海水淡化沿海城市水資源可持續(xù)發(fā)展的重要策略

第28卷第1期科學管理研究Vol128No112010年2月SCIEN TIFICMANA GEM EN TRESEA RC H Feb12010文章編號:1004-115X(-0058-03海水淡化沿海城市水資源可持續(xù)發(fā)展的重要策略3李琦(天津大學,天津摘要:我國是一個缺水的國家,沿海地區(qū)由于人口稠密,經濟發(fā)達,水資源供需矛盾尤為突出,已經嚴重影響中國經濟發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展。根據水資源可持續(xù)發(fā)展的理念,綜合比較各種有效辦法,調研各種淡水資源獲得成本。最后指出,隨著海水淡化成本的降低,海水淡化將成為保證沿海城市水資源可持續(xù)發(fā)展的最重要措施。關鍵詞:水資源;可持續(xù)發(fā)展;海水淡化中圖分類號:F207;X22文獻標識碼:ASea w ater desalination-a w ay ensuring sustainabledevelopment of w ater resource in coastal areaLi Q i(Tianjin U niversity,Tianjin,ChinaAbstract:Our country is suffering a great pain of water shortage1Developed coastal area with more people has serious conflict of water supply and consuming1The conflict has seVerely cOnstrained the sustainable development of China1This paper analyzed the concept of sustainabIe development of water resource1All kinds of efficient approach were compared and the costs of water resource mining of different ways were researched1It came0ut the conclusion that sea water desalination will be the most important way ensuring economic sustainable development in coastal area with lowing cost1K ey w ords:water resources;sustainable development;sea water desalination眾所周知,水是生命之源,是人類文明的基礎,是基礎性的自然資源和戰(zhàn)略性的經濟資源,也是生態(tài)與環(huán)境的控制性要素。以水資源的可持續(xù)利用保障經濟社會的可持續(xù)發(fā)展,是當今世界各國的共同使命。隨著人口的增長和經濟社會的快速發(fā)展,我國水資源短缺的矛盾已充分暴露出來,在很多地區(qū)已經成為嚴重阻礙經濟發(fā)展的主要問題,直接影響我國經濟社會的可持續(xù)發(fā)展。目前,我國城市缺水總量達60億立方米。特別是人口占全國的40%以上,社會總產值占全國的60%的我國沿海地帶和海島地區(qū),缺水數(shù)量占到全國缺水總量的1/3以上,水資源緊張已成為制約這些地區(qū)經濟和社會發(fā)展的瓶頸。據專家預測,沿海城市的用水量年增長率在1998-2007年間為415%-615%,在2010-2015年將是1998年的2倍,缺水狀況將進一步惡化。以現(xiàn)在中國經濟發(fā)展的第三極一天津濱海新區(qū)為例,天津市人均水資源占有量為每年153立方米,是全國人均水資源占有量的619%,已經嚴重制約了濱海新區(qū)的發(fā)展。1水資源的可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實質是改變傳統(tǒng)的發(fā)展思維和模式,經濟發(fā)展必須有利于資源的持續(xù)利用。水資源的高效和持續(xù)利用的關鍵取決于水資源的合理3收稿日期:20091015基金項目:國家自然科學基金(;中國博士后科學基金(作者簡介:李琦(1973,女,天津大學博士研究生。