海水淡化沿海城市水資源可持續(xù)發(fā)展的重要策略

第28卷第1期科學(xué)管理研究Vol128No112010年2月SCIEN TIFICMANA GEM EN TRESEA RC H Feb12010文章編號(hào):1004-115X(-0058-03海水淡化沿海城市水資源可持續(xù)發(fā)展的重要策略3李琦(天津大學(xué),天津摘要:我國(guó)是一個(gè)缺水的國(guó)家,沿海地區(qū)由于人口稠密,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),水資源供需矛盾尤為突出,已經(jīng)嚴(yán)重影響中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)水資源可持續(xù)發(fā)展的理念,綜合比較各種有效辦法,調(diào)研各種淡水資源獲得成本。最后指出,隨著海水淡化成本的降低,海水淡化將成為保證沿海城市水資源可持續(xù)發(fā)展的最重要措施。關(guān)鍵詞:水資源;可持續(xù)發(fā)展;海水淡化中圖分類號(hào):F207;X22文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ASea w ater desalination-a w ay ensuring sustainabledevelopment of w ater resource in coastal areaLi Q i(Tianjin U niversity,Tianjin,ChinaAbstract:Our country is suffering a great pain of water shortage1Developed coastal area with more people has serious conflict of water supply and consuming1The conflict has seVerely cOnstrained the sustainable development of China1This paper analyzed the concept of sustainabIe development of water resource1All kinds of efficient approach were compared and the costs of water resource mining of different ways were researched1It came0ut the conclusion that sea water desalination will be the most important way ensuring economic sustainable development in coastal area with lowing cost1K ey w ords:water resources;sustainable development;sea water desalination眾所周知,水是生命之源,是人類文明的基礎(chǔ),是基礎(chǔ)性的自然資源和戰(zhàn)略性的經(jīng)濟(jì)資源,也是生態(tài)與環(huán)境的控制性要素。以水資源的可持續(xù)利用保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,是當(dāng)今世界各國(guó)的共同使命。隨著人口的增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,我國(guó)水資源短缺的矛盾已充分暴露出來(lái),在很多地區(qū)已經(jīng)成為嚴(yán)重阻礙經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要問(wèn)題,直接影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。目前,我國(guó)城市缺水總量達(dá)60億立方米。特別是人口占全國(guó)的40%以上,社會(huì)總產(chǎn)值占全國(guó)的60%的我國(guó)沿海地帶和海島地區(qū),缺水?dāng)?shù)量占到全國(guó)缺水總量的1/3以上,水資源緊張已成為制約這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的瓶頸。據(jù)專家預(yù)測(cè),沿海城市的用水量年增長(zhǎng)率在1998-2007年間為415%-615%,在2010-2015年將是1998年的2倍,缺水狀況將進(jìn)一步惡化。以現(xiàn)在中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的第三極一天津?yàn)I海新區(qū)為例,天津市人均水資源占有量為每年153立方米,是全國(guó)人均水資源占有量的619%,已經(jīng)嚴(yán)重制約了濱海新區(qū)的發(fā)展。