海水利用与饮用水       ——加快我国海水利用技术产业化步伐

中国高科技产业化研究会海洋分会          张宝印

一、引言

饮用水的高层论坛谈海水利用，反映了论坛主办人的匠心。海水虽不能直接饮用，却是饮用水的源头。地球上能喝的淡水只占地球总水量的3%，而且,绝大部分存在于冰山和深层的地下很难利用，只有占很小部分的江河湖泊和一些浅层地下水能供人们饮用，而且还得去掉其中的苦咸水。而这些江河湖泊和浅层地下水的来源，却是靠海水自然蒸发形成雨雪降落大地提供的。“饮水思源”，可能是论坛主办人的初衷吧！当然，海水除了大自然蒸发渠道供给人们淡水外，还有人工渠道供工农业用水和人们的饮用水需要，天津就有用淡化海水作纯净水的饮水公司。而且，随着人类科学技术进步，海水和苦咸水的淡化技术和防腐技术的发展，运用人工办法解决一些可以利用海水和苦咸水的干旱地区缺水问题，就有了更重要的意义。

中国高科技产业化研究会海洋分会，近几年来一直关注海水利用技术产业化的发展研究和学术交流，2000年我会联合有关单位承担完成了关于〈加快我国海水利用技术产业发展与政策研究〉的国家软科学研究项目，并获得国家海洋局2002年海洋创新成果二等奖。这个课题也涉及到淡化海水的饮用研究，健康饮用水专家李复兴教授也参与了这一课题的研究工作。近两年我会对课题提出的加快我国海水利用技术产业化发展的研究成果和建议，一直关注在实际中的应用，并积极提供着力所能及的桥梁服务。可以说，本文也是在作这方面的服务工作。

二、 确立海水利用对解决我国缺水问题的战略地位

我国是个严重缺水国家，特别是我国华北、西北和沿海地区。我国水资源虽然有2.8万亿立方米,居世界第六位，但是人均水资源只有2200立方米，是世界人均水资源占有量的1/4，而且，时空分布极不均衡。水资源在时间分布上，一年有4个月连续是汛期，2/3是洪水很难利用；水资源在空间分布上，南方多北方少，例如土地面积占全国的13.4%,耕地占39%,人口占35%,国内生产总值占32%的黄、淮、海河流域水资源仅占全国的7.7%，人均约500立方米。加上近几年连续干旱，天津、青岛、烟台等沿海城市缺水更为严重，人均只有150-200立方米。据统计，我国每年缺水300亿-400亿立方米。一般年份农业干旱面积1亿-3亿亩，粮食减产200亿-300亿公斤，有上千万人饮水困难。城市生活和工业缺水60多亿立方米，影响工业产值2300亿元。而且洪涝灾害频发，水环境和生态环境恶化，严重影响着我国经济和社会的可持续发展。

早在1998年5月江泽民同志就高屋建瓴地指出：“当今水资源为世界各国所关注，我国水的资源大为短缺。我们过去的认识很不够，必须引起全党十分重视。”近些年来，解决我国缺水问题成了全国上下关注的战略任务。不少专家、学者提出了很多开源节流的办法。例如雨水利用、污水回用、河流湖泊的水土保持、防止水源污染、调水和海水利用等等。特别是对发展大规模海水利用解决我国缺水问题，已引起了国家有关领导和各界人士的关注，但是作为解决我国缺水问题的一个重要战略途径，尚未形成共识。

就华北及沿海地区的严重缺水来说，就近利用取之不尽的海水，既能有效的开发水资源，又不会对江河湖泊的生态环境带来不利影响，有利于水资源可持续利用。而且，随着现代核能、纳米材料等高新技术在海水利用工艺技术上的应用，人们顾虑的海水淡化成本高的问题，将会进一步得到解决。在国外已有不少国家，发展大规模的海水利用来解决缺水问题，例如日本、美国、意大利、法国、以色列和一些阿拉伯国家都在大力发展海水利用，淡化海水已成为一些严重缺水国家，如沙特等国的基本水源。而且海水利用技术发展很快，成本一再降低。据统计，海水淡化成本每5年下降20-30%，以色列计划采用核能淡化海水成本估算约0.2美元/吨，折合人民币2元以下。

