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基于自给的新加坡水资源战略

2011-02-17张玉梅

再生资源与循环经济 2011年2期
关键词:淡化水源海水

张玉梅

(河北科技大学,河北石家庄050012)

基于自给的新加坡水资源战略

张玉梅

(河北科技大学,河北石家庄050012)

水资源短缺正成为带有全球性的问题,随着城市化和经济的发展,水的供给和使用正成为比能源更为紧迫的问题。新加坡自身淡水资源匮乏,供水的不确定性威胁着这个国家的生存和发展,新加坡通过自身努力,走出了一条独特的供水用水之路。新加坡不仅解决了水源自给问题,而且正成为全球水务的枢纽。

新加坡;水;海水淡化;战略;软实力

新加坡作为一个岛国,自然资源匮乏,没有腹地,没有天然的蓄水层,没有自然的湖波可以取水或储水,唯一的本地可取水源就是雨水。获取水源不仅关系到这个国家的生存,更是一个国家的政治、经济、技术、外交上的一个重要课题。自从获得独立以来,新加坡经济增长、人口增加,城市发展很快,不仅是世界上首屈一指的花园城市国家,也是亚洲四小龙之一。然而就是这样一个创造奇迹的国家,本身却是极度缺水的国家。根据联合国教科文组织的研究,新加坡淡水供应量在全球190个国家中排名170位。新加坡独立后的成功史本身也是一个争取水源自足的历史。新加坡通过多种不懈努力,不仅有望解决自身天然缺水的历史,而且有望成为世界上的淡水枢纽中心。连续召开的三届国际水博览会吸引了全球众多的公司、专家和学者的参加,而且也赢得了国际上的普遍赞誉。

1 新加坡的用水需求

人们离开了能源仍可以生存。迄今为止,离开了水,人们就难以生存,水是比能源更为珍贵的资源。1965年新加坡脱离马来西亚获得独立,然而,一个不争的现实却是接近80%的用水将不得不按照协议从马来西亚购买。长期以来,新加坡和马来西亚因为供水问题争议不断,成为悬在新加坡生存、发展、国家尊严上的达摩斯之剑。马来西亚前总理曾威胁说:“如果新加坡的外交政策损害到马来西亚的利益,我们可以切断柔佛水供,对他们施加压力。”[1]新加坡领导人深知这意味着什么,前总理李光耀曾目睹过日军之所以能从英国手中夺过新加坡这块地盘,就是靠切断供水管道的方式达到目的的。尽管从未发生过撕毁协议的情况,一旦发生政党更迭、政治骚乱等,水源被切断,就等于把新加坡置之于死地。新加坡除了在外交上与马来西亚进行周旋,利用国际公约条款争取到水源的持续供给。为应对极端特殊情况发生,也曾专门为保证水源供给筹建了一支军队,一旦水源遭到破坏,将派出军队进行危机处理。事实上,尤为可贵的是,新加坡通过自身的不断努力,逐渐减少了对马来西亚供水的依赖。正如新加坡本身没有任何旅游资源可以利用照样可以发展成为最具吸引力的旅游国家一样,新加坡把贫水问题转变为发展的机遇和契机,以水资源的循环利用技术开发展示了其良好的国家软实力。

新加坡与马来西亚两国之间有两份供水协议,分别签署于1961年和1962年,两份供水协议就取水地点、数量、价格等进行了确定。1961年供水协议的时效是50年,将于2011年到期,新加坡基于自身供水能力的提高,决定将不再与马来西亚续约。但这并不意味着新加坡不再从马来西亚买水,新马两国之间仍可以履行1962年协议,该协议的时效是100年,2061年到期。按照新加坡目前的发展态势,到2061年第二份协议到期时,将完全可以实现水源的自给。

根据人口增长和经济发展的要求,预计未来50年,新加坡的用水量将在目前的日需求量1730万m3(3.8亿加仑)基础上增加一倍以上[2]。其中非居民消费将占70%,居民消费将占30%。新加坡自身地方狭小,毫无地下水源。为此,新加坡在水的需求和供给管理上走上了一条特色之路。从供应的角度,为实现水源的自给自足,在雨水收集、海水淡化和污水处理上取得了长足的进步。具体表现为继续扩大海水淡化处理能力,到2061年,海水淡化处理能力提高10倍以上,更新扩容污水处理能力,经过污水处理过的水进行重新利用,扩大雨水积水区域和面积。在用水需求上加强了严格管理,在保证居民生活质量不降低、对经济发展不产生不利影响的前提下,反而通过水这一载体构建了新的经济增长模式。

