鏈，帶動相關產業，實施小轉型”，發展接續產業的產業延伸模式的成功案例；日本九州是“引入全新替代產業，實施大轉型”，發展替代產業的產業更新模式的典型代表。[3]但是，大多數資源型城市資源發生枯竭、經濟出現衰退時，城市基礎設施建設不足、自然人文環境不良，缺乏聚集效應，在這種情況下實現產業轉型，往往難度很大，即使產業轉型能夠實現也是一個痛苦而漫長的過程。[4]因而，資源型城市轉型效率總體上不高。相對而言，在經濟、資源、環境等指標方面轉型效果較好，在社會指標尤其是就業方面，效果不理想。[5-8]其主要原因在于資源型城市發展缺乏規劃。“及早進行規劃”是非常必要的，否則，只能進行“補救性事后治理”。[4]資源型城市的經濟成功轉型需要戰略創新。[9]

資源型產業是資源型城市的基礎和核心，資源型城市面臨的“礦竭城衰”問題從根本上看是由資源型產業的“礦竭業衰”引起的。因此，在資源枯竭前，前瞻性地探索資源型產業轉型問題，避免出現國內外資源型城市“礦竭城衰”造成的嚴重經濟、社會問題，具有重大的理論和實踐意義。

地下鹵水是一種不可再生的礦產資源。山東省是我國地下鹵水資源儲量最大、開采利用最多、鹵水資源產業最集中的地區。山東省深層鹵水資源儲量有限，開采利用成本高，目前開采利用的主要是淺層地下鹵水資源。綜合理論界和實業界的判斷，淺層地下鹵水資源僅可供開采7年左右，此后將枯竭。本文嘗試在山東省地下鹵水資源枯竭前，探索產業轉型途徑，為資源枯竭時的產業轉型做出準備。

一、山東省地下鹵水資源概況

(一)地下鹵水的自然特征

波美度(Baume，符號為°Bé)是表示溶液濃度的一種方法。鹽業生產中以波美度表示海水與鹵水的濃度(即含鹽量)。1°Bé≈1%的含鹽量≈10 g/L(礦化度)。礦化度>50 g/L即 5°Bé的咸水稱為鹵水。[10]地下鹵水(Subsurface Brine)是指含有多種工業原料、礦化度>50 g/L，即5°Bé以上的地下水。地下鹵水不僅是食鹽的主要來源，也是富含Br(溴)、B(硼)、I(碘)、Sr(鍶)、Li(鋰)、K(鉀)、Ba(鋇)等幾十種化學元素的天然液體礦產資源，根據埋藏深度分為淺層鹵水(埋深<100 m)、中深層鹵水(埋深100—400 m)和深層鹵水(埋深>400 m)。地下鹵水主要用來提取食鹽和各種工業原料，從鹵水中提取NaCL(氯化鈉)、KCL(氯化鉀)、MgCL2(氯化鎂)、MgSO4(硫酸鎂)外，還可提取Br、B、L、Sr和Li等，具有較高的工業價值和綜合開發價值，主要工業產品有氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、溴素、純堿、硫酸鉀和元明粉等，另外還可制成鹽化工產品的深加工產品。[11]

(二)山東省地下鹵水資源的儲量及分布

山東省地下鹵水屬于濱海相鹵水礦，資源比較豐富，主要分布于環渤海灣沿岸，在萊州灣西南岸的萊州、昌邑、寒亭、壽光、廣饒、東營地區和黃河三角洲北部沿海的無棣地區均有分布。[11]山東省深層地下鹵水資源主要形成于古近紀，[12]淺層地下鹵水資源主要形成于第四紀晚更新世，[13]每年雖有少量補給，但遠不及開采利用數量。

