《中國經(jīng)濟周刊》記者 謝瑋 | 北京報道

156個海水淡化工程，工程規(guī)模超252萬噸/日，多項關(guān)鍵核心技術(shù)實現(xiàn)突破……日前，自然資源部海洋戰(zhàn)略規(guī)劃與經(jīng)濟司發(fā)布的《2023年全國海水利用報告》（ 下稱《報告》）中透露了上述數(shù)據(jù)?！秷蟾妗凤@示，2023年全國現(xiàn)有海水淡化工程156個，工程規(guī)模2522956噸/日，比2022年增加了165908噸/日。全國海水淡化工程分布在遼寧、天津、河北、山東、江蘇、浙江、福建、廣東、廣西、海南10個沿海省區(qū)市。

從浩瀚無垠的“海洋水庫”中要“淡水”，為缺水地區(qū)提供增量水源，海水淡化成為不少地區(qū)的選擇。大規(guī)模的海水淡化是如何實現(xiàn)的？

天津南港工業(yè)區(qū)海水淡化及綜合利用一體化項目現(xiàn)場  《中國經(jīng)濟周刊》記者  謝瑋I攝

天津海水淡化所成果    《中國經(jīng)濟周刊》記者  謝瑋I攝

海水淡化大有可為

簡單說，海水淡化就是脫除海水中的鹽分，產(chǎn)生淡水的過程。

“海水又苦又咸，無法直接飲用，但并不意味著海水就無法利用。海水淡化，就是利用途徑之一。”自然資源部天津海水淡化與綜合利用研究所（下稱“天津海水淡化所”）所長阮國嶺向《中國經(jīng)濟周刊》記者介紹，海水利用的潛力是巨大的。眾所周知，地球被譽為“水球”，太陽照射海面，使之蒸發(fā)成云，后落地成水，這本身就是水循環(huán)的過程。然而，水資源分布不均，海水淡化技術(shù)正是解決這種分布不均的有效手段，通過人造動力，將海水轉(zhuǎn)化為可用的淡水資源。

海水淡化水的主要用途以工業(yè)用水和生活用水為主。在阮國嶺看來，海水淡化對部分地區(qū)發(fā)展作用很大。他舉例稱，在天津南港工業(yè)區(qū)，海水淡化已成為該區(qū)域的主水源，吸引超過千億投資。在浙江，海水淡化支撐起了一個石化產(chǎn)業(yè)。在青島，海水淡化水既用于工業(yè)，也用于民用，對保障城市供水安全發(fā)揮了積極作用。

業(yè)內(nèi)認(rèn)為，海水淡化是重要優(yōu)質(zhì)增量水源，對緩解沿海地區(qū)和海島水資源短缺、保障水安全具有重要意義。

阮國嶺介紹，在全球范圍內(nèi)，大約70%的海水淡化水被用于城市生活，包括飲用和其他生活用水。目前，我國的利用情況則是約70%應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，30%應(yīng)用于城市生活。

“完善海水淡化技術(shù)實際上為水資源利用提供了一個邊際成本?！?阮國嶺分析，當(dāng)傳統(tǒng)水資源的成本高于海水淡化的成本時，我們便可以考慮向海洋要水資源。隨著海水淡化技術(shù)的不斷進(jìn)步和邊際成本的持續(xù)降低，淡化水的應(yīng)用范圍會越來越廣。這對于國家水資源安全保障具有重要意義。

《報告》還顯示，2023年全國海水冷卻用水量1853.79億噸，比2022年增加83.32億噸，遼寧、山東、江蘇、浙江、福建、廣東年海水冷卻用水量超過百億噸。

“我國海水利用規(guī)模呈加速趨勢。”阮國嶺說，目前海水綜合利用主要包括海水淡化、海水直接利用和海水化學(xué)元素利用三大方面。首先，淡化后海水被用作生產(chǎn)和生活用水，為城市、工業(yè)園區(qū)及多個產(chǎn)業(yè)提供必要的水資源。其次，海水還被廣泛用作工業(yè)冷卻水。這在主要沿海省份尤為普遍，為工業(yè)發(fā)展提供了有力的水資源保障。最后，海水中含有80多種元素，這些元素的提取和轉(zhuǎn)化對于增強我國的礦業(yè)和產(chǎn)業(yè)安全具有重要意義。

如何將“苦咸海水”變“源頭活水”