2 目前的水源状况

2.1 集水

新加坡尽管没有地下水,但可以得到很多雨水,年降雨量在2 400 mm左右。不管是街道、池塘,甚至高大的建筑物,都会成为积水区域,然后由排水管道输送到蓄水池,进行清洁处理。从最小的雨滴到滂沱大雨,尽可能都收集起来。新加坡的雨水收集区域如同一个巨大的海绵有效地散布在这个城市花园国家,在基本能满足新加坡供水需求20%的前提下,积水成为该国第一个水喉。

新加坡的集水区域占到了整个国土面积的一半,随着滨海堤坝的落成和功能的发挥,2011年整个集水区域将占到整个国土面积的2/3。滨海堤坝横贯滨海水道河口,集水区域达到667 hm2,相当于新加坡国土面积的1/6。它不仅是最大的集水区域,也是最现代化的城市区域。该大坝不仅储蓄了淡水,增加了水供应,而且可以起到防潮水侵入作用,有效地防止了城市内涝。根据新加坡对水资源管理的整体理念,滨海堤坝上安装了绿色顶棚,形成隔热层,双层玻璃板减少了热量向内渗入,防止了水的蒸发散失。太阳能公园发电则为室内提供照明,为雨水和净水在管道的流动提供动力。该大坝作为一项公共设施,也是人们休闲娱乐的最佳去处,大坝没有出口和进口,反应了水资源的理念——欢迎、拥抱、开放。基于此,居民不仅可以在此举行各种活动,作为休闲的好去处,人们可以在此划船、泛舟,而且增加了居民的主人翁意识。尽管新加坡天然缺水,但仍然用水的灵性来使生活丰富多彩。在建筑长廊内,则用各种形式讲述水的过去与未来,起到了宣传教育公民的作用,而且吸引了国际上的大量游客。新加坡计划把国土面积的90%都用来做集水区域,不放过任何一滴水,当然这对地面环境提出更高的要求。任何滴落在屋顶、庭院还是停车场的水,都会最终得到回收利用,而且保持了环境的干净卫生。

不过,国土面积有限,收集的雨水有限,况且受到天气和气候变化的影响,雨水收集难以满足国内的用水需求,新加坡有关部门并没有把此作为重点发展,进行围海造田,储存淡水。也考虑充分利用岛国地形,挖出花岗岩卖给建筑行业,构建地下人工蓄水池。

2.2 污水处理

迫于水源不能自给给国家独立、经济发展带来的不利影响,新加坡人把目光投向了污水利用。新加坡是岛国,周围是海,不管是生活污水还是工商业污水都可以排向大海,但这也可能为其环境带来不利影响。基于多方面考虑,从20世纪70年代以来就开始进军污水处理利用。所谓污水处理利用即通过双层膜技术(微过滤和逆向渗透)以及紫外线技术,把所有污水进行再处理,只有那些难以除掉的杂质最终排放到海中。污水再利用的初衷是能为企业和商用提供可以不达到饮用标准的水源,现在不仅可以供工商业做循环水使用,而且水质达到了饮用水标准,由污水处理而来的水取名为“新生水”。不断探索,不断追求,新生水已经通过65 000次科学试验。高科技的大量应用,使新生水的各项指标都优于目前使用的自来水,清洁度比世界卫生组织规定的国际饮用水标准高出50倍[3]。水质不仅达标,而且还超过了世界卫生组织规定的饮用水标准。因此新加坡把新生水与大坝和水库中处理过后的水供人使用。

在新加坡,没有废水的概念,只要是含有水的成分,即使是污水,也可重新利用。正因为没有地下蓄水层,岛国的独特地理特点没有海水倒灌和渗入地下层的可能性,新加坡在地下20~55 m范围内建造了类似高速公路网路的水路系统,用来对污水进行回收。该系统把新加坡东部和北部的水汇集到樟宜进行处理。按照新加坡公用事业局的理念,保证这套水路系统的设施100年不过时,其排水系统借助重力作用把家庭污水和工业污水收集起来,通过地下48 km的地下排水管道输送到处理中心。新加坡人形象地把排水管道称之为高速公路。目前日处理80万m3的污水,把少部分难以分离的废水排入深海,或者进一步处理。

