山东省地下卤水资源产业转型发展路径选择

梁姝娜 李 楠

引 言

资源型城市经过多年的高强度开发，资源储备逐渐枯竭，必将走向“矿竭城衰”，因此，产业转型是资源型城市可持续发展的客观要求。产业转型的关键是再造竞争优势，产业转型的模式主要有产业延伸模式、产业更新模式和复合模式。[1-2]美国休斯敦是“延伸产业链，带动相关产业，实施小转型”，发展接续产业的产业延伸模式的成功案例；日本九州是“引入全新替代产业，实施大转型”，发展替代产业的产业更新模式的典型代表。[3]但是，大多数资源型城市资源发生枯竭、经济出现衰退时，城市基础设施建设不足、自然人文环境不良，缺乏聚集效应，在这种情况下实现产业转型，往往难度很大，即使产业转型能够实现也是一个痛苦而漫长的过程。[4]因而，资源型城市转型效率总体上不高。相对而言，在经济、资源、环境等指标方面转型效果较好，在社会指标尤其是就业方面，效果不理想。[5-8]其主要原因在于资源型城市发展缺乏规划。“及早进行规划”是非常必要的，否则，只能进行“补救性事后治理”。[4]资源型城市的经济成功转型需要战略创新。[9]

资源型产业是资源型城市的基础和核心，资源型城市面临的“矿竭城衰”问题从根本上看是由资源型产业的“矿竭业衰”引起的。因此，在资源枯竭前，前瞻性地探索资源型产业转型问题，避免出现国内外资源型城市“矿竭城衰”造成的严重经济、社会问题，具有重大的理论和实践意义。

地下卤水是一种不可再生的矿产资源。山东省是我国地下卤水资源储量最大、开采利用最多、卤水资源产业最集中的地区。山东省深层卤水资源储量有限，开采利用成本高，目前开采利用的主要是浅层地下卤水资源。综合理论界和实业界的判断，浅层地下卤水资源仅可供开采7年左右，此后将枯竭。本文尝试在山东省地下卤水资源枯竭前，探索产业转型途径，为资源枯竭时的产业转型做出准备。

一、山东省地下卤水资源概况

(一)地下卤水的自然特征

波美度(Baume，符号为°Bé)是表示溶液浓度的一种方法。盐业生产中以波美度表示海水与卤水的浓度(即含盐量)。1°Bé≈1%的含盐量≈10 g/L(矿化度)。矿化度>50 g/L即 5°Bé的咸水称为卤水。[10]地下卤水(Subsurface Brine)是指含有多种工业原料、矿化度>50 g/L，即5°Bé以上的地下水。地下卤水不仅是食盐的主要来源，也是富含Br(溴)、B(硼)、I(碘)、Sr(锶)、Li(锂)、K(钾)、Ba(钡)等几十种化学元素的天然液体矿产资源，根据埋藏深度分为浅层卤水(埋深<100 m)、中深层卤水(埋深100—400 m)和深层卤水(埋深>400 m)。地下卤水主要用来提取食盐和各种工业原料，从卤水中提取NaCL(氯化钠)、KCL(氯化钾)、MgCL2(氯化镁)、MgSO4(硫酸镁)外，还可提取Br、B、L、Sr和Li等，具有较高的工业价值和综合开发价值，主要工业产品有氯化钠、氯化钾、氯化镁、溴素、纯碱、硫酸钾和元明粉等，另外还可制成盐化工产品的深加工产品。[11]

(二)山东省地下卤水资源的储量及分布

山东省地下卤水属于滨海相卤水矿，资源比较丰富，主要分布于环渤海湾沿岸，在莱州湾西南岸的莱州、昌邑、寒亭、寿光、广饶、东营地区和黄河三角洲北部沿海的无棣地区均有分布。[11]山东省深层地下卤水资源主要形成于古近纪，[12]浅层地下卤水资源主要形成于第四纪晚更新世，[13]每年虽有少量补给，但远不及开采利用数量。

