天津?yàn)I海新區(qū)海水淡化發(fā)展?jié)摿εc模式分析

李 磊,劉淑靜

(國(guó)家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所,天津 300192)

天津?yàn)I海新區(qū)海水淡化發(fā)展?jié)摿εc模式分析

李 磊,劉淑靜

(國(guó)家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所,天津 300192)

圍繞海水淡化產(chǎn)業(yè)健康、有序發(fā)展,從海水淡化需求預(yù)測(cè)、技術(shù)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和政策支持3個(gè)方面,分析天津市濱海新區(qū)海水淡化發(fā)展?jié)摿?結(jié)合新區(qū)用水特點(diǎn)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局和發(fā)展需求,提出淡化水以滿足工業(yè)用水為主、發(fā)展聯(lián)產(chǎn)聯(lián)用模式、以科技驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展模式等建議,為天津市合理制定供用水方案及科學(xué)決策海水淡化發(fā)展提供參考。

海水淡化;潛力分析;發(fā)展模式;天津市濱海新區(qū)

濱海新區(qū)位于天津市東部臨海、環(huán)渤海地區(qū)中心地帶,是北方對(duì)外開放的門戶以及我國(guó)參與經(jīng)濟(jì)全球化、區(qū)域一體化的重要窗口。自濱海新區(qū)納入國(guó)家總體發(fā)展戰(zhàn)略布局以來,經(jīng)濟(jì)得到了快速發(fā)展,經(jīng)濟(jì)總量已占全市一半以上,成為繼深圳特區(qū)和上海浦東新區(qū)后沿海新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)極。水資源是支持經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),為滿足京津冀協(xié)同發(fā)展和濱海新區(qū)開發(fā)開放不斷增加的用水需求,濱海新區(qū)憑借沿海區(qū)位優(yōu)勢(shì),大力發(fā)展海水淡化。但與此同時(shí),由于海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式尚未成熟,淡化廠建設(shè)與淡化水推廣應(yīng)用統(tǒng)籌協(xié)調(diào)不足,導(dǎo)致發(fā)展過程中仍存在部分產(chǎn)能閑置、供需不能有效對(duì)接等問題。因此,探尋合理、適宜的發(fā)展模式,對(duì)海水淡化產(chǎn)業(yè)有序、健康發(fā)展,提升水資源對(duì)濱海新區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的支撐能力具有重要意義。

1 濱海新區(qū)水資源供需形勢(shì)分析

1.1 水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀

濱海新區(qū)實(shí)行多元供水的水資源配置方案,供水水源包括引灤水、寶坻地下水、當(dāng)?shù)氐叵滤⒑Ｋ驮偕?其中外調(diào)引灤水和寶坻地下水總計(jì)水資源量約80萬m3/d,通過津?yàn)I水廠、塘沽水廠、開發(fā)區(qū)水廠、大港水廠和漢沽水廠等地表自來水廠,為生產(chǎn)和居民生活供水[1]。目前,新區(qū)各供水水源現(xiàn)狀年供水總量約6.6億m3,城市水資源供需基本平衡,但農(nóng)村生活用水、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水和生態(tài)用水仍難以保證[2-3]。

1.2 水資源供需預(yù)測(cè)

隨著沿海開發(fā)開放和天津市工業(yè)東移戰(zhàn)略的實(shí)施,企業(yè)、人口向?yàn)I海新區(qū)聚集,用水需求量大、供水保證程度高是未來新區(qū)水資源開發(fā)利用的顯著特點(diǎn)。根據(jù)《濱海新區(qū)“十二五”節(jié)約用水規(guī)劃》和《天津市濱海新區(qū)城市供水規(guī)劃》預(yù)測(cè),到“十二五”末,新區(qū)常住人口將達(dá)到400萬人,工業(yè)總產(chǎn)值超過2萬億元,全區(qū)年需水量達(dá)到7.15億 m3;到2020年,需水量將增加至10.68億m3,其中僅生產(chǎn)需水就達(dá)6.15億m3。在水資源供給方面,根據(jù)有關(guān)研究預(yù)測(cè)[4-5],到2020年,濱海新區(qū)地表水可用水量0.40億m3;全市地下水可供給濱海新區(qū)0.66億m3;南水北調(diào)工程建成通水后,可供引江、引灤水共計(jì)約5.8億m3;加上再生水、雨洪水利用等,全區(qū)可用水資源約為8.7億m3。與用水需求相比,存在近2億m3的供需缺口,亟需海水淡化水開源補(bǔ)充。

