“中國的海水淡化事業(yè)已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)，并具備了騰飛的條件，我們有充分的理由相信，在國家政府的重視和支持下，在一大批致力海水淡化事業(yè)的科學(xué)技術(shù)人才和企業(yè)的辛勤努力下，中國的海水淡化之路必將越走越寬闊，前景將無限美好。”
——鄭根江，杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心有限公司董事長，國務(wù)院特殊津貼專家
隨著中國供水需求急劇增長，水處理和海水淡化將在供水保障中發(fā)揮越來越重要的作用，海水淡化已成為許多中國科研機構(gòu)的研究重點。根據(jù)2005年7月份國家發(fā)改委、國家海洋局、財政部聯(lián)合發(fā)布的《海水利用專項規(guī)劃》提出了2010和2020年海水利用的綱領(lǐng)性目標(biāo)：2010年，我國海水淡化能力目標(biāo)是達到80~100萬m3/d，海水直接利用能力達到550億m3/a，海水利用對解決沿海地區(qū)缺水問題的貢獻率達到16%~24%，并實現(xiàn)海水利用產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化率達60%以上。2020年，目標(biāo)是我國海水淡化能力達到250~300萬m3/d，海水直接利用能力達到1000億m3/a，海水利用對解決沿海地區(qū)缺水問題的貢獻率達到26%~37%。并實現(xiàn)海水利用（特別是海水淡化）國產(chǎn)化率達到90%以上。
中國海水淡化歷程
中國海水淡化技術(shù)是在政府支持和國家重點攻關(guān)項目驅(qū)動下發(fā)展起來的。1967~1969年全國組織海水淡化會戰(zhàn)，同時開展了電滲析（ED）、反滲透（RO）和蒸餾多種海水淡化方法的研究。1970年，以海水淡化會戰(zhàn)人員為主組建國家海洋局第二海洋研究所海水淡化研究室，1984年在此基礎(chǔ)上組建杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心，這是中國最早的海水淡化技術(shù)研究機構(gòu)，繼后，天津海水淡化與水再利用研究所、清華大學(xué)、大連理工大學(xué)等機構(gòu)開展海水淡化技術(shù)研究工作。近40年來，中國的海水淡化技術(shù)及產(chǎn)業(yè)有了長足的發(fā)展，特別是“九五”規(guī)劃以來，海水淡化技術(shù)取得了突破性進展。1997年，浙江省重大科技攻關(guān)項目“500m3/d反滲透海水淡化示范工程”在浙江省嵊泗縣嵊山島建成投產(chǎn)；2000年，在國家科技部重點科技攻關(guān)項目“日產(chǎn)千噸級反滲透海水淡化系統(tǒng)及工程技術(shù)開發(fā)”的支持下，先后在山東長島、浙江嵊泗建成了1000m3/d反滲透海水淡化示范工程；2003年，國家發(fā)改委高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目“山東榮成日產(chǎn)10 000噸級反滲透海水淡化示范工程”在山東榮成市建成投產(chǎn)；2004年，國家科技部科技攻關(guān)項目“3000m3/d低溫多效海水淡化裝置”在山東省青島市黃島電廠建成投產(chǎn)；2005年以來，中國的海水淡化進入了快速發(fā)展期，在5年多的時間內(nèi)，國內(nèi)建成了一批大型海水淡化工程，其中包括廣東東莞10萬m3/d亞海水淡化工程項目（為目前亞洲規(guī)模最大的亞海水淡化裝置）；中廣核紅沿河1.5萬m3/d海水淡化工程項目，該項目是膜法海水淡化在核電領(lǐng)域中最大的應(yīng)用項目之一；浙江六橫10萬m3/d海水淡化示范工程（一期工程于2009年投產(chǎn)）和天津北疆電廠100?000m3/d海水淡化工程等，均為目前全國最大的海水淡化工程項目之一；2010年河北曹妃甸5萬m3/d海水淡化工程，這是我國最大的市政用水項目。至此，標(biāo)志著中國的海水淡化工程技術(shù)已達到國際先進水平。
圖1 嵊泗自來水公司海水淡化裝置（目前總規(guī)模已達12000m3/d）
初步統(tǒng)計，截止2009年底，中國已建成海水淡化裝置62套，日淡化海水能力接近40.88萬m3，比上一年增長64%，比2007年增加一倍左右。目前建成運行的海水淡化運行裝置總數(shù)為48套，占建成裝置總數(shù)的80.4%，合計產(chǎn)水能力31.93萬m3/d，占總制水能力的79.4%。
從海水淡化技術(shù)角度看，反滲透（RO）和低溫多效蒸餾（MED）是國內(nèi)海水淡化工程中應(yīng)用最多的方法，已建成投產(chǎn)的海水淡化裝置中，反滲透法和低溫多效蒸餾法合計占了總產(chǎn)水量的95.16%。反滲透法，約占83.87%；低溫多效蒸餾法排在第二，約占11.29%。反滲透海水淡化技術(shù)應(yīng)用于市政供水具有較大優(yōu)勢，幾乎所有用于市政供水的海水淡化系統(tǒng)均采用了反滲透技術(shù)。
圖2 廣東玖龍紙業(yè)10萬噸級反滲透亞海水淡化裝置
中國海水淡化市場
