用新发展理念引领我国海水淡化

阮国岭

自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所 天津 300192

水资源短缺已经成为制约我国经济社会可持续发展的瓶颈，中国的“大国崛起”需要更多的水作支撑，水资源安全保障面临的挑战将更加严峻。节水、调水和再生水利用的潜力已基本挖掘殆尽的情况下，迫切需要开发新水源，从根本上解决缺水问题。发展海水淡化，向海洋要淡水，是解决沿海地区水资源供需矛盾、保障供水安全的有效途径[1]。在国家多个规划的推动下，近年来我国海水淡化产业取得了快速发展，受技术进步、利益制约等相关因素的影响，我国海水淡化主要在工业领域获得了一些应用，但总量不多且城市供水的比例明显偏低[2]，与为市政供水为主的国际现状不符，更与我国的经济地位大相径庭。

习近平总书记在党的十八届五中全会第二次全体会议上首次提出了创新、 协调、绿色、开放、共享的新发展理念[3]，在新发展阶段从根本宗旨、问题导向、忧患意识等方面把握新发展理念，以新发展理念引领海水淡化高质量发展，促进海水淡化规模化应用，提高我国水安全保障能力，构建水资源集约安全利用的新格局，具有重要意义。

1 从水情来看海水淡化的历史方位

1.1 缺水是我国需要长期面对的战略问题

我国是世界上13个贫水国家之一，多年来人均淡水资源量仅为2 180 m3，是世界平均值的28%，正常年份缺水达5×1010m3[4]，人多水少，时空分布不均[5-6]，且资源性缺水和水质性缺水并重是我们的基本水情。随着气候变化和人类活动增加，先天水资源不足的状况还将进一步加剧。一些地区过度依赖长距离调水的方式存在安全和生态的双重风险，而大量超采地下水已严重破坏了区域水平衡，导致水生态损害、水环境污染和地面沉降等问题凸显。

中国的“大国崛起”必须要靠沿海作为引擎，以三大经济圈为代表的沿海地区将长期是中国经济的中心（2020年，三大经济圈国内生产总值占据全国的38%）， “胡焕庸线”的稳定性将长时期存在，这是自然规律和经济规律所决定的。然而经济“长板”的东部沿海的水资源已远远不能满足经济社会快速发展的需要，水资源量与其经济发展极不匹配，55个沿海地级市中有50个缺水，12个海岛县全部缺水，每年因缺水造成的直接经济损失高达数千亿元。如环渤海经济圈的核心——京津冀地区：国内生产总值（GDP）占全国8%，人口占全国8%，人均水资源量仅为全国的1/7，世界平均的1/28。海河流域水资源开发率高达106%[7]，远超国际公认的40%水资源开发生态警戒线。这是我国经济社会发展的长久制约，必须花力气解决。

1.2 解决水的问题必须坚持自主创新

习近平总书记2014年3月14日在中央财经领导小组第五次会议上提出的“原油可以进口，世界石油资源用光后还有替代能源顶上，但水没有了，到哪儿去进口？”振聋发聩。既然无法进口，只能自主创新，用自主创新来保障我国的用水安全。通过提高水利用率等措施实现节水，一定程度上缓解了水短缺。但是越过成本的拐点后，节水成本越来越高，节水难度越来越大。跨流域调水可有效缓解受水区的缺水问题，但路径越远，成本越高。在节水成本越来越高，调水越调越难、越调越贵的情况下，需要改变思路、另辟蹊径。

2021年“中国水周”提出“深入贯彻新发展理念，推进水资源集约安全利用”的活动主题[8]。新发展阶段，人民对持久水安全、优质水资源、健康水生态、宜居水环境、先进水文化的需求更加迫切，只有同时解决水资源、水生态、水环境的问题，才能更好地满足人民对美好生活的向往，这都需要通过创新来解决。