鲁北地质工程勘察院完成的《山东省地下卤水资源综合调查评价报告》显示，山东省浅层地下卤水(埋深<100 m)矿床主要分布在黄河三角洲平原区、莱州湾南岸平原区和胶州湾港湾区，呈条带状沿海岸带分布，面积约3 003 km2，储量为80.8亿m3。[14]山东省中层地下卤水(100 m<埋深<400 m)矿分布于东营城区和河口区五号桩一带，分布面积大约为 400 km2，静储量可达约15亿m3，具有一定的开采潜力。[12]山东省深层地下卤水矿体主要赋存在东营凹陷、惠民凹陷、阳信凹陷及车镇凹陷内，总面积约2 090 km2，静储量可达约200亿m3。[12]其中，东营深层卤水埋深2 500—3 000米，为CL-Na(氯-钠)型原生卤水，矿化度一般在150—250 g/L。除比海水、莱州湾卤水含有更高氯化钠外，还含有丰富的碘、溴、锂、钙、钾等经济价值较高的化学资源，卤水中影响盐质的镁、硫酸根、硝酸根极少，适合提碘、溴、锂、钾等产品和卤水直接制碱生产，是我国发现的最有综合利用价值的地下化学资源，诸多方面相较而言，比开发莱州湾地下资源更具有优势。[15]

二、山东省地下卤水资源产业发展概况

(一)山东省卤水资源产业基本状况

山东省卤水资源产业主要分布在潍坊市、东营市、滨州市和烟台市的莱州市，其中潍坊地区产业规模最大。目前山东省卤水资源产业主要是开采利用浅层地下卤水，东营市个别企业开采深度达300 m左右，深层地下卤水尚未开采。山东省利用地下卤水资源主要是提取溴素和制盐，个别企业如山东海化集团近年来开始以提溴、制盐后的苦卤为原料生产硫酸钾、氯化镁等，但规模还比较小。山东省海盐(1)海盐主要是指海水晒制的盐，因沿海地下卤水来源于海水，所以卤水也被称为浓海水，卤水制的盐属于海盐。产量占全国海盐产量的75%以上，溴素产量占全国的60%以上，其中，85%的海盐和溴素来源于地下卤水。盐和溴素是重要的化工原料。山东省卤水资源产业利用溴素主要是生产阻燃剂、医药中间体，也有企业开发了染料中间体及以溴素为原料的其他产品；利用盐主要是生产两碱，纯碱和烧碱，少部分食用。山东省卤水资源产业开采、利用卤水资源情况如图1所示。

(二)山东省卤水资源产业发展面临的问题

1.浅层卤水资源将枯竭

山东省地下卤水资源虽然每年有潮间带的少量补给，但补给量远小于开采量，因此，就地下卤水资源开采利用而言，从生成年代和生成条件看，山东省地下卤水资源属于不可再生资源。由于多年的开采利用，浅层卤水资源日渐减少。主要表现为，开采卤水的井深不断加深，由30—40 m到目前的80 m左右；上水量不断减少，由15—25方/小时下降到目前的3—15方/小时；浓度不断降低，波美度每年下降0.3—0.5度，含溴量从280克下降到120克。综合理论界的研究结论[16]和实业界从业人员的估计，按照目前的开采技术和开采量，山东省浅层地下卤水仅可供开采7年左右，即将在2028年前后枯竭。

2.卤水资源利用效率低

从目前情况看，山东省卤水资源利用效率低，存在严重的资源浪费问题。山东省开采地下卤水资源主要用于晒盐和提取溴素。对卤水资源的利用方式主要有四：一是利用卤水晒盐，余液排放掉。这种情况主要存在于一些小型盐场中；二是利用卤水提取溴素，余液排放掉；三是利用卤水提取溴素，余液晒盐，晒盐后剩余苦卤排放掉。这种情况是主流，大部分卤水化工企业属于这种情况；四是利用卤水提取溴素后晒盐，剩余苦卤再提取其他物质。这种情况主要存在于一些大型海洋化工企业中。