電廠、石化、鋼鐵冶金、水泥等重化工企業(yè)，在生產(chǎn)中需要消耗大量淡水。對于選址在海邊缺水城市的重化工項目，與人爭奪有限的淡水源，終將得不償失。海水淡化處理成為國家發(fā)展戰(zhàn)略的必然選擇。國家在政策上也對海水淡化產(chǎn)業(yè)化推廣給予支持，全球海水淡化市場以每年以20%的速度增長，預(yù)測至2020年，全球海水淡化總裝機總量將達到1.19億m3/d，市場價值預(yù)計在700億美元以上。在中國，海水淡化需求日益擴大，根據(jù)國家《海水利用專項規(guī)劃》，我國沿海地區(qū)在2010年將建成日產(chǎn)水量達80~100萬t的海水淡化裝置規(guī)模，按每噸水投資成本0.7萬~0.8萬元計算，需投資約56億~80億元；2020年將新增日產(chǎn)水量達180萬~200萬t的海水淡化裝置規(guī)模，按平均投資6000元/m3計算，需投資約108萬~120億元。
膜法海水淡化技術(shù)是海水淡化的主流技術(shù)，目前，我國已建成的海水淡化裝置中80%以上采用膜法，預(yù)計到2015年，國內(nèi)膜法海水淡化技術(shù)將保持90%左右的比例。因此，國內(nèi)膜法海水淡化市場規(guī)模約72萬~90萬m3/d，市場前景看好。值得一提的是，從2009年開始涌現(xiàn)出一批日產(chǎn)達10萬t以上的大型海水淡化項目。隨著水價進一步上漲，與海水淡化成本持平，下一步將很快進入城市管網(wǎng)，從而引發(fā)規(guī)模浩大的海水淡化需求。
圖3 舟山六橫10萬噸級反滲透海水淡化
中國海水淡化發(fā)展趨勢
隨著中國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，沿海地區(qū)水資源供需矛盾日益突出，中國的海水淡化將持續(xù)快速發(fā)展，并呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢：
單機產(chǎn)能大型化
優(yōu)化大型單機設(shè)計、成套、制造技術(shù)，提高單機產(chǎn)能，使反滲透海水淡化單機規(guī)模達到15000~20000m3/d，低溫多效單機規(guī)模達到20000~25000m3/d，單機產(chǎn)能達到國際通用水平。
目前，以杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心為主，聯(lián)合國內(nèi)其他科研院所正在承擔(dān)國家科技工程，其中包括國產(chǎn)化10000m3/d反滲透海水淡化示范工程、單機產(chǎn)能達10000m3/d以上，這將有力推動中國海水淡化單機產(chǎn)能大型化的進程。
圖4 遼寧紅沿河核電海水淡化項目——成套反滲透裝置
應(yīng)用規(guī)模化
未來幾年，國內(nèi)沿海地區(qū)將建設(shè)一批大型海水淡化裝置，包括5萬噸級、10萬噸級，甚至數(shù)十萬噸級的海水淡化工廠，大規(guī)模應(yīng)用趨勢顯現(xiàn)。
核心部件水平提高
為保障供水安全，必須解決核心部件依賴進口的狀況。中國將會加強大部分制膜材料、不銹鋼、耐腐蝕鋁合金和鈦合金管等原材料的研究。通過原材料的改性研究，提高核心部件技術(shù)水平，使海水淡化反滲透工藝和膜組器、低溫多效應(yīng)用的熱泵等設(shè)備接近或達到世界先進水平。
配套設(shè)備國產(chǎn)化
至“十二五”末，海水淡化系統(tǒng)的關(guān)鍵配套設(shè)備，如反滲透膜元件、能量回收裝置、高壓泵、熱泵、真空泵、蒸發(fā)器等，能實現(xiàn)國產(chǎn)化，使系統(tǒng)的國產(chǎn)化率由目前的40%提高到70%~85%。國產(chǎn)化率的提高勢必將降低投資，減少運行成本，提高核心競爭力，使中國海水淡化裝置的整體水平進入到國際先進行列。
圖5 曹妃甸50 000m3/d海水淡化項目（中心海水淡化EPC總項目）
工藝多樣化
加強技術(shù)創(chuàng)新和集成，根據(jù)不同的海區(qū)和用途，采用不同的淡化工藝，如常規(guī)預(yù)處理工藝、雙膜法工藝，進一步開發(fā)和完善熱法與膜法耦合工藝、淡化設(shè)備與核能、天然能耦合工藝等。
綜上所述，中國海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊，“向海洋要淡水”已經(jīng)形成了方興未艾的產(chǎn)業(yè)。為推動我國海水淡化和膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)的進步和發(fā)展，杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心作為中國海水淡化事業(yè)的開拓者，肩負(fù)著發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)的重任，對此，中心擬籌建國家級海水淡化基地，計劃總投資6.5億元�；財M按照“一個主體、兩個聯(lián)盟”的方式組建，一個主體為杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心的海水淡化研發(fā)、產(chǎn)品生產(chǎn)和系統(tǒng)集成；兩個聯(lián)盟一是以中心系統(tǒng)集成制造為主體，聯(lián)合上游關(guān)鍵設(shè)備制造單位建立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟；二是以中心的研發(fā)為主體，聯(lián)合國內(nèi)著名院校、企業(yè)共同建立技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟，力爭通過5~10年的發(fā)展和創(chuàng)新，使我國海水淡化技術(shù)產(chǎn)業(yè)跨入國際先進水平�；氐陌l(fā)展目標(biāo)為：成為國內(nèi)領(lǐng)航、國際一流、集研發(fā)、設(shè)計、制造、集成于一體的膜工業(yè)企業(yè)。基地建成后，基地主體部分預(yù)計可實現(xiàn)15億元的產(chǎn)值，形成的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟可實現(xiàn)100億元以上產(chǎn)值，使基地成為產(chǎn)品種類最多、服務(wù)功能最全、經(jīng)營規(guī)模最大的國家級海水淡化和膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地，目前已進入實質(zhì)性階段。
中國海水淡化建議
隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，水資源缺乏已成為制約我國沿海地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展的瓶頸，急需發(fā)展先進的海水淡化技術(shù)。目前，海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于初始階段，還存在著一些困難，包括投資、水價等。因此，建議國家和地方應(yīng)從戰(zhàn)略高度支持該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)致力于海水淡化事業(yè)的科研機構(gòu)、企業(yè)也應(yīng)吸收發(fā)達國家經(jīng)驗，努力趕超國際先進水平。
相關(guān)建議如下：
參照國家公益性水利工程建設(shè)給予投資和貸款等優(yōu)惠政策；
參照國家對城鎮(zhèn)自來水供應(yīng)企業(yè)的稅收優(yōu)惠政策，并給予電價和水價補助；
對海水淡化技術(shù)生產(chǎn)成套裝備的企業(yè)給予減免稅等；
加大技術(shù)創(chuàng)新投入，提高技術(shù)水平，降低投資和運行費用。
小結(jié)
近年來淡化技術(shù)已經(jīng)有相當(dāng)?shù)倪M步，對于增加產(chǎn)水率、節(jié)約能源、降低結(jié)垢等有很大的改善，淡化所需之材料也易于取得，使用壽命也逐漸延長，相對單位產(chǎn)水價格也日漸降低。
總而言之，就是海水淡化規(guī)模愈來愈大，耗能愈來愈低，成本愈來愈合理。尤其以鼓勵民間企投資興建營運模式的推動，其成本更是具有商業(yè)化的潛力，目前全球已有30多個政府與企業(yè)共創(chuàng)雙贏的海水淡化成功案例。
溫總理在2009年底關(guān)于《讓科技引領(lǐng)中國可持續(xù)發(fā)展》講話中強調(diào)了以新能源、節(jié)能減排、信息技術(shù)、新材料、生物醫(yī)藥、空間海洋技術(shù)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)將成為中國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和再次快速發(fā)展的重要推動力。其中以海水淡化為代表的海洋產(chǎn)業(yè)和海洋資源利用有望在未來獲得政策的大力支持，并成為新經(jīng)濟發(fā)展又一輪強勁動力源泉。
杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心
杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心（以下簡稱“中心”）組建于1984年，其前身是國家海洋局第二海洋研究所海水淡化研究室；2006年，根據(jù)國家科技體制改革的要求，轉(zhuǎn)制進入中國化工集團藍(lán)星總公司，成為科技型企業(yè)，專業(yè)從事液體分離膜及其水處理技術(shù)研究開發(fā)、工程咨詢設(shè)計、產(chǎn)品生產(chǎn)與裝備制造和總承包。中心現(xiàn)有職工260人，專業(yè)技術(shù)人員占70%以上，擁有工程院院士1名，享受政府特殊津貼專家10人，高級專業(yè)技術(shù)人員50人，中級專業(yè)技術(shù)人員69人，是目前我國從事膜法水處理技術(shù)研究開發(fā)最早、技術(shù)力量最強的單位之一。目前中心是國家液體分離膜工程技術(shù)研究中心、國家凈水設(shè)備技術(shù)動員中心和浙江省膜技術(shù)工程研究中心的依托單位，也是中國海水淡化與水再利用學(xué)會、浙江省膜學(xué)會的掛靠單位。