1.3 国际海水淡化的经验值得借鉴

海水淡化作为稳定、优质的增量水源，具有不淹地，少移民，水质好，水量稳，投资节约便于分步实施，不受气候影响等自身优势，并且海水淡化兼具城市供水系统的水源工程和市政水厂两大功能，可有效解决水资源短缺问题，广受各大缺水国家的重视。事实上，国际上密集研究海水淡化始于20世纪50年代，发轫于美国，在80年代开始商业化应用。进入21世纪，全球海水淡化发展迅速，海水淡化作为解决水资源短缺的重要作用得到全球的广泛共识，并在发展中形成了一系列政策，进而又促进了产业发展。2004年西班牙启动实施《水资源管理与利用规划》，确定在缺水地区发展海水淡化。2001年以色列实施《淡化总体规划》，截至2017年已建成的5座大型海水淡化厂年产淡水约6×108m3，占全国饮用水总量的70%。美国在2008年发布《淡化技术：国家的希望》，2019年3月又发布了《提升淡化技术以加强水安全的统筹战略规划》，将淡化技术作为应对水危机、保障美国水安全和经济持续发展的重要战略。沙特阿拉伯、阿联酋补贴用于市政的海水淡化水。海湾六国等通过推进国家主导下的海水淡化工程私有化，一方面降低运行成本，提高运行效率，并要求运行商不断升级技术确保先进性，另一方面回笼资金，建设新厂，形成良性循环机制。在这种背景下，全球海水淡化产能从1980年的1.8×109m3、2000年的不 足1×1010m3到目前的近3.3×1010m3[9]，年增速约7.3%，远高于同期的经济增长速度。目前，海水淡化的产能已达到250升/（m2·d）（相当于在活性层上日降水250 mm），是集雨（600 mm/年）效率的100多倍，与能源的置换关系为1∶1 000，吨水成本低于0.5美元，是十分了不起的工业成就。其技术还可拓展应用于苦咸水淡化、废水资源化、水生态修复、水环境治理和饮水安全保障等领域，具有良好的社会、经济和生态效益。

借鉴国际经验，把海水淡化作为部分地区的增量水源，参与区域水资源的统筹配置，是通过自主创新解决我国水问题的重要路径。

1.4 我国海水淡化发展迅速，制约因素亟待破解

我国海水淡化技术研发始于20世纪60年代，通过多年的发展取得了较大进展，初步形成了一定规模的研发和制造体系，具备工程建设能力，部分国产装备已出口海外。截至2020年底，工程规模已经达到165×106m3/d，淡化水约33%用于市政[10]，成本基本与国际接轨，已降至约5元/m3（1公斤标准煤约可产1 m3淡化水），低于远距离调水成本，与北方城市自来水成本相当。天津、青岛、舟山、三沙等地已开展淡化水进入市政管网的尝试，缓解了缺水问题，并有效提升了水质，为城市水安全提供了保障。此外，淡化技术及其集成应用还在水质改善、中水回用和废水零排放等方面发挥着重要作用，促进了生态文明建设、转型升级和社会经济发展。2019年，膜产业总产值达到2 773亿元，预计2022年将超过3 600亿元；工业污水再利用领域，2019年底反渗透膜应用规模超过5×107m3/d；市政/工业污水处理领域，万吨以上MBR工程（含在建）2019年底累计设计规模超过1.9×107m3/d；市政饮用水处理领域，膜法自来水厂处理规模2019年底接近1×107m3/d[11]。

虽然我国海水淡化已初见成效，但如想更上一层楼则仍然举步维艰，在市政供水领域，淡化水难以进入市政管网；在工业应用领域，由于不合理的门槛设置，影响了海水淡化技术的发散和进步；投入不足制约了创新能力的提升和产业链构建；各种矛盾和困难交织乃至于发展规划规定的任务都未能完成。相比之下，国际海水淡化的发展得益于各国国家层面的政策引导，政府以需求为导向，通过以需定产、科学测算与公平补贴，实现淡化水统一配置、尽产尽销、从优采购，保证了海水淡化的高效运行。因此，我们应该把海水淡化放到更加重要的位置上，强化自主创新，为解决国家新发展阶段水的问题做出更大的贡献。

2 海水淡化高质量需要新发展理念来引领

海水淡化高质量发展，实现规模化应用，必须用新发展理念来统领，要完整、准确、全面地贯彻新发展理念。

2.1 用新发展理念，正确认知海水淡化

虽然国外大规模应用海水淡化已有数十年的历史，但在国内，社会公众对海水淡化仍存在饮用不安全、排海环境影响等的疑虑，影响了海水淡化的发展。国内外的长期应用已证明了海水淡化的水质安全性与海洋环境的友好性，但海水淡化在国内经常被不公正对待，需要用新发展理念，从科学的角度认知海水淡化。其中最重要的任务是提高公众的科学素养。中外科学技术发展史表明，公民的科学意识直接影响着国家科技的进步，只有尊重科学，重视科学，才能充分发挥“第一生产力”的作用，使国力强盛。科学实践也充分证明，科学意识与科学素养紧密相关，很难想象一个缺乏科学素养的民族会是具有较强科学意识的民族。2018年9月17日，习近平向世界公众科学素质促进大会致贺信中指出“科学技术是第一生产力，要重视增强公众科学素质，促进科学成果共享，为推动构建人类命运共同体作出贡献”。提高公众的科学素养，正确认识海水淡化也是专业人士应该加强的工作。