1水資源的可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)質(zhì)是改變傳統(tǒng)的發(fā)展思維和模式,經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須有利于資源的持續(xù)利用。水資源的高效和持續(xù)利用的關(guān)鍵取決于水資源的合理3收稿日期:20091015基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金(;中國(guó)博士后科學(xué)基金(作者簡(jiǎn)介:李琦(1973,女,天津大學(xué)博士研究生。開(kāi)發(fā)、優(yōu)化配置、高效利用、有效保護(hù)和科學(xué)管理。提倡”節(jié)流為先”,這不僅是根據(jù)我國(guó)水資源緊缺狀況所應(yīng)采取的基本國(guó)策,也是為了降低供水投資、減少污水排放量、提高水資源利用效率的最合理選擇?？沙掷m(xù)發(fā)展以人為中心,以資源環(huán)境保護(hù)為條件,以經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展為手段,謀求當(dāng)代和后代人的共同繁榮和可持續(xù)發(fā)展。水資源基本上是一種可再生資源,經(jīng)過(guò)多年的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),人類形成了“持久的開(kāi)發(fā)和利用水資源”的共識(shí)。水是人類賴以生存的必要條件,應(yīng)倡導(dǎo)合理用水、科學(xué)管理、綜合發(fā)展和保持平衡的原則,科學(xué)合理開(kāi)發(fā)和利用水資源,以促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步。然而,這又是一個(gè)系統(tǒng)工程。提倡”節(jié)流為先”,這不僅是根據(jù)我國(guó)水資源緊缺狀況所應(yīng)采取的基本國(guó)策,也是為了降低供水投資、減少污水排放量、提高水資源利用效率的最合理選擇。強(qiáng)調(diào)“治污為本”是保護(hù)供水水質(zhì)、改善水環(huán)境的必然要求,也是實(shí)現(xiàn)城市水資源與水環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的根本出路。因此,在加強(qiáng)節(jié)水治污的同時(shí)開(kāi)發(fā)水資源也不容忽視。除了開(kāi)發(fā)地表水和地下水等傳統(tǒng)水源之外,應(yīng)大力提倡開(kāi)發(fā)處理后的城市污水、雨水、海水、微咸水等非傳統(tǒng)水資源,因地制宜,通過(guò)這些措施去替代更為寶貴的淡水資源。那么市場(chǎng)前景將十分可觀。人類社會(huì)在進(jìn)步與發(fā)展進(jìn)程中,如何在對(duì)資源需求中找到平衡是確保對(duì)水資源可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。水資源的可持續(xù)利用,關(guān)系到人民群眾的生產(chǎn)生活,關(guān)系到國(guó)家的穩(wěn)定,關(guān)系的到現(xiàn)代化建設(shè)及可持續(xù)發(fā)展的重大問(wèn)題。2水資源可持續(xù)發(fā)展與利用的有效辦法解決淡水資源緊缺問(wèn)題主要就是開(kāi)源和節(jié)流,開(kāi)源是為了滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求,節(jié)流是為了確保水資源的可持續(xù)利用。在開(kāi)源上,除了大型遠(yuǎn)距離引水工程之外(如中國(guó)的南水北調(diào)工程和美國(guó)加州的北水南調(diào)工程,還可以中水利用、海水利用、雨水采集等,替代更為寶貴的淡水資源。在節(jié)流方面,主要有以下幾種措施。降低農(nóng)產(chǎn)品、工業(yè)產(chǎn)品單位產(chǎn)品耗水量,提高工業(yè)水循環(huán)使用率和農(nóng)業(yè)用水灌溉水渠利用率。降低供水企業(yè)管網(wǎng)水損率和自用水率。以新技術(shù)對(duì)生活配套設(shè)施進(jìn)行改造,降低居民生活用水損耗,提高和滿足使用效果。以價(jià)格改革的經(jīng)濟(jì)杠桿作用,促進(jìn)節(jié)水意識(shí)的提高。加大對(duì)水資源管理的力度和環(huán)境保護(hù)力度。然而,這些措施無(wú)法從根本上增加淡水資源的總量,淡水緊缺的問(wèn)題依然十分嚴(yán)峻。