2 濱海新區(qū)海水淡化發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 海水淡化工程概況

濱海新區(qū)人均水資源量?jī)H為180m3,屬極度缺水地區(qū),為解決制約經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的水資源短缺問題,天津市一直以來高度重視海水淡化工作,早在1989年就引進(jìn)了全國(guó)第一臺(tái)多級(jí)閃蒸(MSF)海水淡化裝置。據(jù)《2013年全國(guó)海水利用報(bào)告》可知,截至2013年底,全市已建成海水淡化工程規(guī)模達(dá)到31.7萬m3/d,占全國(guó)總規(guī)模的35%,居全國(guó)首位。根據(jù)《2013年天津市水資源公報(bào)》,2013年,全市總供水量中海水淡化量為0.31億m3,約占全市城市建成區(qū)(市區(qū)、塘沽、漢沽、大港)總供水量的近3%。2013年 12月,天津市北疆電廠二期配套建設(shè)20萬m3/d海水淡化工程獲國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)批復(fù);2014年5月,馬來西亞恩那社集團(tuán)全資子公司先達(dá)(天津)海水資源開發(fā)有限公司預(yù)計(jì)投資150億元,擬在天津市南港工業(yè)區(qū)建設(shè)海水淡化與工業(yè)制鹽一體化項(xiàng)目。上述項(xiàng)目建成投產(chǎn)后,全市日產(chǎn)淡化水量將再增加50萬m3。天津市已建海水淡化工程概況如表1所示。

表1 天津市已建海水淡化工程概況

2.2 海水淡化水用途

天津市已建海水淡化工程分布在濱海新區(qū)漢沽區(qū)、大港區(qū)和開發(fā)區(qū),主要為新區(qū)內(nèi)電力、鋼鐵、石化等高耗水行業(yè)提供鍋爐用水以及滿足高純水用戶的用水需求,部分淡化水進(jìn)入市政管網(wǎng)與自來水混合后供沿海居民飲用。如:位于天津市大港區(qū)的新泉海水淡化工程,主要為園區(qū)內(nèi)百萬噸乙烯煉化一體化項(xiàng)目配套供水,日供水量7萬～8萬m3,同時(shí)解決落戶園區(qū)內(nèi)的工業(yè)項(xiàng)目用水問題;大港電廠海水淡化工程生產(chǎn)的淡化水在滿足本廠機(jī)組發(fā)電用水的同時(shí),還開發(fā)了純凈水、礦化水等系列產(chǎn)品向社會(huì)銷售;北疆電廠海水淡化工程除滿足本廠生產(chǎn)生活用水外,還為漢沽自來水廠和中心生態(tài)城供水,是國(guó)內(nèi)首個(gè)大規(guī)模進(jìn)入市政管網(wǎng)的海水淡化項(xiàng)目。

3 濱海新區(qū)海水淡化發(fā)展?jié)摿Ψ治?/h2>

3.1 海水淡化水需求

淡化水具有純度高、供水穩(wěn)定等特點(diǎn),是沿海缺水地區(qū)安全可靠的水源選擇,在阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)、以色列、沙特阿拉伯等國(guó)家已得到成熟應(yīng)用[6]。在濱海新區(qū),海水淡化對(duì)緩解水資源短缺狀況起到了積極作用,隨著需水量增加,新區(qū)對(duì)發(fā)展海水淡化的需求將更大。①發(fā)展海水淡化是水資源增量的需要。新區(qū)水資源供需存在缺口,可供水量相對(duì)有限,為滿足用水需求,需要海水淡化作為重要補(bǔ)充,增加水資源總量,從本質(zhì)上解決水資源短缺問題。②發(fā)展海水淡化是保障供水安全的需要。新區(qū)現(xiàn)狀城市供水依賴外調(diào)水源,易受到上游水量和突發(fā)水質(zhì)污染的影響,將海水淡化作為備用應(yīng)急水源,可以消除單一水源供水隱患,提高供水保障率。③發(fā)展海水淡化是優(yōu)化供用水結(jié)構(gòu),保護(hù)水環(huán)境的需要。新區(qū)供用水中存在地下水超采嚴(yán)重、生產(chǎn)和生活用水大量擠占生態(tài)用水等問題,發(fā)展海水淡化,通過淡化水置換地下水源、替換生產(chǎn)用水、釋放生態(tài)用水等,解決地下水超采和環(huán)境需水問題,滿足濱海新區(qū)規(guī)劃建設(shè)成為宜居的生態(tài)城區(qū)的發(fā)展需求。綜上所述,發(fā)展海水淡化是濱海新區(qū)解決水資源危機(jī)、保障供水安全和保護(hù)水環(huán)境的多重需求。