2.2 坚持以人为本，让淡化水更好地惠及民生福祉

2019年9月18日，习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上强调“有多少汤泡多少馍”。要坚持以水定城、以水定地、以水定人、以水定产。可见，水资源是规划人口、城市和产业发展的最大刚性约束。当前资源环境背景下，经济社会发展用水很大程度上以开采地下水、挤占河道内的生态用水来解决，过度开发已造成了地面沉降、河流湖泊干涸、水体严重污染等严重生态问题。

全球60%的淡化水用于市政供水，科威特和卡塔尔的饮用水几乎全部来自淡化水，以色列70%的市政供水采用淡化水。我国海水淡化规模占世界海水淡化总量不足2%，与缺水程度和国家地位极不相称。对标国内外经验，海水淡化技术还可与环境、生态、水处理领域结合，用于生产工艺，治理黑臭水体，实现处理后回用和资源化利用。现在看来，海水淡化、污水资源化是我国沿海地区可持续发展的迫切需要、根本出路和长期战略需求，也是生态文明建设的重要抓手，我国要将海水淡化技术充分利用，让淡化水更好地惠及民生福祉。

2.3 坚持问题导向，强化自主创新，提高全产业链安全

坚持问题导向，从安全性、经济性、可靠性3个方面把握海水淡化。一方面，加大支持力度，瞄准领域前沿，强化基础研究，夯实科技创新根基，加强原始创新；另一方面，加速科技成果孵化转化，激活创新活力，加速构建安全稳定的产业链、供应链体系，保障海水淡化产业链、供应链自主可控。

（1） 安全性：全球淡化水用于市政供水已有50余年历史，有3亿多人长期饮用，其安全性已得到长期实践证明。与常规水资源相同，国际上淡化水作为饮用水需满足生活饮用水标准，如世界卫生组织的《饮用水水质导则》、欧盟的《饮用水水质指令》、美国的《饮用水水质标准》等。作为优质水源的淡化水，其水质指标完全符合以上三大国际权威水质标准。淡化水虽然安全、可靠，但是在法律层面，淡化水还没有纳入我国水资源体系。正在修订的《生活饮用水卫生标准》 （GB 5749） （征求意见稿）中提出，对于非常规水资源， “应采用相应的净水工艺进行处理，处理后的水质应满足本文件要求”且把硼的限值从0.5 mg/l调整到1.0 mg/l，体现了我国对海水淡化等水处理技术的认可。在此情况下，只要因地制宜地确定淡化水进入市政供水管网的掺混比例，在出厂、管网、终端等环节做好海水淡化水质监测，即可确保海水淡化厂的供水安全。

（2）可靠性：通过不断自主创新，提升国产设备性能，打破关键材料、装备领域国外产品的垄断，进一步提升国产海水淡化装备的可靠性。

（3）经济性：以反渗透海水淡化工程为例，造水成本占比最大的是电力消耗（40%～46%）、材料更换和药剂费用（20%～24%）以及由建设投资分摊的折旧费用（17%～22%）等。在技术进步、规模扩大、政策激励等带动下，吨水成本已降至0.5美元左右。随着技术的进步和突破，成本还有望进一步下降。在现阶段紧紧抓住技术进步和规模效应两个重点，淡化水成本就能有效降低，更加接近人民生活。

2.4 坚持忧患意识，提高水安全认知，谋篇国内外市场

水资源安全保障是总体国家安全观中的重要内容之一，特殊的国情水情和经济社会发展阶段使得我们不得不提高水安全认知。水安全战略可分为国家综合节水战略、水资源-粮食-能源协同安全战略[12]。为更好地应对当前水安全面临的问题，我国需从水资源供给保障及高效利用、水生态环境综合治理、水行业监管服务等方面建立起综合水安全保障体系[13]。海水淡化作为重要的海洋战略性新兴产业，是水资源的开源和替代技术以及陆地矿产资源的重要补充和战略储备技术，是保证国家水安全、能源资源安全以及促进经济社会可持续发展的重要手段，具有战略性、基础性、公益性的特点。对不同城市而言，水安全问题呈现不同特征，海水淡化工程实施方便，配置灵活，建设周期短，可沿海布点、分散实施、就近供水，精准解决区域用水需求，让有限的资金发挥更大的效益。