開發(fā)、優(yōu)化配置、高效利用、有效保護和科學管理。提倡”節(jié)流為先”,這不僅是根據我國水資源緊缺狀況所應采取的基本國策,也是為了降低供水投資、減少污水排放量、提高水資源利用效率的最合理選擇?？沙掷m(xù)發(fā)展以人為中心,以資源環(huán)境保護為條件,以經濟社會發(fā)展為手段,謀求當代和后代人的共同繁榮和可持續(xù)發(fā)展。水資源基本上是一種可再生資源,經過多年的經驗和教訓,人類形成了“持久的開發(fā)和利用水資源”的共識。水是人類賴以生存的必要條件,應倡導合理用水、科學管理、綜合發(fā)展和保持平衡的原則,科學合理開發(fā)和利用水資源,以促進社會的發(fā)展和進步。然而,這又是一個系統(tǒng)工程。提倡”節(jié)流為先”,這不僅是根據我國水資源緊缺狀況所應采取的基本國策,也是為了降低供水投資、減少污水排放量、提高水資源利用效率的最合理選擇。強調“治污為本”是保護供水水質、改善水環(huán)境的必然要求,也是實現(xiàn)城市水資源與水環(huán)境協(xié)調發(fā)展的根本出路。因此,在加強節(jié)水治污的同時開發(fā)水資源也不容忽視。除了開發(fā)地表水和地下水等傳統(tǒng)水源之外,應大力提倡開發(fā)處理后的城市污水、雨水、海水、微咸水等非傳統(tǒng)水資源,因地制宜,通過這些措施去替代更為寶貴的淡水資源。那么市場前景將十分可觀。人類社會在進步與發(fā)展進程中,如何在對資源需求中找到平衡是確保對水資源可持續(xù)發(fā)展的關鍵。水資源的可持續(xù)利用,關系到人民群眾的生產生活,關系到國家的穩(wěn)定,關系的到現(xiàn)代化建設及可持續(xù)發(fā)展的重大問題。2水資源可持續(xù)發(fā)展與利用的有效辦法解決淡水資源緊缺問題主要就是開源和節(jié)流,開源是為了滿足社會經濟發(fā)展的需求,節(jié)流是為了確保水資源的可持續(xù)利用。在開源上,除了大型遠距離引水工程之外(如中國的南水北調工程和美國加州的北水南調工程,還可以中水利用、海水利用、雨水采集等,替代更為寶貴的淡水資源。在節(jié)流方面,主要有以下幾種措施。降低農產品、工業(yè)產品單位產品耗水量,提高工業(yè)水循環(huán)使用率和農業(yè)用水灌溉水渠利用率。降低供水企業(yè)管網水損率和自用水率。以新技術對生活配套設施進行改造,降低居民生活用水損耗,提高和滿足使用效果。以價格改革的經濟杠桿作用,促進節(jié)水意識的提高。加大對水資源管理的力度和環(huán)境保護力度。然而,這些措施無法從根本上增加淡水資源的總量,淡水緊缺的問題依然十分嚴峻。這時候,海水淡化技術的優(yōu)勢便凸顯出來了,它不受氣候影響、供水穩(wěn)定、水質佳。但過是去相當長的一段時期,成本和投資費用過高一直是制約海水淡化技術產業(yè)化的主要障礙,然而,近幾年來情況卻發(fā)生了根本性的變化:一方面,隨著海水淡化技術的迅猛發(fā)展,其成本顯著降低;另一方面,資源的緊缺使人們對海水淡化的認識逐步到位,對各種取水方式的成本也有了客觀而正確的比較:此外,我國水價改革已正式啟動,淡水開始作為商品進入市場,水價逐步大幅提高,一消一長,與海水淡化成本的差距日漸縮小。由此,隨著內外環(huán)境的逐步改善,原先阻礙海水淡化產業(yè)化的“成本”問題已不再是障礙。3海水淡化是保持水資源可持續(xù)發(fā)展的最重要措施經過近幾十年的發(fā)展,隨著技術的進步,各種原水的淡化成本已顯著降低,目前我國海水的淡化成本已經降至4-7元/噸,苦咸水的淡化成本已降至2-4元/噸。海水淡化的成本主要來自兩方面:一是運行成本,其中能量消耗占70-80%;二是設備的折舊,由于海水淡化屬于高新技術,設備技術含量比較高,所以初期的設備投資通常較大,分攤到淡化水中的折舊費相應較高。其中運行成本的降低原因為:一是能耗降低,新技術的應用使能耗較以前降低了90%左右;二是新能源的開發(fā)利用,近年來核能和太陽能已逐步利用到海水淡化技術中來,使之成本大為降低,日前有科學家提出,利用核能進行海水淡化能夠使淡化水成本降到每噸1元人民幣左右;三是經過進一步的綜合利用開發(fā),把海水淡化后的濃縮海水用來制鹽和提取化學物質,降低了綜合成本;四是規(guī)模效應,規(guī)模的擴大使得單位淡化成本大為降低?？