国内外经验和研究说明，发展海水利用解决缺水问题是可行的。我国每年缺水300亿-400亿立方米，如果缺水的一半用海水解决，就有近千亿元的海水利用市场。如果把利用海水解决缺水问题的产业和提取海水中化学资源产业结合起来加快发展，那么海水利用技术产业将会很快成为我国海洋经济和沿海经济的一个新兴的重要产业，对我国的经济发展，对实现全面建设小康社会的奋斗目标将发挥重要作用。目前，已有企业开始关注在海水利用方面开拓商机，原有利用海水的的海洋化工、滨海发电等企业开始关注海水的综合利用，天津、青岛等沿海地方政府开始关注海水直接利用、海水淡化利用的示范工程和示范区建设，海水利用技术产业化的美好前景已出现端倪。现在的问题是对发展大规模海水利用解决我国缺水问题的重要战略地位，尽快形成共识，列入国策。

三、             加大海水利用技术产业化发展的力度

海水资源丰富，有水资源、矿物资源、生物资源、能源等等，因此，海水资源开发产业也是多种多样的。如何界定海水利用技术产业，上述课题研究报告提出界定在海水中的水资源和矿物资源的开发产业，包括海水直接利用开发、海水淡化利用开发和提取海水中矿物资源开发的范围内。因为这三个方面的海水资源开发，在工艺技术上有密切的联系，可以结合起来综合开发，有利于降低成本、提高综合效益、加快共同发展。这种界定是否妥当有待商榷，但在实践上对加快这方面的海水资源开发利用是有利的。将来还会把有可能出现的远距离调海水根治沙漠的产业，也归属在内。所以，加大海水利用技术产业化发展的力度，就必须从这些方面着手。

1.缓解沿海城市缺水必须大力发展海水直接利用。据统计，城市用水的70%是工业用冷却水，城市生活用水的35%左右是冲厕用水。直接利用海水作工业冷却水和冲厕用水对缓解沿海城市缺水是非常重要的，而且比用陆地调水效益明显。海水直接利用已有近百年的历史，发达国家已普遍采用。英、法、荷、意等西欧六国，每年直接利用海水达2500多亿立方米，美国每年达1000亿立方米，日本达3000亿立方米，而我国每年才达120亿立方米。海水冲厕在我国全香港已达70%以上。海水直接利用的困难是防海水腐蚀，放生物附着，目前这些防腐技术和材料等都已具备，而且费用比较小。所以，在我国沿海城市大力推广工业冷却水和大生活用水直接利用海水刻不容缓。

2.缓解沿海地区工农业缺水必须积极发展海水淡化利用。要缓解我国沿海和华北地区缺水问题，必须积极发展海水淡化利用。海水淡化利用主要不是解决人们喝水问题，而是要解决这些地区的农业和工业的大量用水问题，解决了大量的工农业生产用水，有限的饮用水就不是问题了。这是海水利用能否推广的关键。目前海水淡化技术具备，问题是海水淡化利用成本还高，影响了推广。但是，随着科学技术进步，人们认识的提高和水价政策的合理调整，降低海水淡化成本是完全可以办到的。千万不能盲目以为海水和苦咸水淡化成本高，排斥海水和苦咸水的淡化利用。就目前技术看，海水淡化成本在4-7元/吨，和远距离引水相比，成本也差不多。将来的淡化海水大量是为农业使用，成本比作饮用水低，再利用廉价电力或核能大规模的淡化海水和综合利用，海水和苦咸水的淡化成本必然具有优势。我们现在就要看准方向，尽快行动。

3.积极发展海水综合利用。溶解于海水3.5%的矿物质，形成了自然界给人类的巨大液体矿。人类对海水液体矿的开发，最早始于海盐的生产，已有数千年的历史了。海盐是近代氯碱工业的基础和一系列重化工的核心。不少国家不仅从海水中提盐，还从海水中提取其它贵重化学元素获取了巨大利益。美国大湖公司从海水中提溴，生产多种溴衍生产品，每年销售额达6亿美元。海水淡化利用必须脱盐，而海水化学元素的利用又必须提取盐类物质，两种利用结合的海水综合利用开发，可以提高双方效益。所以，加大发展海水利用技术产业的力度、必须发展大规模的综合的海水利用技术产业。虽然目前我国发展海水综合利用技术产业有一定难度，但是一定要积极向这个方向努力。