卤水资源含有丰富的溴素，提取溴素的技术要求和经济成本都不高，卤水只用于晒盐后即排放掉，造成严重的资源浪费。经过提取溴素和晒盐后的苦卤排放，同样存在资源浪费问题。因为苦卤浓度能达到28°Bé，经过复晒析出少量盐后，苦卤浓度可达30°Bé，目前的技术可以提取硫酸钾和氯化镁等物质。即使利用苦卤提取了硫酸钾和氯化镁等物质，仍然有一些有价值的物质，因技术、成本等原因没有提取。

3.资源环境问题严重

山东省对地下卤水资源的开采利用造成了较为严重的环境问题。第一，经过提溴和晒盐后排放掉的残液浓度仍然较高，排放到陆地，造成土壤、地下淡水的污染；排放入海，改变了海水的浓度，破坏了海洋的生态环境。第二，长期过量开采地下卤水，改变了地层应力，形成地下卤水降落漏斗，引发一定程度的地面沉降及海水入侵，海水入侵又进一步污染了土壤和地下淡水资源。第三，粗放利用卤水晒盐，建立的大面积盐田，占用了农地，造成农地资源浪费。

三、山东省地下卤水资源产业转型的路径选择

山东省地下卤水资源将枯竭，目前卤水资源利用效率低并造成资源环境破坏，使卤水资源产业不得不面对转型问题，急需在资源枯竭前，遵循因势利导和因地制宜的原则，探索转型路径。

(一)重点发展接续产业

发展接续产业，属于“相关多元化战略”，通过利用现有资源和产业基础，开展深加工，延长产业链。发展接续产业的主要条件是资源充足和技术创新。山东省卤水资源产业应因势利导，重点发展接续产业。

1. 重点发展接续产业的必要性

发展接续产业是山东省卤水资源产业转型的首选路径。根本原因在于，溴素是卤水资源最主要的产品，而我国溴素市场需求量大，国内产能不能满足需求，供需缺口在20%—50%之间。我国溴素产量及进口量如图2所示。受国际形势不确定性的影响，进口溴素的价格和数量不稳定，会对国内市场造成冲击。2021年，由于环保因素，山东省很多卤水资源企业停产，溴素产量下降，同时，由于疫情影响，进口溴素数量少、成本高，致使2021年溴素价格显著提高，2021年6月份溴素价格同比涨幅超过62%；1—6月份价格均值同比涨幅达28%。因此，山东省卤水资源产业转型首先要重点发展接续产业，以稳定溴素的供给量和价格，保障国内市场基本需求。

图1 山东省卤水资源产业开采利用卤水情况数据来源:产业信息网:https:∥www.chyxx.com/industry/。图2 2014—2019年中国溴素产量及进口量(单位:万吨)数据来源:产业信息网:https:∥www.chyxx.com/industry/。

2.发展接续产业的具体路径

发展接续产业，重点是解决两个问题：资源接续问题和资源利用效率问题。

(1)解决资源接续问题

山东省卤水资源产业主要是通过开采地下卤水提溴、制盐，再对溴和盐进行深加工。原盐按其来源可以分为海盐、井矿盐、湖盐等多种，我国原盐年产能已超1亿吨，近几年开工率维持在80%上下。山东省卤水制盐产量在全国盐总产量中所占比例小，不足10%，卤水资源枯竭后，山东省以卤水盐为原料的企业可以用其他种类的盐替代卤水盐，解决资源接续问题。