3.2 海水淡化技術(shù)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)

天津市是全國(guó)海水淡化工程建設(shè)起步最早的城市,經(jīng)過長(zhǎng)期的發(fā)展,海水淡化技術(shù)日趨成熟,工程規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng),已具備產(chǎn)業(yè)化發(fā)展海水淡化的技術(shù)條件和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),是全國(guó)海水淡化最具發(fā)展?jié)摿Φ牡貐^(qū)之一。

天津市擁有包括國(guó)家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所、天津大學(xué)、天津工業(yè)大學(xué)、天津膜天膜科技股份有限公司、眾和海水淡化工程有限公司等一批從事海水淡化研究、應(yīng)用與裝備制造的科研院所、高校和企業(yè),具有自主設(shè)計(jì)、制造、出口海水淡化裝置的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),可為海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支撐。天津市具有良好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),引進(jìn)的全國(guó)第一臺(tái)多級(jí)閃蒸海水淡化裝置已穩(wěn)定運(yùn)行25年;全國(guó)規(guī)模最大的熱法、膜法海水淡化工程均建成于天津,即北疆電廠20萬m3/d低溫多效海水淡化工程和大港新泉10萬m3/d反滲透海水淡化工程。此外,天津市加工制造業(yè)發(fā)達(dá),為海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了良好的配套條件,發(fā)展海水淡化具備諸多有利條件。

3.3 相關(guān)政策支持

國(guó)家對(duì)海水淡化發(fā)展高度重視,國(guó)務(wù)院辦公廳、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、科技部、國(guó)家海洋局等相繼出臺(tái)了促進(jìn)我國(guó)海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見及規(guī)劃,鼓勵(lì)促進(jìn)自主產(chǎn)業(yè)健康、快速、有序發(fā)展。2013年,國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)將天津市濱海新區(qū)列為海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展試點(diǎn)園區(qū),為天津市大力推進(jìn)海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了良好契機(jī)。天津市政府結(jié)合本市實(shí)際情況,提出到“十二五”末,全市海水淡化能力達(dá)到48萬m3/d的發(fā)展目標(biāo);劃定地下水禁采區(qū),實(shí)施地下水源與地表水、淡化海水的轉(zhuǎn)換;并為海水淡化工程建設(shè)提供優(yōu)先安排用地、減免稅收、金融支持等優(yōu)惠政策,全面支持海水淡化工程建設(shè),指導(dǎo)和推動(dòng)全市海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

4 濱海新區(qū)海水淡化發(fā)展模式建議

濱海新區(qū)作為全國(guó)海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展試點(diǎn)園區(qū)和海洋經(jīng)濟(jì)示范區(qū),海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊,但在發(fā)展過程中尚存在部分產(chǎn)能閑置、上下游產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展不足等問題。為促進(jìn)海水淡化產(chǎn)業(yè)健康、快速、有序發(fā)展,現(xiàn)結(jié)合新區(qū)用水特點(diǎn)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局和發(fā)展需求,提出以下發(fā)展模式建議。

a.淡化水以滿足工業(yè)用水為主,兼作市政供水的補(bǔ)充和備用水源。濱海新區(qū)用水結(jié)構(gòu)以工業(yè)用水為主,占總用水量的70%以上,隨著沿海開發(fā)開放帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,工業(yè)用水將是未來水資源的最大需求點(diǎn)。海水淡化水與自來水相比,具有純度高、硬度低、供水靈活等優(yōu)點(diǎn),更符合工業(yè)用水的水質(zhì)和供水要求;在價(jià)格方面,目前天津市工業(yè)用水價(jià)格為7.86元/t,淡化水價(jià)格與其相當(dāng)或略具優(yōu)勢(shì)。在沿海電力、石化、冶金等高耗水行業(yè)應(yīng)用海水淡化水,可以改變高耗水行業(yè)的水資源利用方式,解決供水能力對(duì)工業(yè)布局的限制問題,提高海水淡化水對(duì)新增工業(yè)用水貢獻(xiàn)率;富余淡化水作為市政供水的補(bǔ)充和備用水源,在保持現(xiàn)有市政供水格局的基礎(chǔ)上,提高供水保障率。

