“中國的海水淡化事業(yè)已經(jīng)有了一定的基礎，并具備了騰飛的條件，我們有充分的理由相信，在國家政府的重視和支持下，在一大批致力海水淡化事業(yè)的科學技術人才和企業(yè)的辛勤努力下，中國的海水淡化之路必將越走越寬闊，前景將無限美好。”
——鄭根江，杭州水處理技術研究開發(fā)中心有限公司董事長，國務院特殊津貼專家
隨著中國供水需求急劇增長，水處理和海水淡化將在供水保障中發(fā)揮越來越重要的作用，海水淡化已成為許多中國科研機構的研究重點。根據(jù)2005年7月份國家發(fā)改委、國家海洋局、財政部聯(lián)合發(fā)布的《海水利用專項規(guī)劃》提出了2010和2020年海水利用的綱領性目標：2010年，我國海水淡化能力目標是達到80~100萬m3/d，海水直接利用能力達到550億m3/a，海水利用對解決沿海地區(qū)缺水問題的貢獻率達到16%~24%，并實現(xiàn)海水利用產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化率達60%以上。2020年，目標是我國海水淡化能力達到250~300萬m3/d，海水直接利用能力達到1000億m3/a，海水利用對解決沿海地區(qū)缺水問題的貢獻率達到26%~37%。并實現(xiàn)海水利用（特別是海水淡化）國產(chǎn)化率達到90%以上。
中國海水淡化歷程
中國海水淡化技術是在政府支持和國家重點攻關項目驅動下發(fā)展起來的。1967~1969年全國組織海水淡化會戰(zhàn)，同時開展了電滲析（ED）、反滲透（RO）和蒸餾多種海水淡化方法的研究。1970年，以海水淡化會戰(zhàn)人員為主組建國家海洋局第二海洋研究所海水淡化研究室，1984年在此基礎上組建杭州水處理技術研究開發(fā)中心，這是中國最早的海水淡化技術研究機構，繼后，天津海水淡化與水再利用研究所、清華大學、大連理工大學等機構開展海水淡化技術研究工作。近40年來，中國的海水淡化技術及產(chǎn)業(yè)有了長足的發(fā)展，特別是“九五”規(guī)劃以來，海水淡化技術取得了突破性進展。1997年，浙江省重大科技攻關項目“500m3/d反滲透海水淡化示范工程”在浙江省嵊泗縣嵊山島建成投產(chǎn)；2000年，在國家科技部重點科技攻關項目“日產(chǎn)千噸級反滲透海水淡化系統(tǒng)及工程技術開發(fā)”的支持下，先后在山東長島、浙江嵊泗建成了1000m3/d反滲透海水淡化示范工程；2003年，國家發(fā)改委高技術產(chǎn)業(yè)化項目“山東榮成日產(chǎn)10 000噸級反滲透海水淡化示范工程”在山東榮成市建成投產(chǎn)；2004年，國家科技部科技攻關項目“3000m3/d低溫多效海水淡化裝置”在山東省青島市黃島電廠建成投產(chǎn)；2005年以來，中國的海水淡化進入了快速發(fā)展期，在5年多的時間內(nèi)，國內(nèi)建成了一批大型海水淡化工程，其中包括廣東東莞10萬m3/d亞海水淡化工程項目（為目前亞洲規(guī)模最大的亞海水淡化裝置）；中廣核紅沿河1.5萬m3/d海水淡化工程項目，該項目是膜法海水淡化在核電領域中最大的應用項目之一；浙江六橫10萬m3/d海水淡化示范工程（一期工程于2009年投產(chǎn)）和天津北疆電廠100?000m3/d海水淡化工程等，均為目前全國最大的海水淡化工程項目之一；2010年河北曹妃甸5萬m3/d海水淡化工程，這是我國最大的市政用水項目。至此，標志著中國的海水淡化工程技術已達到國際先進水平。
圖1 嵊泗自來水公司海水淡化裝置（目前總規(guī)模已達12000m3/d）
初步統(tǒng)計，截止2009年底，中國已建成海水淡化裝置62套，日淡化海水能力接近40.88萬m3，比上一年增長64%，比2007年增加一倍左右。目前建成運行的海水淡化運行裝置總數(shù)為48套，占建成裝置總數(shù)的80.4%，合計產(chǎn)水能力31.93萬m3/d，占總制水能力的79.4%。
從海水淡化技術角度看，反滲透（RO）和低溫多效蒸餾（MED）是國內(nèi)海水淡化工程中應用最多的方法，已建成投產(chǎn)的海水淡化裝置中，反滲透法和低溫多效蒸餾法合計占了總產(chǎn)水量的95.16%。反滲透法，約占83.87%；低溫多效蒸餾法排在第二，約占11.29%。反滲透海水淡化技術應用于市政供水具有較大優(yōu)勢，幾乎所有用于市政供水的海水淡化系統(tǒng)均采用了反滲透技術。
圖2 廣東玖龍紙業(yè)10萬噸級反滲透亞海水淡化裝置
中國海水淡化市場
