中国海水淡化产业现状与趋势

1、中国海水淡化产业现状与趋势段焕强 谈探中国科学院信息咨询中心 北京 100190随着经济社会的高速发展和人口的急剧增加，进入新世纪以来，全球淡水消耗量增加了7倍，全球约有14亿人缺乏安全清洁饮用水。预测到2025年，全球将有23亿人缺水。世界范围普遍缺水造成的水资源危机已经成为仅次于全球气候变暖的世界第二大环境问题。中国缺水情况更加严重，是联合国公认的世界13个最贫水国家之一，人均淡水资源仅为世界人均量的1/4，并且水资源分布不均。可以预见，随着人口增加、经济发展和城市化推进以及人民生活质量提高，这些地区淡水资源紧缺的形势将更为严峻。开发利用海水资源，进行海水淡化，成为开源节流、解决淡水紧缺的

2、一条重要途径。一、发展现状自1981年西沙群岛海水淡化装置投入使用以来，中国海水淡化产业工程已历经了30余年的发展建设。据统计 资料来源：中国科学院信息咨询中心，中国海水淡化产业调研分析报告，2011年11月。，截至2011年8月末，我国已建成海水淡化工程66处（座）。其中，由于技术原因，早期建设的6处（座）海水淡化工程装置已停产。建成投产的60处（座）海水淡化工程设计产能已达到75.6818104m3/d。（1）技术与工艺：以反渗透为主反渗透和低温多效蒸馏是国内海水淡化工程中应用最多的技术方法。从设计产能看，反渗透法以接近60（实际58.0818）104m3/d的产水量，排在第一位，占总设计

3、产能的74.12%；低温多效蒸馏法以接近20（实际18.65）104m3/d的设计产能，位列第二，占23.8%。反渗透法和低温多效蒸馏法的设计产能合计占了总产能的97.93%。图表1 各种海水淡化方法所占产水量（设计产能）比例从工艺技术工程项目数看，反渗透法有55处（占总83.33%），而低温多效有7处（占10.6%）。两种海水淡化方法所占产水量和工程规模比例的差异是由于装置规模和用水负荷造成的。图表2 各种海水淡化方法建成装置分布情况83.33%10.61%1.52%1.52%3.03%电渗析反渗透膜低温多效多级闪蒸压汽蒸馏（2）装置与工程：向大型化、国际化发展我国经过四十多年的科技攻关和工

4、程示范，在反渗透法、蒸馏法等主流海水淡化关键技术方面均取得重大突破。在低温多效海水淡化方面：2004年成功攻克千吨级低温多效蒸馏海水淡化技术，自主设计、制造完成了山东黄岛电厂3000 m3/d低温多效蒸馏海水淡化装置并投入运行，实现蒸馏法海水淡化工程化“零”的突破。2006年4月从法国Sidem公司引进的2104m3/d低温多效海水淡化工程投产，同年12月由法国Weir公司设计、国内为主制造的1104m3/d低温多效海水淡化工程在天津投产。首钢公司和天津北疆电厂通过引进关键设备，低温多效工程规模分别为5104m3/d和10104m3/d。在反渗透海水淡化方面：先后完成单台产水能力1000m3/

5、d、3000m3/d、22500m3/d的多个示范工程；2007年10月，依靠引进的高压泵和增压泵和膜组件，由国内设计的单机1104m3/d反渗透海水淡化工程建成投产，在单机规模上接近国际先进水平。通过近几年的攻关，我国在防腐管道、高压泵、膜壳等方面均取得突破，完成了单机1104m3/d的成套技术，为设备国产化奠定了基础。目前，我国的反渗透海水淡化工艺已基本成熟，具备单机规模万吨级以上反渗透海水淡化工程的设计和建设能力。“十二五”期间单机规模有可能提高到2104m3/d。在已建成的66处（座）海水淡化工程中，其中1981-2002年累计产能上升趋势不明显。进入2003年后，海水淡化累计产能增长

6、迅猛，年均增长20%-30%。特别近3年的增长更快，年均增长超过50%。单位：104m3/d目前，沿海地区纷纷提出建设10万m3/d以上大型海水淡化项目规划，全国在建、拟建海水淡化工程规模己超过100万m3/d。在满足国内需求的同时，逐步参与国际市场竞争。据悉，众和海水淡化工程有限公司在国际市场先后成功取得印尼英德拉玛尤燃煤电站24500m3/d海水淡化系统、印尼巴齐丹23000m3/d海水淡化系统以及龙湾燃煤电站23000m3/d海水淡化系统三个国际项目合同，总合同额2.6亿元人民币。这是中国海水淡化工程公司首次承接的海外海水淡化项目，涵盖了系统及设备设计、加工制造、现场指导、安装调试及售后