魯北地質工程勘察院完成的《山東省地下鹵水資源綜合調查評價報告》顯示，山東省淺層地下鹵水(埋深<100 m)礦床主要分布在黃河三角洲平原區、萊州灣南岸平原區和膠州灣港灣區，呈條帶狀沿海岸帶分布，面積約3 003 km2，儲量為80.8億m3。[14]山東省中層地下鹵水(100 m<埋深<400 m)礦分布于東營城區和河口區五號樁一帶，分布面積大約為 400 km2，靜儲量可達約15億m3，具有一定的開采潛力。[12]山東省深層地下鹵水礦體主要賦存在東營凹陷、惠民凹陷、陽信凹陷及車鎮凹陷內，總面積約2 090 km2，靜儲量可達約200億m3。[12]其中，東營深層鹵水埋深2 500—3 000米，為CL-Na(氯-鈉)型原生鹵水，礦化度一般在150—250 g/L。除比海水、萊州灣鹵水含有更高氯化鈉外，還含有豐富的碘、溴、鋰、鈣、鉀等經濟價值較高的化學資源，鹵水中影響鹽質的鎂、硫酸根、硝酸根極少，適合提碘、溴、鋰、鉀等產品和鹵水直接制堿生產，是我國發現的最有綜合利用價值的地下化學資源，諸多方面相較而言，比開發萊州灣地下資源更具有優勢。[15]

二、山東省地下鹵水資源產業發展概況

(一)山東省鹵水資源產業基本狀況

山東省鹵水資源產業主要分布在濰坊市、東營市、濱州市和煙臺市的萊州市，其中濰坊地區產業規模最大。目前山東省鹵水資源產業主要是開采利用淺層地下鹵水，東營市個別企業開采深度達300 m左右，深層地下鹵水尚未開采。山東省利用地下鹵水資源主要是提取溴素和制鹽，個別企業如山東海化集團近年來開始以提溴、制鹽后的苦鹵為原料生產硫酸鉀、氯化鎂等，但規模還比較小。山東省海鹽(1)海鹽主要是指海水曬制的鹽，因沿海地下鹵水來源于海水，所以鹵水也被稱為濃海水，鹵水制的鹽屬于海鹽。產量占全國海鹽產量的75%以上，溴素產量占全國的60%以上，其中，85%的海鹽和溴素來源于地下鹵水。鹽和溴素是重要的化工原料。山東省鹵水資源產業利用溴素主要是生產阻燃劑、醫藥中間體，也有企業開發了染料中間體及以溴素為原料的其他產品；利用鹽主要是生產兩堿，純堿和燒堿，少部分食用。山東省鹵水資源產業開采、利用鹵水資源情況如圖1所示。

(二)山東省鹵水資源產業發展面臨的問題

1.淺層鹵水資源將枯竭

山東省地下鹵水資源雖然每年有潮間帶的少量補給，但補給量遠小于開采量，因此，就地下鹵水資源開采利用而言，從生成年代和生成條件看，山東省地下鹵水資源屬于不可再生資源。由于多年的開采利用，淺層鹵水資源日漸減少。主要表現為，開采鹵水的井深不斷加深，由30—40 m到目前的80 m左右；上水量不斷減少，由15—25方/小時下降到目前的3—15方/小時；濃度不斷降低，波美度每年下降0.3—0.5度，含溴量從280克下降到120克。綜合理論界的研究結論[16]和實業界從業人員的估計，按照目前的開采技術和開采量，山東省淺層地下鹵水僅可供開采7年左右，即將在2028年前后枯竭。

2.鹵水資源利用效率低

從目前情況看，山東省鹵水資源利用效率低，存在嚴重的資源浪費問題。山東省開采地下鹵水資源主要用于曬鹽和提取溴素。對鹵水資源的利用方式主要有四：一是利用鹵水曬鹽，余液排放掉。這種情況主要存在于一些小型鹽場中；二是利用鹵水提取溴素，余液排放掉；三是利用鹵水提取溴素，余液曬鹽，曬鹽后剩余苦鹵排放掉。這種情況是主流，大部分鹵水化工企業屬于這種情況；四是利用鹵水提取溴素后曬鹽，剩余苦鹵再提取其他物質。這種情況主要存在于一些大型海洋化工企業中。