运用地下排水系统,用于处理水的土地可以释放出来改作他用。地下管网内的废水的排放与流动借助重力作用,不仅减少了动力消耗,而且也减少了水的溢流,减少了对环境的污染,正因为新加坡土地狭小,处理厂建得很紧凑,相当于常规处理厂的1/3,但其体现的规模经济则是一览无余。

目前新加坡共有5家污水处理厂,樟宜的处理厂是最大的,日供应新鲜水能力22.7万m3。2008年污水再循环利用还只能满足该国15%的用水需求,目前已经能够满足国内30%的用水需求。作为近期目标,到2020年,污水处理得到的循环纯净水将能满足40%的需求。新加坡计划2030年前后,在西部建成第六个污水处理厂,把污水处理能力提高3倍,到2060年,完全有信心仅污水处理后的新生水就能够满足50%的需求[2]。污水处理被新加坡政府列为最为可行的确保水源自我供给的战略之一。它与海水淡化共同展示了新加坡在水开发利用的先进技术,向世界证明了新加坡人为世界作出的贡献。

2.3 海水淡化

新加坡国土面积只有707 km2,四周除了与马来西亚相连的水堤,四面被水包围。新加坡把目光投向了海水,向海水要淡水成为新加坡争取水源自给的一个战略目标。按照污水处理的理念和办法,只要是水就可以分离出可用的水来。新加坡动用储备基金,加大投入和研发力度。2005年,新加坡首个采用反向渗透膜科技的海水淡化厂开幕。

目前正在投入使用的海水淡化处理厂能够满足新加坡10%的用水需求,日产淡水13.6万m3。第一家海水淡化厂新泉(SingSpring)于2005年9月开始运营。迄今为止,该厂是全世界最为节省能源的处理厂之一。

新加坡正在进行第二个海水淡化处理厂的招标工作,预计2013年建成投入使用,建成后将增加318 500 m3淡水,届时将能够满足1/4的用水需求。预计该工程将耗资数亿美元。在此基础上,新加坡计划把其海水淡化的处理能力提高10倍,达到每天350万m3,因为到2061年,新加坡与马来西亚的1962年协议将到期,也即扩大海水淡化处理能力是解决新加坡水源实现自给的一个重要决定因素,至少要能够满足未来30%的用水需求。

海水淡化资本投入大,技术投入高,运营、保养、人工成本都相对较高。海水淡化的处理成本之高,很大一部分来自动力。当前世界上的海水淡化水平,为取得1 m3淡水,所需要的动力消耗是3 kW·h。海水淡化是否可取取决于当地所用的常规能源或可再生能源的优势情况。如果采用常规能源,无疑又为应对全球气候变化带来了挑战。海水淡化目前成本大约是0.9~1.66新元,相比之下,污水处理的新生水成本是海水淡化的1/3。进口水的成本是最低的,但那不是新加坡的长久之计和未来的发展趋向。新加坡之所以探索海水淡化技术,也在于看准了未来全球淡水危机的趋势,希望在这一领域成为行业领先者。

3 用水管理

早在世界各个国家把水作为免费品的时候,新加坡切身感受到水对于国家安全的重要意义。新加坡意识到,免费供应无疑于是对珍贵资源的管理失当。强烈的水资源意识引起了政府的前瞻性战略和行动,以及全社会的积极参与。在谋求水源自我供给增加的同时,通过需求管理和供应管理实现了用水的生态效率和社会效益。

从建国之初,新加坡就对产业布局进行了梳理,不仅规避了那些耗水比较高的产业,关闭了养猪场和养鸭场,而且在城市规划方面形成了以集水节水为核心的布局结构,其目的也在于加强对水的管理。

3.1 定价措施

根据世界经合组织发布的水价报告,新加坡的水使用价格与成本之比要高于其他国家。水价高不仅起到了遏制过度采用浪费的作用,而且为未来的投资提供了资金保障。因为城市给排水属于资本密集型产业,不管是取水、输水还是管线的维护都需要投资。以高于成本的定价方式可以用于设施的维护和重大项目的建设。这样,真正做到了取之于民,用之于民,实现了当代与未来之间的统一。

经济的发展,带来了高品质、高品味的生活,必然带来了相应的用水的增加,然而在新加坡,用水的价格机制发挥了良好的调控作用。居民用水和企业用水在一定界限内执行统一的价值。其理念是不管是家庭还是企业,都具有同等的责任来使用和保护水资源。