這時(shí)候,海水淡化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)便凸顯出來(lái)了,它不受氣候影響、供水穩(wěn)定、水質(zhì)佳。但過(guò)是去相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期,成本和投資費(fèi)用過(guò)高一直是制約海水淡化技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的主要障礙,然而,近幾年來(lái)情況卻發(fā)生了根本性的變化:一方面,隨著海水淡化技術(shù)的迅猛發(fā)展,其成本顯著降低;另一方面,資源的緊缺使人們對(duì)海水淡化的認(rèn)識(shí)逐步到位,對(duì)各種取水方式的成本也有了客觀而正確的比較:此外,我國(guó)水價(jià)改革已正式啟動(dòng),淡水開(kāi)始作為商品進(jìn)入市場(chǎng),水價(jià)逐步大幅提高,一消一長(zhǎng),與海水淡化成本的差距日漸縮小。由此,隨著內(nèi)外環(huán)境的逐步改善,原先阻礙海水淡化產(chǎn)業(yè)化的“成本”問(wèn)題已不再是障礙。3海水淡化是保持水資源可持續(xù)發(fā)展的最重要措施經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展,隨著技術(shù)的進(jìn)步,各種原水的淡化成本已顯著降低,目前我國(guó)海水的淡化成本已經(jīng)降至4-7元/噸,苦咸水的淡化成本已降至2-4元/噸。海水淡化的成本主要來(lái)自兩方面:一是運(yùn)行成本,其中能量消耗占70-80%;二是設(shè)備的折舊,由于海水淡化屬于高新技術(shù),設(shè)備技術(shù)含量比較高,所以初期的設(shè)備投資通常較大,分?jǐn)偟降械恼叟f費(fèi)相應(yīng)較高。其中運(yùn)行成本的降低原因?yàn)?一是能耗降低,新技術(shù)的應(yīng)用使能耗較以前降低了90%左右;二是新能源的開(kāi)發(fā)利用,近年來(lái)核能和太陽(yáng)能已逐步利用到海水淡化技術(shù)中來(lái),使之成本大為降低,日前有科學(xué)家提出,利用核能進(jìn)行海水淡化能夠使淡化水成本降到每噸1元人民幣左右;三是經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的綜合利用開(kāi)發(fā),把海水淡化后的濃縮海水用來(lái)制鹽和提取化學(xué)物質(zhì),降低了綜合成本;四是規(guī)模效應(yīng),規(guī)模的擴(kuò)大使得單位淡化成本大為降低?？梢灶A(yù)見(jiàn),隨著產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大和淡化技術(shù)的不斷進(jìn)步,海水淡化的運(yùn)行成本還大有下降空間。對(duì)于設(shè)備折舊,近年來(lái)世界工業(yè)制造技術(shù)的進(jìn)步使海水淡化設(shè)備的制造成本顯著降低,全球行業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)的加劇又使得銷售價(jià)格大為下降,我國(guó)海水淡化設(shè)備國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程的加快更是有助于初始投資費(fèi)用的減少,由此,設(shè)備折舊成本已大大降低。目前,淡水的獲取方式主要有開(kāi)采地下水、遠(yuǎn)程調(diào)水和海水(包括苦咸水等危險(xiǎn)水淡化等,海水淡化是其中唯一一種可以增加淡水總量的開(kāi)源措施。311開(kāi)采地下水95第1期海水淡化沿海城市水資源可持續(xù)發(fā)展的重要策略自古以來(lái)一直被作為獲取淡水的主要方式而廣泛采用。但是,絕大部分地下水資源是有限且不可再生的,長(zhǎng)期以來(lái)的嚴(yán)重超采已使我國(guó)63%的城市發(fā)生了地面下沉、海水入侵、土地鹽堿化等生態(tài)破壞,給這些地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)重威脅。最近,全國(guó)許多地區(qū)已經(jīng)采取措施,禁止或限制開(kāi)采地下水,并提高地下水資源費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。所以,從可持續(xù)發(fā)展和間接成本方面考慮,開(kāi)采地下水的代價(jià)相當(dāng)昂貴。312遠(yuǎn)程調(diào)水目前世界各國(guó)對(duì)實(shí)施跨區(qū)域的調(diào)水工程都非常謹(jǐn)慎,因?yàn)榭缌饔蛞坏{(diào)水距離越來(lái)越遠(yuǎn),投資越來(lái)越大,調(diào)水成本越來(lái)越高,引水質(zhì)量越來(lái)越難以保證,而且會(huì)引起被引水地區(qū)的耕地被占、生態(tài)環(huán)境危害以及間接經(jīng)濟(jì)影響等,而后者人類至今仍沒(méi)有有效的解決方法,所以遠(yuǎn)距離調(diào)水的傳統(tǒng)辦法正受到越來(lái)越多的置疑。