鹵水資源含有豐富的溴素，提取溴素的技術要求和經濟成本都不高，鹵水只用于曬鹽后即排放掉，造成嚴重的資源浪費。經過提取溴素和曬鹽后的苦鹵排放，同樣存在資源浪費問題。因為苦鹵濃度能達到28°Bé，經過復曬析出少量鹽后，苦鹵濃度可達30°Bé，目前的技術可以提取硫酸鉀和氯化鎂等物質。即使利用苦鹵提取了硫酸鉀和氯化鎂等物質，仍然有一些有價值的物質，因技術、成本等原因沒有提取。

3.資源環境問題嚴重

山東省對地下鹵水資源的開采利用造成了較為嚴重的環境問題。第一，經過提溴和曬鹽后排放掉的殘液濃度仍然較高，排放到陸地，造成土壤、地下淡水的污染；排放入海，改變了海水的濃度，破壞了海洋的生態環境。第二，長期過量開采地下鹵水，改變了地層應力，形成地下鹵水降落漏斗，引發一定程度的地面沉降及海水入侵，海水入侵又進一步污染了土壤和地下淡水資源。第三，粗放利用鹵水曬鹽，建立的大面積鹽田，占用了農地，造成農地資源浪費。

三、山東省地下鹵水資源產業轉型的路徑選擇

山東省地下鹵水資源將枯竭，目前鹵水資源利用效率低并造成資源環境破壞，使鹵水資源產業不得不面對轉型問題，急需在資源枯竭前，遵循因勢利導和因地制宜的原則，探索轉型路徑。

(一)重點發展接續產業

發展接續產業，屬于“相關多元化戰略”，通過利用現有資源和產業基礎，開展深加工，延長產業鏈。發展接續產業的主要條件是資源充足和技術創新。山東省鹵水資源產業應因勢利導，重點發展接續產業。

1. 重點發展接續產業的必要性

發展接續產業是山東省鹵水資源產業轉型的首選路徑。根本原因在于，溴素是鹵水資源最主要的產品，而我國溴素市場需求量大，國內產能不能滿足需求，供需缺口在20%—50%之間。我國溴素產量及進口量如圖2所示。受國際形勢不確定性的影響，進口溴素的價格和數量不穩定，會對國內市場造成沖擊。2021年，由于環保因素，山東省很多鹵水資源企業停產，溴素產量下降，同時，由于疫情影響，進口溴素數量少、成本高，致使2021年溴素價格顯著提高，2021年6月份溴素價格同比漲幅超過62%；1—6月份價格均值同比漲幅達28%。因此，山東省鹵水資源產業轉型首先要重點發展接續產業，以穩定溴素的供給量和價格，保障國內市場基本需求。

圖1 山東省鹵水資源產業開采利用鹵水情況數據來源:產業信息網:https:∥www.chyxx.com/industry/。圖2 2014—2019年中國溴素產量及進口量(單位:萬噸)數據來源:產業信息網:https:∥www.chyxx.com/industry/。

2.發展接續產業的具體路徑

發展接續產業，重點是解決兩個問題：資源接續問題和資源利用效率問題。

(1)解決資源接續問題

山東省鹵水資源產業主要是通過開采地下鹵水提溴、制鹽，再對溴和鹽進行深加工。原鹽按其來源可以分為海鹽、井礦鹽、湖鹽等多種，我國原鹽年產能已超1億噸，近幾年開工率維持在80%上下。山東省鹵水制鹽產量在全國鹽總產量中所占比例小，不足10%，鹵水資源枯竭后，山東省以鹵水鹽為原料的企業可以用其他種類的鹽替代鹵水鹽，解決資源接續問題。

以溴素為原料的企業，其原料來源可以有三種：開采深層地下鹵水、以海洋水提取溴素、進口溴素。第一，開采深層地下鹵水。在山東省淺層地下鹵水枯竭后，可以探索開采深層地下鹵水資源，但就目前情況看，深層鹵水資源分布比較集中，主要在產業發展相對較弱的東營和濱州地區，而產業最為發達的濰坊地區幾乎沒有，并且深層鹵水開采成本過高，因此，從產業分布和開采成本角度看，近年內開采深層鹵水資源效益比較低。深層鹵水資源可以作為長期的資源儲備。第二，海洋水提取溴素。世界上99%的溴素存在于海洋水中，以海洋水提取溴素是溴素最可靠的來源，但因海洋水溴素濃度低，提取成本較高。日本是目前世界上唯一主要以海洋水為原料提取溴素的國家，其產能約占世界的3%。我國浙江、天津、山東沿海企業已開始利用海水淡化后的濃海水提取溴素，受海水淡化成本限制，生產規模仍較小。2021年6月，國家發改委聯合自然資源部印發《海水淡化利用發展行動計劃(2021—2025年)》，積極推動海水淡化產業發展，這將有力促進海洋水提溴產業的發展。在山東省淺層地下鹵水資源枯竭后，海洋水可以成為接續資源。第三，進口溴素。目前，全球溴素年產能大約80萬噸，以色列和約旦兩國的產能占比近60%，我國溴素年產能10萬噸左右，占比約13%。以色列和約旦的溴素主要來源于死海，死海的自然條件決定了溴素生產成本顯著低于世界其他地區。死海地區高產能、低成本的溴素可以成為山東省發展溴素接續產業的原料來源。此外，美國和印度的年產能分別占世界的19%和6%，也可以成為我國溴素的原料來源地。(2)全球溴素產能及各國占比數據來源于2021年7月24日“第22屆中國·青海綠色發展投資貿易洽談會建設世界級鹽湖產業基地高峰論壇”。

(2)解決資源利用效率問題

鹵水資源利用效率低，相當于加速資源枯竭，相反，如果提高資源利用效率，相當于延長資源開采期限。目前山東海化集團有限公司通過技術創新已實現了“一水六用”，即海(鹵)水養殖、放牧鹵蟲、化工工藝冷卻、提溴、制鹽及生產硫酸鉀，使鹵水上下游產品接續成鏈。“一水六用”的實現標志著提高鹵水資源利用效率在技術和成本方面具有可行性，極大地提高鹵水資源的利用效率，未來發展潛力大。持續的技術創新將提高資源利用效率，進而延長產業生命周期。

(二)發展替代產業

發展替代產業屬于“非相關多元化戰略”，企業退出當前產業，根據市場需求，重新選擇進入新的產業。在淺層地下鹵水資源枯竭后，作為產業鏈第一個環節的開采企業顯然無法接續發展，還有部分生產規模小、技術相對落后的企業以及政府根據產業發展需要責令關停的企業，只能發展替代產業。對于替代產業的選擇，沒有統一的標準，山東省鹵水資源相關企業應立足自身實際，把握市場需求，遵循因地制宜原則選擇新的產業。

四、結論與對策

為了避免山東省地下鹵水資源因“礦竭”而引發“業衰”，要前瞻性地探討產業轉型問題。產業轉型路徑主要有兩條：通過開采深層地下鹵水、以海洋水提取溴素、進口溴素等方式獲得替代資源，實現資源接續，發展接續產業；放棄原資源型產業，從市場需求出發，因地制宜發展替代產業。

企業以盈利為目的，產業轉型將給企業帶來成本大幅上升、利潤大幅下降的風險，這種風險將促使企業回避轉型或拖延轉型。為此，山東省及相關各市政府應實行積極的產業政策，引導鹵水資源產業發展。政府應運用財政手段，利用稅收優惠、經費支持政策鼓勵現有企業進行技術研發，提高資源利用效率；對于發展接續產業的企業，通過稅收優惠，鼓勵企業積極開拓、獲取替代資源；對于發展替代產業的企業給予一定期限的稅收優惠；對于關停企業的員工給予補償。政府運用稅收優惠手段支持鹵水資源產業轉型，在當期并不會加重財政負擔，反而會在未來獲得產業可持續發展帶來的新的稅源。此外，政府也應運用行政手段，嚴格審批新建鹵水資源項目，關停現有規模小、資源利用效率低的企業，以保護現有鹵水資源。