由于新加坡人均收入较高,贫富差距较小,在定价问题上,较少社会公平问题。考虑更多的则是生态可持续性、经济效率及水财政资金的盈余性。

用水的费用分为以下几类。一是按照用水量的多少实行累进征收,家庭月用水量低于40 m3,按照1.17元征收;超过40 m3,按照1.40元征收,体现了多用多支付的原则。二是污水处理费,按照0.28元/m3收取;三是卫生器材费,是针对用户的抽水马桶、小便盆和坐浴盆等卫生设施所征收的固定收费,用户必须缴纳,作为维修阴沟系统的费用之一。使用套数越多,征费越高。最后是节水费,2000年开始设置,按照前3项总额的15%征收,计入总账单。目前修改为按照使用水量账单30%征收。如果家庭超过40 m3,则按照45%征收,此举有效遏制了水的浪费。

3.2 强制措施

严格限制用水大户,号召企业自愿把用水降低10%,发起了诸如减少用水10%的挑战。号召家庭通过一些简单有效的建议,诸如减少淋浴时间,在马桶内安装水袋减少冲洗的用水数量。

自2006年开始推行用水器材的节水工作,要求所有出售与用水有关的商品必须有节水效能标志。此举从2009年7月起强制执行。居民楼、办公楼、商业楼内所有的水龙头、小便池和马桶进行限期改造,所有居民改造的用水设施自2009年7月必须有用水标志。以便到2012年实现人均155 L用水目标。到2020年降低为147 L,2030年再降低为140 L。

3.3 激励措施

针对工商业,设立节水基金,对于能够采取有效措施提供用水效率的组织进行资金支持,尤其是对能展开水循环利用的项目进行资金资助。用水量低于1 000 m3的公司都可以申请此项基金。如果公司想开展节水、循环水可行性研究,政府资助一半的研发成本,最高为50 000新元;假如可行性研究不能奏效,资助额度为10%,最高为10 000新元。每节省1 m3原水,资助0.4新元,节省新生水资助0.1新元,每节省1 m3工业用水,资助0.1新元。对于采用新技术能够实现节水的,资助购进设施成本的50%,最高1 000 000美元。

企业如果对用水进行审计,审计成功支付成本一半,最高5 000新元,如果对审计提出的措施不可行,可资助10%,最高1 000新元。

对于从事于节水有关的宣传活动,资助50%成本,最高5 000新元。

3.4 教育措施

寓教于乐、把节水教育与享受生活结合起来是新加坡目前展开节水活动的一个特色。如前所述,滨海大坝不仅仅是用来集水、防洪,而且也是进行水教育的活动场所,更是进行休闲娱乐的场所。在水库内进行泛舟和滑板活动休闲了身心,以水为媒介的生活多样性环境则陶冶了情操。为使水与城市环境的协调保持一致性和可持续性,新加坡公用事业局发起一项名为“ABC”(Active,Beautiful,and Clean)的长期活动,其主题是“富有活力、优美、清洁的水”。活力的宗旨表现为居民活动空间场所的改变,人与水的距离更密切,培养人享用水的主人意识。优美的宗旨表现为促进城市水库、河流与城市空间的协调统一。避免发生城市内涝,防止水源短缺,创造优美的生活休闲好去处。清洁的宗旨则体现为在提高水质量的同时,把水观念渗入到公众教育中。比如,政府当局出版发行了一本名为《纯净》的杂志,基本围绕着水主题展开,增强公众对水的兴趣。公用事业局的水亲善大使“活力水”,是一个带着讨人喜欢笑容的水滴吉祥物,其动画片《活力水历险记》以轻松有趣的方式教导儿童保护水源。

新加坡所采取的一系列措施,产生了良好的效果。家庭用水浪费逐渐减少,合理用水,节约用水成为一种潮流。2003年,家庭人均消费165 L水,随后下降为158 L。目前新加坡的人均用水量约为155 L。据统计全球的人均消费是200 L。新加坡计划到2020年把人均消费降低到147 L。

3.5 研发措施

新加坡非常注重对水技术的研究开发,研发的目的在于提高水源质量,保持成本的竞争性。2006年,政府建立了全国研发基金,计划在未来5年内,拨出50亿美元用于开创性的研发项目,其中3.3亿用于与水有关的研发基金。不仅如此,政府还拨出适当资金用于培训未来一代的研究开发人员。