7、服务等一系列内容，标志着中国大型海水淡化技术渐趋成熟并走出国门。（3）应用领域：集中在电力和市政反渗透海水淡化技术应用于市政供水具有较大优势，几乎所有用于市政供水的海水淡化系统均采用了反渗透技术。对于要求提供锅炉补给水和工艺纯水，且有低品位蒸汽或余热可利用的电力、石化等企业，低温多效蒸馏技术仍具有一定的竞争性。在已建成的66处（座）海水淡化工程中，有36处（座）海水淡化工程主要用于市政供水，占总工程数的54.55%；设计产能则达到31.3534104m3/d，占总设计产能的40.01%。图表3 主要行业应用海水淡化工程情况应用行业产能（万吨/日）工程数（座）占总设计产能比例化工10.51443

8、13.4%石化0.61520.8%电力30.5841939.0%市政31.35343640.0%钢铁5.04736.5%其他0.24430.3%合计78.357866100.0%电力行业是应用海水淡化技术最多的行业，已建成投产的海水淡化工程19处（座），合计产水能力30.584万m3/d，占总量的39.03%。原因在于，国家要求在沿海地区建设电厂必须采用海水淡化和海水直接利用技术解决电厂所需用水。图表4 主要行业海水淡化产能分布情况图表5 主要行业海水淡化工程分布情况（4）海水淡化装置制造业：羽翼渐丰目前，我国自行研究和开发了连续微滤或超滤技术用于海水淡化预处理。连续微滤或超滤在预处理中得到应

9、用，海水淡化膜系统进水水质得到改善，这有望解决膜污染问题、延长膜使用寿命、减少化学剂消耗，提高系统回收率。膜材料和膜组件方面：2004年我国完成了反渗透复合膜组器生产线，并提高了平板膜生产和卷式膜元件生产设备的性能和工艺水平，可生产反渗透复合膜、纳滤膜、超滤膜、微滤膜等18个品种和膜组器，具备120万平米/年的生产能力。生产的复合膜平均脱盐率99.2%，最低脱盐率98%，产品合格率在85%以上；经过近两年的改进，脱盐率稳定在99.4%，已通过一年多的现场性能测试，单级反渗透产水的总溶解固体含量在400mg/L以下，符合饮用水标准。说明我国的反渗透复合膜已接近国际同类产品水平。海水淡化配套设备和

10、材料方面：国产海水给水泵可满足技术与工程要求；铝黄铜类海水淡化传热管可满足国内需要并大量出口；膜压力容器（膜壳）已基本实现国产化；产量在3000吨/日以下的反渗透用高压泵已实现国产化并通过了三年多的现场考核；开发出了功交换式能量回收装置并进行了现场测试，尚需在稳定性和可靠性方面进一步提高；开发出了日产万吨级以下的蒸汽热压缩器并完成了为期三年的现场考核，效率接近国际先进水平，尚需进一步提高效率和开发更大容量的装备。企业方面：海亮股份与久立特材均具备生产海水淡化防腐管的能力。海亮股份生产的耐腐蚀铜管已经大量出口应用于中东地区海水淡化工程，加工技术优势明显。久立特材在钛管钛材加工生产上也已经取得优势

11、。南方泵业则可生产海水淡化用的高压泵。知情人士透露，该公司此前还只有小型的5000吨级高压泵生产能力，但1万吨级的设备已设计成型。上海电气电站集团下属的电站辅机厂具备了海水淡化主设备蒸发器和凝汽器的制造能力。双良节能自主研发的大规模低温多效蒸馏设备在中试项目中通过了专家评审。在2010年年报中，双良节能宣布已具备日产淡水2.5万吨和1.25万吨海水淡化装置的工程设计、设备制造、工程安装、技术服务等综合能力。国内海水淡化工程设计与咨询单位近10家，具有较强的海水淡化工程设计成套能力，海水淡化技术产业格局已基本形成。二、发展趋势（1）MED与SWRO优势互补，在一定时期内仍将是中国海水淡化的主流技

12、术我国北方海域的海洋动力学条件与海水水质与南方海域有较大不同。目前我国工业布局的趋海调整，使得多效蒸馏（MED）和反渗透（SWRO）由于其各自的适应条件和技术优势，在一定时期内将成为我国海水淡化的主流技术。在具体项目建设中，采用热法还是膜法，或采用“膜法+热法”等技术路线，须根据具体情况做客观科学的工艺分析和经济分析。不仅要考虑对淡化水水质的要求、企业生产工艺及布局、需不需水电联产或综合利用等因素，还要通过工艺分析和经济分析，优化系统方案，以确定合理可行的工艺技术路线。与热法比较，反渗透法只用电，只要有电的地方就可以用该法来淡化海水。而热法必须和发电厂和其他的有蒸汽的工业结合才能够用。客观上看

13、，反渗透法将是未来海水淡化市场主流，而且市场占有率将越来越大。此外，反渗透在投资与运行上均具有优势。随着膜技术的发展，膜成本将越来越低，寿命越来越长，反渗透制水成本也将会越来越低。（2）新材料应用、装备国产化和技术集成使淡化海水成本不断降低通过对国内若干海水淡化工程的跟踪研究，发现设备国产化可以明显降低海水淡化的装备成本，平均降幅在10%-15%左右，且MED较SWRO表现出了更大的下降空间。目前国内进行的研究包括了海水淡化新材料、新装备的研发与应用。例如，通过表面处理实现铝合金作为海水淡化的传热材料；非金属复合材料作为蒸发器的壳体材料；自主知识产权能量回收装置的研发与应用；通过产业集成开发海

