海水淡化沿海城市水资源可持续发展的重要策略.doc

海水淡化沿海城市水资源可持续发展的重要策略 2011-10-31 16:48:58 【原文出处】科学管理研究 【原刊地名】呼和浩特 【原刊期号】20101 【分 类 名】生态环境与保护 【英文标题】Sea Water Desalination, An Important Strategy For Sustainable Development Of Water Resources In Costal Cities 【保留字段】基金项目：国家自然科学基金(10772132)；中国博士后科学基金(20060400706) 【作 者】李琦 【作者简介】李琦(1973-)，女，天津大学博士研究生，天津大学，天津300072 【关 键 词】水资源/可持续发展/海水淡化water resources/sustainable development/sea water desalination 我国是一个缺水的国家，沿海地区由于人口稠密，经济发达，水资源供需矛盾尤为突出，已经严重影响中国经济发展的可持续发展。根据水资源可持续发展的理念，综合比较各种有效办法，调研各种淡水资源获得成本。最后指出，随着海水淡化成本的降低，海水淡化将成为保证沿海城市水资源可持续发展的最重要措施。 可持续发展论坛 Our country is suffering a great pain of water shortage. Developed coastal area with more people has serious conflict of water supply and consuming. The conflict has severely constrained the sustainable development of China. This paper analyzed the concept of sustainable development of water resource. All kinds of efficient approach were compared and the costs of water resource mining of different ways were researched. It came Out the conclusion that sea water desalination will be the most important way ensuring economic sustainable development in coastal area with lowing cost. 中图分类号：F207；X22文献标识码：A文章编号：1004-115X(2010)01-0058-03众所周知，水是生命之源，是人类文明的基础，是基础性的自然资源和战略性的经济资源，也是生态与环境的控制性要素。以水资源的可持续利用保障经济社会的可持续发展，是当今世界各国的共同使命。随着人口的增长和经济社会的快速发展，我国水资源短缺的矛盾已充分暴露出来，在很多地区已经成为严重阻碍经济发展的主要问题，直接影响我国经济社会的可持续发展。目前，我国城市缺水总量达60亿立方米。特别是人口占全国的40以上，社会总产值占全国的60的我国沿海地带和海岛地区，缺水数量占到全国缺水总量的1/3以上，水资源紧张已成为制约这些地区经济和社会发展的瓶颈。据专家预测，沿海城市的用水量年增长率在1998-2007年间为4.56.5，在2010-2015年将是1998年的2倍，缺水状况将进一步恶化。以现在中国经济发展的第三极一天津滨海新区为例，天津市人均水资源占有量为每年153立方米，是全国人均水资源占有量的6.9，已经严重制约了滨海新区的发展。1水资源的可持续发展可持续发展战略的实质是改变传统的发展思维和模式，经济发展必须有利于资源的持续利用。水资源的高效和持续利用的关键取决于水资源的合理开发、优化配置、高效利用、有效保护和科学管理。提倡“节流为先”，这不仅是根据我国水资源紧缺状况所应采取的基本国策，也是为了降低供水投资、减少污水排放量、提高水资源利用效率的最合理选择。可持续发展以人为中心，以资源环境保护为条件，以经济社会发展为手段，谋求当代和后代人的共同繁荣和可持续发展。水资源基本上是一种可再生资源，经过多年的经验和教训，人类形成了“持久的开发和利用水资源”的共识。水是人类赖以生存的必要条件，应倡导合理用水、科学管理、综合发展和保持平衡的原则，科学合理开发和利用水资源，以促进社会的发展和进步。然而，这又是一个系统工程。提倡“节流为先”，这不仅是根据我国水资源紧缺状况所应采取的基本国策，也是为了降低供水投资、减少污水排放量、提高水资源利用效率的最合理选择。强调“治污为本”是保护供水水质、改善水环境的必然要求，也是实现城市水资源与水环境协调发展的根本出路。因此，在加强节水治污的同时开发水资源也不容忽视。除了开发地表水和地下水等传统水源之外，应大力提倡开发处理后的城市污水、雨水、海水、微咸水等非传统水资源，因地制宜，通过这些措施去替代更为宝贵的淡水资源。那么市场前景将十分可观。人类社会在进步与发展进程中，如何在对资源需求中找到平衡是确保对水资源可持续发展的关键。水资源的可持续利用，关系到人民群众的生产生活，关系到国家的稳定，关系的到现代化建设及可持续发展的重大问题。2水资源可持续发展与利用的有效办法解决淡水资源紧缺问题主要就是开源和节流，开源是为了满足社会经济发展的需求，节流是为了确保水资源的可持续利用。