各類水處理藥劑、聚醚砜中空纖維超濾膜、海水淡化反滲透膜元件、便攜應(yīng)急淡化裝置……記者在天津海水淡化所看到，一系列高效、先進(jìn)的海水淡化設(shè)備和成果展示出國產(chǎn)海水淡化技術(shù)的全方位發(fā)展。

如何對海水進(jìn)行淡化？

天津海水淡化所副所長初喜章向《中國經(jīng)濟周刊》記者介紹，現(xiàn)在比較成熟、工程化應(yīng)用的海水淡化技術(shù)，分為“熱法”和“膜法”兩種，該所已掌握了熱法和膜法的核心工藝以及裝備材料等關(guān)鍵核心技術(shù)。

“熱法”是利用水蒸氣冷凝原理，進(jìn)行海水淡化。初喜章提到，比如與太陽能相結(jié)合的光熱海水淡化，不需要用電，在海島或者是一些光照資源比較好的沙漠地區(qū)，可以進(jìn)行淡化，生產(chǎn)淡水。

“膜法”的核心關(guān)鍵裝備就是反滲透膜，先將海水預(yù)處理后用高壓泵施壓，使海水中的水分子透過膜滲出，而鹽及其他物質(zhì)被擋在膜外，產(chǎn)生淡水。“海水淡化水是一種高品質(zhì)水，非常純凈，完全能符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)，世界上70%的海水淡化水用于居民生活。” 初喜章說。

創(chuàng)新研發(fā)是海水淡化產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)，也是海水淡化產(chǎn)業(yè)自立自強高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略支撐。盡管我國海水淡化領(lǐng)域發(fā)展很快，但在如反滲透膜制備、高壓泵、能量回收裝置等關(guān)鍵核心設(shè)備部件制造等方面仍存在短板。

“我國海水淡化技術(shù)起步較晚但發(fā)展迅速。所里團(tuán)隊圍繞技術(shù)難點潛心鉆研，最終取得了階段性成效。未來，我們將繼續(xù)加強研發(fā)，讓海水淡化技術(shù)更好服務(wù)生產(chǎn)生活?！比顕鴰X介紹。

海水淡化正為工業(yè)“補水”

在天津南港工業(yè)區(qū)，先達(dá)公司天津南港工業(yè)區(qū)海水淡化及綜合利用一體化（30萬噸示范）項目一期已基本建設(shè)完成。該項目是中國與馬來西亞合作的首個大型海水淡化項目，項目一期建設(shè)15萬噸/日規(guī)模海水淡化工程，二期增加至30萬噸/日。

在附近的近海，海水通過管道輸送至車間，歷經(jīng)若干道精密的淡化裝置將其由“濃”變“淡”，作為主水源滿足園區(qū)內(nèi)企業(yè)、重大項目的工業(yè)用水需求。

“化工企業(yè)是用水大戶，這座海水淡化工廠是南港工業(yè)區(qū)唯一的主水源?！碧旖蚝Ｋ夹g(shù)團(tuán)隊工藝負(fù)責(zé)人蘇慧超向《中國經(jīng)濟周刊》記者介紹。

天津海水淡化所是該項目的技術(shù)總牽頭方。截至目前，由該所牽頭研制的單機3萬噸/日配套國產(chǎn)化裝備已在天津南港工業(yè)區(qū)開展試驗驗證。

天津市海洋資源稟賦優(yōu)勢突出，但其也是沿海地區(qū)典型的缺水城市，多年人均本地水資源占有量僅為160立方米，為全國平均水平的1/15，屬于極度缺水地區(qū)。

因此，天津也是我國最早開展海水淡化應(yīng)用的地區(qū)之一，除了滿足工業(yè)用水需求，一些海水淡化項目已向民用領(lǐng)域拓展?！?022年天津水務(wù)發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示，2022年該市海水淡化量達(dá)到0.36億立方米，約占當(dāng)年天津市總供水量（33.55億立方米）的1％。

近年來，天津持續(xù)圍繞海水淡化“謀篇布局”。海水淡化不僅能成為保障經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的增量水源，還可能帶來巨大產(chǎn)業(yè)“紅利”。

根據(jù)《天津市海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》，天津?qū)⒚闇?zhǔn)世界海水淡化產(chǎn)業(yè)科技前沿，突破“卡脖子”技術(shù)，發(fā)展裝備制造，構(gòu)建全產(chǎn)業(yè)鏈條，建設(shè)全國海水淡化技術(shù)創(chuàng)新高地、裝備制造基地，形成國家級海水淡化產(chǎn)業(yè)集群。

（本文刊發(fā)于《中國經(jīng)濟周刊》2024年第12期）