以溴素为原料的企业，其原料来源可以有三种：开采深层地下卤水、以海洋水提取溴素、进口溴素。第一，开采深层地下卤水。在山东省浅层地下卤水枯竭后，可以探索开采深层地下卤水资源，但就目前情况看，深层卤水资源分布比较集中，主要在产业发展相对较弱的东营和滨州地区，而产业最为发达的潍坊地区几乎没有，并且深层卤水开采成本过高，因此，从产业分布和开采成本角度看，近年内开采深层卤水资源效益比较低。深层卤水资源可以作为长期的资源储备。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来源，但因海洋水溴素浓度低，提取成本较高。日本是目前世界上唯一主要以海洋水为原料提取溴素的国家，其产能约占世界的3%。我国浙江、天津、山东沿海企业已开始利用海水淡化后的浓海水提取溴素，受海水淡化成本限制，生产规模仍较小。2021年6月，国家发改委联合自然资源部印发《海水淡化利用发展行动计划(2021—2025年)》，积极推动海水淡化产业发展，这将有力促进海洋水提溴产业的发展。在山东省浅层地下卤水资源枯竭后，海洋水可以成为接续资源。第三，进口溴素。目前，全球溴素年产能大约80万吨，以色列和约旦两国的产能占比近60%，我国溴素年产能10万吨左右，占比约13%。以色列和约旦的溴素主要来源于死海，死海的自然条件决定了溴素生产成本显著低于世界其他地区。死海地区高产能、低成本的溴素可以成为山东省发展溴素接续产业的原料来源。此外，美国和印度的年产能分别占世界的19%和6%，也可以成为我国溴素的原料来源地。(2)全球溴素产能及各国占比数据来源于2021年7月24日“第22届中国·青海绿色发展投资贸易洽谈会建设世界级盐湖产业基地高峰论坛”。

(2)解决资源利用效率问题

卤水资源利用效率低，相当于加速资源枯竭，相反，如果提高资源利用效率，相当于延长资源开采期限。目前山东海化集团有限公司通过技术创新已实现了“一水六用”，即海(卤)水养殖、放牧卤虫、化工工艺冷却、提溴、制盐及生产硫酸钾，使卤水上下游产品接续成链。“一水六用”的实现标志着提高卤水资源利用效率在技术和成本方面具有可行性，极大地提高卤水资源的利用效率，未来发展潜力大。持续的技术创新将提高资源利用效率，进而延长产业生命周期。

(二)发展替代产业

发展替代产业属于“非相关多元化战略”，企业退出当前产业，根据市场需求，重新选择进入新的产业。在浅层地下卤水资源枯竭后，作为产业链第一个环节的开采企业显然无法接续发展，还有部分生产规模小、技术相对落后的企业以及政府根据产业发展需要责令关停的企业，只能发展替代产业。对于替代产业的选择，没有统一的标准，山东省卤水资源相关企业应立足自身实际，把握市场需求，遵循因地制宜原则选择新的产业。

四、结论与对策

为了避免山东省地下卤水资源因“矿竭”而引发“业衰”，要前瞻性地探讨产业转型问题。产业转型路径主要有两条：通过开采深层地下卤水、以海洋水提取溴素、进口溴素等方式获得替代资源，实现资源接续，发展接续产业；放弃原资源型产业，从市场需求出发，因地制宜发展替代产业。

企业以盈利为目的，产业转型将给企业带来成本大幅上升、利润大幅下降的风险，这种风险将促使企业回避转型或拖延转型。为此，山东省及相关各市政府应实行积极的产业政策，引导卤水资源产业发展。政府应运用财政手段，利用税收优惠、经费支持政策鼓励现有企业进行技术研发，提高资源利用效率；对于发展接续产业的企业，通过税收优惠，鼓励企业积极开拓、获取替代资源；对于发展替代产业的企业给予一定期限的税收优惠；对于关停企业的员工给予补偿。政府运用税收优惠手段支持卤水资源产业转型，在当期并不会加重财政负担，反而会在未来获得产业可持续发展带来的新的税源。此外，政府也应运用行政手段，严格审批新建卤水资源项目，关停现有规模小、资源利用效率低的企业，以保护现有卤水资源。