我们要进一步认清水安全在国家安全体系中的重要性。目前我国海水淡化某些核心装置还主要依赖进口，仍处于“受制于人” “被卡脖子”的状态。随着中美贸易摩擦的升级，自主创新形势日趋紧迫，海水淡化产业发展必须依靠自主技术“保驾护航”，核心技术是买不来和换不来的。因此，要以为人类谋发展，为民族谋复兴为出发点发展海水淡化，客观评价海水淡化与常规水资源的关系。海水淡化是常规水资源的重要补充，两者是互补关系，非竞争关系。发展海水淡化增加水资源供应，不能单从成本的角度来评价海水淡化。要大力推进海水淡化技术研发和成果转化，大幅提升自主技术、装备和工程的国际市场份额，为加快推进海洋强国建设，为构建人类命运共同体做出中国的水资源贡献。

3 落实行动计划，构建海水淡化发展新格局

为深入贯彻习近平生态文明思想，落实“十四五”规划纲要等相关内容，2021年6月，国家发展和改革委员会、自然资源部印发《海水淡化利用发展行动计划（2021—2025年）》 （以下简称《行动计划》），其中目标确定到2025年，海水淡化总规模达290万吨/日以上，关键核心技术装备自主可控，标准体系基本健全，政策机制更加完善。落实《行动计划》，需要用足用好政策，做好产业补链、强链、延链工作，发挥技术创新中心、产业集群和产业联盟的作用，还应将海水淡化关键核心技术研发纳入国家科技创新发展规划，做好以下3个方面的工作。

3.1 打造海水淡化创新服务平台

汇集国内海水淡化优势力量，集中建设中试级别的海水淡化集中实验场所，促进自主新工艺、新技术的成熟。建设工业规模的综合试验场，开展工业化的关键设备、材料、部件的测试和评价，促进自主技术产品的孵化、熟化，加速科技成果向生产力转化。利用综合试验场，还可对公众关切的浓水排海影响、淡化水进入市政管网等方面进行深入研究，探索优化模式。

3.2 进行海水淡化规模示范，提高自主技术的成熟度和显示力

提高自主技术的成熟度，推动天津、青岛、舟山等经济基础较好且严重缺水地区建设2～3座超大型海水淡化示范工程，集中开展海水淡化规模化供水、自主关键技术装备应用、运营管理模式、排海管控等示范。鼓励通过实施水价补贴、用电优惠、支持供水管网建设等政策组合拳，促进海水淡化水拓展应用，形成可供推广的典型模式。提高中国技术的显示度和辐射力，推动我国大型淡化发展进程，打造中国品牌，助力自主技术走向国际市场，变科技引进为科技输出，为海洋经济高质量发展提供新动能，为全球水安全和人类命运共同体的建设提供中国特色方案。

3.3 加强国际合作，谋篇国际市场，形成引领能力

根据《世界水资源发展报告2019》，预计到2050年全球需水量将增加20%～30%，未来20年，国际海水淡化市场有近700亿美元的商机，商机巨大，我们应有所作为。应充分认识海水淡化国际合作的非敏感性特征以及作为公共基础设施对受援国家的影响力，将海水淡化列入政府间合作的重要内容和议题，通过国家层面的推动加快自主技术装备走出国门，要充分发挥国际合作机制的作用，开展多元化合作和多层次人才交流培养，凝聚全球顶尖科技人才，开展海水淡化国际重大科技合作，提升我国海水淡化技术的国际影响力，打造国际合作竞争新优势。

以自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所为代表的我国海水淡化研发机构，已经在技术创新、国际标准、国际合作等方面开展了卓有成效的工作，并与国际海水淡化行业有良好的互动。下一步，会紧盯科技创新、规模示范和国际合作，整合国内优势团队，贯彻新理念，持续提高自主技术的显示度和影响力，构建海水淡化内外循环相互促进的发展新格局。