14、水淡化适配的汽轮机等发电设备，实现发电与造水的双赢；蓝星东丽公司引进了日本最尖端的聚酰胺复合膜制造设备以及自动卷膜机，已开展国产化反渗透膜及组件的生产与组装；。这些措施有望在现有基础上进一步为降低海水淡化成本做出贡献。（3）更加注重环境保护和资源的综合利用海水淡化会产生浓盐水、添加剂等多种废弃物，将浓海水直接排入大海会造成沿海环境的破坏。事实上，浓盐水的用途是很广的，它可以用于制盐，也可以用于盐化工，还可以从中提取具有高附加值的钾、溴、镁等化学元素，还可以结合电力、冶金和化工等企业生产工艺中的余热进行综合利用，也可以在电厂实现“水电联产”近年来，以循环经济理念为指导，依托沿海工业园区建设，集成

15、海水淡化、海水冷却和海水化学资源综合利用技术，提出了各具特色的海水利用循环经济示范工程。主要有以下几类发展模式： 以水电联产为核心的循环经济模式从海水淡化产业的兴起，到开发其循环经济，无论中外产业界都是围绕水电联产推行循环经济的发展。这一模式主要是沿海煤电、核电、风电以及太阳能发电企业使用。结合地区独有资源为特点的循环经济模式这种发展海水淡化循环经济的方式，需要有地区资源特点和相应使用资源的能力，通过独特资源和能力的有效结合，开发独特的海水淡化工程。其一，利用海水在不同浓度状态下的特点，进行养殖业开发和制盐资源开发，形成两大支柱产业结合；其二，放弃投资较大的水电联产环节，不获取淡化海水，完全依

16、赖于太阳能，在获得原盐的过程中发展梯级海水养殖业，简化了循环经济产业链。“发电-海水淡化-浓海水制盐-土地节约-废物资源化再利用”模式这一模式最具代表性的是天津北疆电厂海水淡化工程。在水电联产基础上，北疆电厂将工业冷却、海水淡化、工业制盐及化学品提取结合形成完整的循环经济产业链，升华为电-水-盐联产，实现“零排放”和资源综合利用。（4）投资、建设与运营模式与国际惯例接轨继2004年新加坡凯发集团在天津引进BOO模式以来，到2006年青岛百发海水淡化项目（西班牙百菲萨公司、中国青岛泰能燃气集团有限公司和中国青岛海润自来水集团有限公司三方共同出资建造）奠基，再到2011年曹妃甸工业区海水淡化工程B

17、OT投融资模式的成功运行，我国海水淡化产业与水务建设国际惯例逐渐接轨。融合了资金、设备、技术、建设与运营管理等综合优势的投融资模式，有可能成为未来中国海水淡化产业发展所依赖的重要手段。（5）沿海城市平均水价上涨利好海水淡化由于海水淡化水现在平均生产成本大约在5元/吨，而目前大多数地方的水价仍然在5元/吨以下，海水淡化水在没有税收优惠与财政补贴的情况下是缺乏竞争力的。但是，一方面随着水价市场化定价机制的完善，水资源原来扭曲的价格将因为水资源稀有性渐现而出现价格逐步走高的态势，另一方面，国家相关的财政补贴支持政策的出台，也将大大促进海水淡化水打开广阔的市场空间。数据显示，平均水价从2003年的2.

18、29元/吨上涨至了2011年的4.54元/吨，已经很接近海水淡化水的生产成本。（6）政策日趋完善近几年来，国家为解决经济和社会持续发展对水资源短缺难题，提出“开源节流并举，节约优先”的节水方针，大力提倡节约和替代淡化资源，并积极支持海水利用产业，各类政策、规划相继出台。国家“十二五”科学和技术发展规划中提出加快海水淡化水再生水等非常规水资源利用关键技术开发。把海水淡化与综合利用列入可持续发展科技示范重点，并提出要重点发展高压反渗透和低温多效蒸馏海水淡化、大型海水循环冷却、浓海水处理与化学资源利用等核心技术和装备，建设若干大型海水淡化与综合利用示范工程。国家“十二五”海洋科学和技术发展规划纲要中指出，辽宁沿海经济带、河北曹妃甸工业区、天津滨海新区、山东半岛蓝色经济区等沿海区域将率先迎来海洋经济与产业的高速发展期。到2015年的海水科技发展重要任务中提出要培养海洋战略性新兴产业，开发高智能化的大型反渗透，低温多效海水淡化成套技术和装备，发展适用于海岛的多能源耦合海水淡化装置。研究膜蒸馏、正渗透、膜耦合等海水淡化新技术和设备。突破超大型海水循环冷却技术装备，研发高效节能海水淡化后浓海水制盐并联产钾溴镁锂、重水等化学资源的理论、技术、与装备。在外商投资产业指导目录（