在开源上，除了大型远距离引水工程之外(如中国的南水北调工程和美国加州的北水南调工程)，还可以中水利用、海水利用、雨水采集等，替代更为宝贵的淡水资源。在节流方面，主要有以下几种措施。降低农产品、工业产品单位产品耗水量，提高工业水循环使用率和农业用水灌溉水渠利用率。降低供水企业管网水损率和自用水率。以新技术对生活配套设施进行改造，降低居民生活用水损耗，提高和满足使用效果。以价格改革的经济杠杆作用，促进节水意识的提高。加大对水资源管理的力度和环境保护力度。然而，这些措施无法从根本上增加淡水资源的总量，淡水紧缺的问题依然十分严峻。这时候，海水淡化技术的优势便凸显出来了，它不受气候影响、供水稳定、水质佳。但过是去相当长的一段时期，成本和投资费用过高一直是制约海水淡化技术产业化的主要障碍，然而，近几年来情况却发生了根本性的变化：一方面，随着海水淡化技术的迅猛发展，其成本显著降低；另一方面，资源的紧缺使人们对海水淡化的认识逐步到位，对各种取水方式的成本也有了客观而正确的比较：此外，我国水价改革已正式启动，淡水开始作为商品进入市场，水价逐步大幅提高，一消一长，与海水淡化成本的差距日渐缩小。由此，随着内外环境的逐步改善，原先阻碍海水淡化产业化的“成本”问题已不再是障碍。3海水淡化是保持水资源可持续发展的最重要措施经过近几十年的发展，随着技术的进步，各种原水的淡化成本已显著降低，目前我国海水的淡化成本已经降至47元/吨，苦咸水的淡化成本已降至24元/吨。海水淡化的成本主要来自两方面：一是运行成本，其中能量消耗占7080；二是设备的折旧，由于海水淡化属于高新技术，设备技术含量比较高，所以初期的设备投资通常较大，分摊到淡化水中的折旧费相应较高。其中运行成本的降低原因为：一是能耗降低，新技术的应用使能耗较以前降低了90左右；二是新能源的开发利用，近年来核能和太阳能已逐步利用到海水淡化技术中来，使之成本大为降低，日前有科学家提出，利用核能进行海水淡化能够使淡化水成本降到每吨1元人民币左右；三是经过进一步的综合利用开发，把海水淡化后的浓缩海水用来制盐和提取化学物质，降低了综合成本；四是规模效应，规模的扩大使得单位淡化成本大为降低。可以预见，随着产业化规模的进一步扩大和淡化技术的不断进步，海水淡化的运行成本还大有下降空间。对于设备折旧，近年来世界工业制造技术的进步使海水淡化设备的制造成本显著降低，全球行业内竞争的加剧又使得销售价格大为下降，我国海水淡化设备国产化进程的加快更是有助于初始投资费用的减少，由此，设备折旧成本已大大降低。目前，淡水的获取方式主要有开采地下水、远程调水和海水(包括苦咸水等危险水)淡化等，海水淡化是其中唯一一种可以增加淡水总量的开源措施。3.1开采地下水自古以来一直被作为获取淡水的主要方式而广泛采用。但是，绝大部分地下水资源是有限且不可再生的，长期以来的严重超采已使我国63的城市发生了地面下沉、海水入侵、土地盐碱化等生态破坏，给这些地区的可持续发展带来严重威胁。最近，全国许多地区已经采取措施，禁止或限制开采地下水，并提高地下水资源费标准。所以，从可持续发展和间接成本方面考虑，开采地下水的代价相当昂贵。3.2远程调水目前世界各国对实施跨区域的调水工程都非常谨慎，因为跨流域引水不但调水距离越来越远，投资越来越大，调水成本越来越高，引水质量越来越难以保证，而且会引起被引水地区的耕地被占、生态环境危害以及间接经济影响等，而后者人类至今仍没有有效的解决方法，所以远距离调水的传统办法正受到越来越多的置疑。以我国目前正在论证的南水北调工程为例，据测算，仅东、中两线一期工程的直接投资就将超过1000亿元，长江水流到北京按不同融资方案测算的最低直接成本也不会低于5元/立方米以上，甚至有专家称将达20元/立方米以上。美国有资料认为，远程调水超过40公里，成本就将超过海水淡化。此外，我国沿海一些岛屿和内陆缺水地区的用水，只能用车船远距离运水，成本有的高达50元/立方米以上。石化、制药、造酒、电子等许多行业的工艺用水及电力、冶金等行业的锅炉用水要求的水质都非常高，一般是用自来水再加工处理而成，总成本在9元/立方米以上。通过以上几种淡水获取方式的成本对比可以看出，海水淡化的成本事实上并不比开采地下水和远程调水高，在保护环境和促进经济可持续发展方面更是具有绝对的优势。长期以来，我国水价形成机制极不合理，水没有被作为商品来看待，水利工程水价低于供水成本。目前，京、津、冀城市生活用水价格为1.02.5元/吨，工业用水为1.72.6元/吨，我国水的相对价格比其它国家明显偏低，这么低的水价既不反映水的真正价值，也不体现资源的稀缺性，提高水价势在必行。日前，国家计委下发了改革水价促进节约用水的指导意见，北京、天津、上海等许多地区已开始逐步大幅度调高水价，我国水价改革已正式启动，这将逐步扫除海水淡化“成本”问题的最后障碍，有力促进海水淡化技术的产业化进程：一方面，通过水价改革，很多城市的水价已经接近海水淡化的成本，甚至高于苦咸水淡化的成本，原来巨大的差价空间已不复存在，淡化水进入市政等领域大规模应用成为现实；另一方面，提高水价使得应用淡化水的边际成本上升，利润空间加大；此外，水价的提高极大地影响了居民的生活和社会经济的发展，使人们充分认识到淡水“取之不尽、用之不竭”的时代已经一去不返，有助于人们理性认识淡化水的“成本”问题，从社会可持续发展的角度为海水淡化技术产业化创造良好的发展氛围。4结语水资源是非常宝贵的自然资源，它是人类赖以生存的基本物质，是人类社会可持续发展的制约因素。近年来，由于人口激增和经济的发展，需水量也随之迅速增长，加上用水的浪费和水资源的污染，引发了全球性的危机水资源短缺。由于海水淡化成本的