梢灶A見,隨著產業(yè)化規(guī)模的進一步擴大和淡化技術的不斷進步,海水淡化的運行成本還大有下降空間。對于設備折舊,近年來世界工業(yè)制造技術的進步使海水淡化設備的制造成本顯著降低,全球行業(yè)內競爭的加劇又使得銷售價格大為下降,我國海水淡化設備國產化進程的加快更是有助于初始投資費用的減少,由此,設備折舊成本已大大降低。目前,淡水的獲取方式主要有開采地下水、遠程調水和海水(包括苦咸水等危險水淡化等,海水淡化是其中唯一一種可以增加淡水總量的開源措施。311開采地下水95第1期海水淡化沿海城市水資源可持續(xù)發(fā)展的重要策略自古以來一直被作為獲取淡水的主要方式而廣泛采用。但是,絕大部分地下水資源是有限且不可再生的,長期以來的嚴重超采已使我國63%的城市發(fā)生了地面下沉、海水入侵、土地鹽堿化等生態(tài)破壞,給這些地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展帶來嚴重威脅。最近,全國許多地區(qū)已經采取措施,禁止或限制開采地下水,并提高地下水資源費標準。所以,從可持續(xù)發(fā)展和間接成本方面考慮,開采地下水的代價相當昂貴。312遠程調水目前世界各國對實施跨區(qū)域的調水工程都非常謹慎,因為跨流域引水不但調水距離越來越遠,投資越來越大,調水成本越來越高,引水質量越來越難以保證,而且會引起被引水地區(qū)的耕地被占、生態(tài)環(huán)境危害以及間接經濟影響等,而后者人類至今仍沒有有效的解決方法,所以遠距離調水的傳統(tǒng)辦法正受到越來越多的置疑。以我國目前正在論證的南水北調工程為例,據測算,僅東、中兩線一期工程的直接投資就將超過1000億元,長江水流到北京按不同融資方案測算的最低直接成本也不會低于5元/立方米以上,甚至有專家稱將達20元/立方米以上。美國有資料認為,遠程調水超過40公里,成本就將超過海水淡化。此外,我國沿海一些島嶼和內陸缺水地區(qū)的用水,只能用車船遠距離運水,成本有的高達50元/立方米以上。石化、制藥、造酒、電子等許多行業(yè)的工藝用水及電力、冶金等行業(yè)的鍋爐用水要求的水質都非常高,一般是用自來水再加工處理而成,總成本在9元/立方米以上。通過以上幾種淡水獲取方式的成本對比(參見附表可以看出,海水淡化的成本事實上并不比開采地下水和遠程調水高,在保護環(huán)境和促進經濟可持續(xù)發(fā)展方面更是具有絕對的優(yōu)勢。表1幾種淡水獲取方式的成本比較取水方式平均成本水質情況開采地下水已限制開采需再處理后使用遠程調水引灤入津:213元/噸(直接成本南水北調:5-20元/噸(到北京的直接平均成本需要處理后使用電廠或工業(yè)鍋爐用水再處理后成本9元/噸以上(普通水質再處理成本直接使用海水淡化海水:4-7元/噸(綜合成本苦咸水:2-4元/噸(綜合成本直接使用直接使用長期以來,我國水價形成機制極不合理,水沒有被作為商品來看待,水利工程水價低于供水成本。目前,京、津、冀城市生活用水價格為110-215元/噸,工業(yè)用水為117-216元/噸,我國水的相對價格比其它國家明顯偏低,這么低的水價既不反映水的真正價值,也不體現(xiàn)資源的稀缺性,提高水價勢在必行。日前,國家計委下發(fā)了改革水價促進節(jié)約用水的指導意見,北京、天津、上海等許多地區(qū)已開始逐步大幅度調高水價,我國水價改革已正式啟動,這將逐步掃除海水淡化“成本”問題的最后障礙,有力促進海水淡化技術的產業(yè)化進程:一方面,通過水價改革,很多城市的水價已經接近海水淡化的成本,甚至高于苦咸水淡化的成本,原來巨大的差價空間已不復存在,淡化水進入市政等領域大規(guī)模應用成為現(xiàn)實;另一方面,提高水價使得應用淡化水的邊際成本上升,利潤空間加大;此外,水價的提高極大的影響了居民的生活和社會經濟的發(fā)展,使人們充分認識到淡水“取之不盡、用之不竭”的時代已經一去不返,有助于人們理性認識淡化水的“成本”問題,從社會可持續(xù)發(fā)展的角度為海水淡化技術產業(yè)化創(chuàng)造良好的發(fā)展氛圍。4結語水資源是非常寶貴的自然資源,它是人類賴以生存的基本物質,是人類社會可持續(xù)發(fā)展的制約因素。近年來,由于人口激增和經濟的發(fā)展,需水量也隨之迅速增長,加上用水的浪費和水資源的污染,引發(fā)了全球性的危機水資源短缺。由于海水淡化成本的