以我國(guó)目前正在論證的南水北調(diào)工程為例,據(jù)測(cè)算,僅東、中兩線一期工程的直接投資就將超過(guò)1000億元,長(zhǎng)江水流到北京按不同融資方案測(cè)算的最低直接成本也不會(huì)低于5元/立方米以上,甚至有專家稱將達(dá)20元/立方米以上。美國(guó)有資料認(rèn)為,遠(yuǎn)程調(diào)水超過(guò)40公里,成本就將超過(guò)海水淡化。此外,我國(guó)沿海一些島嶼和內(nèi)陸缺水地區(qū)的用水,只能用車船遠(yuǎn)距離運(yùn)水,成本有的高達(dá)50元/立方米以上。石化、制藥、造酒、電子等許多行業(yè)的工藝用水及電力、冶金等行業(yè)的鍋爐用水要求的水質(zhì)都非常高,一般是用自來(lái)水再加工處理而成,總成本在9元/立方米以上。通過(guò)以上幾種淡水獲取方式的成本對(duì)比(參見(jiàn)附表可以看出,海水淡化的成本事實(shí)上并不比開(kāi)采地下水和遠(yuǎn)程調(diào)水高,在保護(hù)環(huán)境和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展方面更是具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。表1幾種淡水獲取方式的成本比較取水方式平均成本水質(zhì)情況開(kāi)采地下水已限制開(kāi)采需再處理后使用遠(yuǎn)程調(diào)水引灤入津:213元/噸(直接成本南水北調(diào):5-20元/噸(到北京的直接平均成本需要處理后使用電廠或工業(yè)鍋爐用水再處理后成本9元/噸以上(普通水質(zhì)再處理成本直接使用海水淡化海水:4-7元/噸(綜合成本苦咸水:2-4元/噸(綜合成本直接使用直接使用長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)水價(jià)形成機(jī)制極不合理,水沒(méi)有被作為商品來(lái)看待,水利工程水價(jià)低于供水成本。目前,京、津、冀城市生活用水價(jià)格為110-215元/噸,工業(yè)用水為117-216元/噸,我國(guó)水的相對(duì)價(jià)格比其它國(guó)家明顯偏低,這么低的水價(jià)既不反映水的真正價(jià)值,也不體現(xiàn)資源的稀缺性,提高水價(jià)勢(shì)在必行。日前,國(guó)家計(jì)委下發(fā)了改革水價(jià)促進(jìn)節(jié)約用水的指導(dǎo)意見(jiàn),北京、天津、上海等許多地區(qū)已開(kāi)始逐步大幅度調(diào)高水價(jià),我國(guó)水價(jià)改革已正式啟動(dòng),這將逐步掃除海水淡化“成本”問(wèn)題的最后障礙,有力促進(jìn)海水淡化技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程:一方面,通過(guò)水價(jià)改革,很多城市的水價(jià)已經(jīng)接近海水淡化的成本,甚至高于苦咸水淡化的成本,原來(lái)巨大的差價(jià)空間已不復(fù)存在,淡化水進(jìn)入市政等領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí);另一方面,提高水價(jià)使得應(yīng)用淡化水的邊際成本上升,利潤(rùn)空間加大;此外,水價(jià)的提高極大的影響了居民的生活和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,使人們充分認(rèn)識(shí)到淡水“取之不盡、用之不竭”的時(shí)代已經(jīng)一去不返,有助于人們理性認(rèn)識(shí)淡化水的“成本”問(wèn)題,從社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的角度為海水淡化技術(shù)產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)造良好的發(fā)展氛圍。4結(jié)語(yǔ)水資源是非常寶貴的自然資源,它是人類賴以生存的基本物質(zhì),是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的制約因素。近年來(lái),由于人口激增和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,需水量也隨之迅速增長(zhǎng),加上用水的浪費(fèi)和水資源的污染,引發(fā)了全球性的危機(jī)水資源短缺。由于海水淡化成本的