電廠、石化、鋼鐵冶金、水泥等重化工企業(yè)，在生產(chǎn)中需要消耗大量淡水。對于選址在海邊缺水城市的重化工項目，與人爭奪有限的淡水源，終將得不償失。海水淡化處理成為國家發(fā)展戰(zhàn)略的必然選擇。國家在政策上也對海水淡化產(chǎn)業(yè)化推廣給予支持，全球海水淡化市場以每年以20%的速度增長，預測至2020年，全球海水淡化總裝機總量將達到1.19億m3/d，市場價值預計在700億美元以上。在中國，海水淡化需求日益擴大，根據(jù)國家《海水利用專項規(guī)劃》，我國沿海地區(qū)在2010年將建成日產(chǎn)水量達80~100萬t的海水淡化裝置規(guī)模，按每噸水投資成本0.7萬~0.8萬元計算，需投資約56億~80億元；2020年將新增日產(chǎn)水量達180萬~200萬t的海水淡化裝置規(guī)模，按平均投資6000元/m3計算，需投資約108萬~120億元。
膜法海水淡化技術是海水淡化的主流技術，目前，我國已建成的海水淡化裝置中80%以上采用膜法，預計到2015年，國內(nèi)膜法海水淡化技術將保持90%左右的比例。因此，國內(nèi)膜法海水淡化市場規(guī)模約72萬~90萬m3/d，市場前景看好。值得一提的是，從2009年開始涌現(xiàn)出一批日產(chǎn)達10萬t以上的大型海水淡化項目。隨著水價進一步上漲，與海水淡化成本持平，下一步將很快進入城市管網(wǎng)，從而引發(fā)規(guī)模浩大的海水淡化需求。
圖3 舟山六橫10萬噸級反滲透海水淡化
中國海水淡化發(fā)展趨勢
隨著中國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，沿海地區(qū)水資源供需矛盾日益突出，中國的海水淡化將持續(xù)快速發(fā)展，并呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢：
單機產(chǎn)能大型化
優(yōu)化大型單機設計、成套、制造技術，提高單機產(chǎn)能，使反滲透海水淡化單機規(guī)模達到15000~20000m3/d，低溫多效單機規(guī)模達到20000~25000m3/d，單機產(chǎn)能達到國際通用水平。
目前，以杭州水處理技術研究開發(fā)中心為主，聯(lián)合國內(nèi)其他科研院所正在承擔國家科技工程，其中包括國產(chǎn)化10000m3/d反滲透海水淡化示范工程、單機產(chǎn)能達10000m3/d以上，這將有力推動中國海水淡化單機產(chǎn)能大型化的進程。
圖4 遼寧紅沿河核電海水淡化項目——成套反滲透裝置
應用規(guī)模化
未來幾年，國內(nèi)沿海地區(qū)將建設一批大型海水淡化裝置，包括5萬噸級、10萬噸級，甚至數(shù)十萬噸級的海水淡化工廠，大規(guī)模應用趨勢顯現(xiàn)。
核心部件水平提高
為保障供水安全，必須解決核心部件依賴進口的狀況。中國將會加強大部分制膜材料、不銹鋼、耐腐蝕鋁合金和鈦合金管等原材料的研究。通過原材料的改性研究，提高核心部件技術水平，使海水淡化反滲透工藝和膜組器、低溫多效應用的熱泵等設備接近或達到世界先進水平。
配套設備國產(chǎn)化
至“十二五”末，海水淡化系統(tǒng)的關鍵配套設備，如反滲透膜元件、能量回收裝置、高壓泵、熱泵、真空泵、蒸發(fā)器等，能實現(xiàn)國產(chǎn)化，使系統(tǒng)的國產(chǎn)化率由目前的40%提高到70%~85%。國產(chǎn)化率的提高勢必將降低投資，減少運行成本，提高核心競爭力，使中國海水淡化裝置的整體水平進入到國際先進行列。
圖5 曹妃甸50 000m3/d海水淡化項目（中心海水淡化EPC總項目）
工藝多樣化
加強技術創(chuàng)新和集成，根據(jù)不同的海區(qū)和用途，采用不同的淡化工藝，如常規(guī)預處理工藝、雙膜法工藝，進一步開發(fā)和完善熱法與膜法耦合工藝、淡化設備與核能、天然能耦合工藝等。