新加坡对水源开发利用的一系列措施,也吸引了全球的水业巨头把目光投向新加坡,设立研发基地,参与新加坡的水源研发项目。目前荷兰的代尔夫特、美国的西图公司、通用水业、德国的西门子等都开始了在新加坡的运营,出于研发和商业目的与新加坡公用事业局签署了多项协议。为了吸引全球的人才,新加坡还设立了“李光耀水奖”,表彰对世界供水有重大贡献的个人或机构,奖金为30万新元。加拿大班耐戴克博士率领研发团队成功研发出能把各种来源的废水净化至可饮用程度的低压膜技术,成为首届大奖得主。2009年的“李光耀水奖”得主是荷兰的环境工程师卡茨·莱廷格教授。2010年的“李光耀水奖”得主是中国黄河水利委员会[4]。

4 水与国家软实力

新加坡在节水、开发水、用水等方面取得的成功,吸引了全世界的目光,成为继城市花园美誉之后的又一亮点。这里正成为与水有关的全球技术的中心,人才的汇聚地。早在2005年第一家海水淡化厂投产时,来自国际海水淡化协会的成员在新加坡举行了为期6天的大会。600多名与会专家和代表对海水淡化和水再利用进行了探讨,建议新加坡发展为水循环利用和海水淡化的世界枢纽。协会董事会成员马萨瑞·奎瑞哈拉表示,随着水回收和利用技术出现,污水处理将成为未来最可持续的水源。基于水源开发和利用的技术不仅体现了循环经济模式的重要特征,也是展示该国国家软实力的重要方面。自2008年以来,新加坡已经连续举办了3届国际水周展览,成为国际上与水相关的设备、技术、信息交流的中枢。缺少水源,为新加坡的独立生存带来了危机,然而新加坡人没有气馁,不仅化解了缺水带来的不利因素,而且把水源危机变成了水经济。根据最新的统计,新加坡在GDP上已经赶上马来西亚,而两国之间在国土面积、人口数量、资源禀赋等方面所存在的差距是不言而喻的。新加坡在争取水源自给上的成功,则展示了新加坡软实力所发挥的巨大作用。

5 对我国的启示

目前全球一半的人口生活在城市,城市人口比重有望继续增加,城市人口增加、全球气候变化,对城市用水提出了更高的要求。我国近年来城市化进程不断提速,能否有充足的水源供应正成为一项极其严重的挑战。我国人口占全世界人口的20%,淡水供应量却只占全世界的7%。从长期看,制约我国经济发展的一个因素依然是水资源的短缺。根据相关研究报告,我国每年由于缺水带来350亿美元的经济损失。我国水资源利用效率低,每生产1美元的GDP,其耗水量是20国集团平均水平的4倍。我国大约1/5的用水完全可以回收利用,因此水处理具有很大的发展潜力,应该积极借鉴新加坡在水源管理方面的经验,使我国的用水达到合理有效的水平。

[1]李光耀[新加坡].风雨独立路:李光耀回忆录[M].北京:外文出版社,1998:715.

[2]新加坡公用事业局网站[OL].hppt://www.pub.gov.sg.

[3]耿鸿江.当水危机到来的时候——赴新加坡、马来西亚考察随笔[J].水利天地,2008(6):19-20.

[4]中国日报网站.黄河连续11年不断流,水利部黄河委员会获李光耀水源奖[OL].http://www.chinadaily.com.cn/dfpd/henan/ 2010-08-26/content_766191.html.

Abstract:Water shortage is becoming a global pressing problem.With urbanization and economic development, water supply and use are becoming more pressing issues than energy.With little fresh water resources,the uncertainty of sustainable water supply in singapore had been threatening the country's survival and independence.Through its own efforts,Singapore tackled this issue in an admirable way.Singapore has not only realized self-sufficiency of water supply,but also become a global water hub.

Keywords:singapore;water;sea water desalinization;strategy;soft power

Singapore's water strategy based on self-sufficiency

ZHANG Yumei
(Hebei University of ScienceTechnology,Shijiazhuang 050043,China)

X703

A

1674-0912(2011)02-0040-05

2010-11-12)

张玉梅(1971-),女,满族人,北京理工大学博士生,现为河北科技大学理学院教师,从事有机合成研究。

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