4.加强海水利用技术装备的研发工作。海水利用技术装备制造业是发展海水利用的基础产业，特别是海水和苦咸水淡化技术装备产业更是海水利用的核心产业。当前用于大规模海水淡化的技术主要有反渗透（SWRO）、多级闪蒸(MSF)、多效蒸馏(MED)等。海湾国家沙特已有日产40万吨的海水淡化厂，而我国还停留在日产千吨级水平。虽然国内也有企业和院校提出利用核能日产十几万吨、几十万吨的海水淡化方案，但是由于资金支持力度和技术合作方面的问题，还未能有实施的。所以，要积极上海水淡化工程项目，利用项目发展国内外合作，引导国内产业结构的调整，加强技术引进和研发工作，促进我国海水利用技术装备产业的发展。

5.关注利用海水根治我国沙尘暴的研究。近几年我会会员中国地质大学陈昌礼教授和西安交通大学霍有光教授，根据他们各自研究的成果著文著书提出，打破传统思维定式，利用我国特有的自然条件，充分利用浩瀚的渤海海水，是根治沙尘暴，改造北方沙漠环境的根本途径。陈昌礼教授分析了我国西北地区降雨量多寡取决于三个必要和充分条件：1、西风带，2、高山冷凝系统，3、水气供应源。而我国西北地区已经具备前两个条件，就缺水气供应源。西北地区缺水气供应源恰是北方大片湿地退缩消失、湖泊干涸、沙漠化的总根源。陈昌礼教授又分析了把渤海海水西送作水气供应源的独特有利地势，指出可利用由内蒙北部向西的1500多公里自然洼地。可以想见这个大胆设想一旦实现，我国西北、华北地区的生态环境必将得到彻底改善，使北方有可能成为山川秀美的江南，将为全面实现小康社会的奋斗目标和富国强国发挥巨大的作用。我们必须尽快进行可行性研究。

四、加快我国海水利用技术产业化步伐的措施建议

1.更新观念，增强海水资源意识。海水是人类巨大的淡水库和液体矿。开发海水资源不仅可以解决我国缺水问题，而且可以获取我国经济发展的各种有用的矿物资源。开发海水资源是21世纪海洋开发的重要内容，对确保我国经济可持续发展和增强我国综合国力有着重大战略意义。必须利用各种形式和场合，包括利用3月22日“世界水日”加强对海水利用战略意义的宣传。

2.加强引导和产业结构调整。虽然我国缺水，海水利用市场潜力很大，但是，我国是发展中国家，经济技术落后，目前的海水利用规模很小，海水利用技术产业尚处于形成阶段，急需国家从建设项目上支持和政策的扶持、引导，否则单靠企业的市场行为，很难使当前的产业结构向新兴的海水利用技术产业调整，海水利用技术产业就很难很快发展起来。特别是海水利用涉及的行业和部门多，又是新兴事物，发展产业联合较难，更需要政府的协调支持。

3.制定必要的政策和法规。发展海水利用是我国水资源的战略开发，必须在我国《水法》中体现海水利用的战略地位，并明确鼓励措施和强制性规定；在国家计划中和有关政府部门制定的水资源发展规划中应明确规定开发海水资源的目标要求和具体措施；在国家制定涉水政策上，要体现对发展海水利用的扶持，如对海水利用工程设备实行投资补贴、减免税政策等。

4.加强海水利用的示范工程和示范区建设。要在缺水严重的天津、青岛、烟台、大连、舟山等沿海城市建设海水利用的示范工程和示范区，通过示范工程和示范区建设加快发展大、中、小各种规模的海水利用及其配套产业，国家和有关省市要在财政和政策上给予积极支持。对企业的海水利用工程项目，政府要在立项研究等方面做好优先安排。

5.明确政府机构中的归口管理部门。加快我国海水利用技术产业化步伐，使一些有创意的大胆设想和技术成果能尽快得到实现，必须采取强有力的组织措施。全国海水利用一定要明确一个为主的管理部门，避免不少部门都管又都不管的现象。同时，我国可以仿效沙特建立国家的海水淡化利用总公司，利用现有科研单位和企业建立国家的海水利用工程技术研究开发中心，协助政府负责海水利用工程技术研究开发、组织协调、信息交流、技术成果产业化等工作。同时，在市场经济条件下，更需要发挥企业家们的胆识和开拓作用，需要发挥跨行业、跨部门的科技社团，在学术交流、桥梁服务和参与产业化实践等方面的积极作用。