b.構(gòu)建區(qū)域獨(dú)立供水網(wǎng)絡(luò),發(fā)展海水淡化與工業(yè)企業(yè)聯(lián)產(chǎn)聯(lián)用模式。淡化廠與電廠等合建聯(lián)產(chǎn)是大型工業(yè)用海水淡化工程適宜的發(fā)展模式,電廠余熱和過剩負(fù)荷為海水淡化裝置提供能源,有效提高電廠滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間和盈利能力,節(jié)約海水淡化能源消耗、降低成本。根據(jù)濱海新區(qū)工業(yè)布局和淡化水需求,建議依托沿海電力、化工、鋼鐵等優(yōu)勢(shì)企業(yè),發(fā)展萬噸級(jí)以上大型海水淡化項(xiàng)目,解決工業(yè)用水問題,實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用和節(jié)能減排。建議一定區(qū)域內(nèi)多個(gè)大型海水淡化工程聯(lián)合生產(chǎn),建設(shè)區(qū)域淡化水供水網(wǎng)絡(luò),發(fā)展海水淡化與工業(yè)企業(yè)聯(lián)產(chǎn)聯(lián)用模式。淡化工程除滿足本廠用水需求外聯(lián)合向管網(wǎng)供水,滿足周邊企業(yè)用水需求,通過淡化工程富余產(chǎn)能的有效流轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)淡化水規(guī)?；a(chǎn)和增產(chǎn)增效。

c.拓展海水淡化上下游產(chǎn)業(yè),以科技驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展模式。海水淡化及其延伸產(chǎn)業(yè)涉及工程裝備、水務(wù)、鹽化工和環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域,國(guó)際上在發(fā)展海水淡化的同時(shí),對(duì)向相關(guān)產(chǎn)業(yè)拓展也十分重視[7]。天津市具有發(fā)展海水淡化及其上下游產(chǎn)業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和配套條件,建議充分利用天津市科技、人才資源,搭建海水淡化技術(shù)創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化平臺(tái),通過科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,帶動(dòng)一批相關(guān)企業(yè)落戶天津,建設(shè)海水淡化與綜合利用產(chǎn)業(yè)基地;利用濱海新區(qū)加工制造業(yè)優(yōu)勢(shì),重點(diǎn)發(fā)展市場(chǎng)需求日益增大的海水淡化裝備制造業(yè),培育具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的裝備制造和工程總包龍頭企業(yè);鼓勵(lì)海水淡化和海水冷卻工程聯(lián)合周邊鹽場(chǎng)及鹽化企業(yè),發(fā)展?jié)夂Ｋ汽}、化鹽制堿以及鉀、溴、鎂等化學(xué)資源提取及深加工,釋放鹽田土地,實(shí)現(xiàn)資源的高效利用;創(chuàng)新合作方式,以產(chǎn)業(yè)集聚、組建聯(lián)盟等模式,推動(dòng)海水淡化及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)融合及一體化發(fā)展,構(gòu)建海水淡化與綜合利用循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈條,實(shí)現(xiàn)資源共享和集約節(jié)約利用,促進(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變,打造海洋經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)極。

5 結(jié) 語

海水淡化是海洋經(jīng)濟(jì)和國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成,已逐步應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和居民生活中。

濱海新區(qū)發(fā)展海水淡化作為工業(yè)用水首選水源、市政供水的補(bǔ)充和備用水源是化解水資源危機(jī)、優(yōu)化供水結(jié)構(gòu)和保障供水安全的重要措施。以工業(yè)企業(yè)聯(lián)產(chǎn)聯(lián)用、科技驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展等適宜模式發(fā)展海水淡化與綜合利用產(chǎn)業(yè),對(duì)推動(dòng)我國(guó)海水淡化工程建設(shè)科學(xué)化進(jìn)程、加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和促進(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。

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TV213.1

A

1003 -9511(2015)01 -0048 -03

2014-09 -02 編輯:方宇彤)

10.3880/j.issn.1003 -9511.2015.01.011

2013年中央級(jí)公益性科研院所基本科研專項(xiàng)基金(K-JBYWF-2013-G13)

李磊(1985—),女,遼寧鐵嶺人,助理工程師,碩士,從事海水利用發(fā)展戰(zhàn)略研究。E-mail:hhlilei2304@sina.com