綜上所述，中國海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊，“向海洋要淡水”已經(jīng)形成了方興未艾的產(chǎn)業(yè)。為推動我國海水淡化和膜技術產(chǎn)業(yè)的進步和發(fā)展，杭州水處理技術研究開發(fā)中心作為中國海水淡化事業(yè)的開拓者，肩負著發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)的重任，對此，中心擬籌建國家級海水淡化基地，計劃總投資6.5億元。基地擬按照“一個主體、兩個聯(lián)盟”的方式組建，一個主體為杭州水處理技術研究開發(fā)中心的海水淡化研發(fā)、產(chǎn)品生產(chǎn)和系統(tǒng)集成；兩個聯(lián)盟一是以中心系統(tǒng)集成制造為主體，聯(lián)合上游關鍵設備制造單位建立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟；二是以中心的研發(fā)為主體，聯(lián)合國內(nèi)著名院校、企業(yè)共同建立技術創(chuàng)新聯(lián)盟，力爭通過5~10年的發(fā)展和創(chuàng)新，使我國海水淡化技術產(chǎn)業(yè)跨入國際先進水平�；氐陌l(fā)展目標為：成為國內(nèi)領航、國際一流、集研發(fā)、設計、制造、集成于一體的膜工業(yè)企業(yè)�；亟ǔ珊�，基地主體部分預計可實現(xiàn)15億元的產(chǎn)值，形成的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟可實現(xiàn)100億元以上產(chǎn)值，使基地成為產(chǎn)品種類最多、服務功能最全、經(jīng)營規(guī)模最大的國家級海水淡化和膜技術產(chǎn)業(yè)基地，目前已進入實質性階段。
中國海水淡化建議
隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，水資源缺乏已成為制約我國沿海地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展的瓶頸，急需發(fā)展先進的海水淡化技術。目前，海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于初始階段，還存在著一些困難，包括投資、水價等。因此，建議國家和地方應從戰(zhàn)略高度支持該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)致力于海水淡化事業(yè)的科研機構、企業(yè)也應吸收發(fā)達國家經(jīng)驗，努力趕超國際先進水平。
相關建議如下：
參照國家公益性水利工程建設給予投資和貸款等優(yōu)惠政策；
參照國家對城鎮(zhèn)自來水供應企業(yè)的稅收優(yōu)惠政策，并給予電價和水價補助；
對海水淡化技術生產(chǎn)成套裝備的企業(yè)給予減免稅等；
加大技術創(chuàng)新投入，提高技術水平，降低投資和運行費用。
小結
近年來淡化技術已經(jīng)有相當?shù)倪M步，對于增加產(chǎn)水率、節(jié)約能源、降低結垢等有很大的改善，淡化所需之材料也易于取得，使用壽命也逐漸延長，相對單位產(chǎn)水價格也日漸降低。
總而言之，就是海水淡化規(guī)模愈來愈大，耗能愈來愈低，成本愈來愈合理。尤其以鼓勵民間企投資興建營運模式的推動，其成本更是具有商業(yè)化的潛力，目前全球已有30多個政府與企業(yè)共創(chuàng)雙贏的海水淡化成功案例。
溫總理在2009年底關于《讓科技引領中國可持續(xù)發(fā)展》講話中強調了以新能源、節(jié)能減排、信息技術、新材料、生物醫(yī)藥、空間海洋技術等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)將成為中國經(jīng)濟結構調整和再次快速發(fā)展的重要推動力。其中以海水淡化為代表的海洋產(chǎn)業(yè)和海洋資源利用有望在未來獲得政策的大力支持，并成為新經(jīng)濟發(fā)展又一輪強勁動力源泉。
杭州水處理技術研究開發(fā)中心
杭州水處理技術研究開發(fā)中心（以下簡稱“中心”）組建于1984年，其前身是國家海洋局第二海洋研究所海水淡化研究室；2006年，根據(jù)國家科技體制改革的要求，轉制進入中國化工集團藍星總公司，成為科技型企業(yè)，專業(yè)從事液體分離膜及其水處理技術研究開發(fā)、工程咨詢設計、產(chǎn)品生產(chǎn)與裝備制造和總承包。中心現(xiàn)有職工260人，專業(yè)技術人員占70%以上，擁有工程院院士1名，享受政府特殊津貼專家10人，高級專業(yè)技術人員50人，中級專業(yè)技術人員69人，是目前我國從事膜法水處理技術研究開發(fā)最早、技術力量最強的單位之一。目前中心是國家液體分離膜工程技術研究中心、國家凈水設備技術動員中心和浙江省膜技術工程研究中心的依托單位，也是中國海水淡化與水再利用學會、浙江省膜學會的掛靠單位。
