面臨水資源短缺壓力“南水北調”后海水淡化依然重要
2015-01-14 17:59:26
admin
446
據中國海洋在線2015年1月13日訊 2014年12月27日，規劃半個世紀、施工十余載的南水北調中線工程正式通水。南水千里進京，每年將為北京引來10.5億立方米清水,京津冀地區水資源總量也由南水北調前的258億立方米增加到315.6億立方米、人均水資源量從239立方米增加到288.7立方米、地表徑流深從118毫米增加到144.5毫米，北方嚴重缺水的局面得到緩解。
南水北調后，有一種說法提出“海水淡化已經不重要了”。筆者認為，南水北調雖然可以緩解水資源緊缺狀況，但不可規避的是，通水后的生活和生產用水仍未達到用水的*低限度，水資源短缺還將面臨長期壓力。解用水之困，海水淡化依然至關重要。
用水未達*低限
南水北調并非一勞永逸
隨著經濟發展和人口增加，許多國家和地區用水需求日益增大，水資源短缺正在成為全球性問題。目前，未受缺水困擾的只有加拿大、印尼等少數幾個國家。
人類用水主要包括生活、生產和生態三個方面。筆者根據46個國家852個案例的統計平均值組織制定的《生活與生產用水的水資源標準》（表一）中，水資源豐欠標準從高到低共分為豐水、輕度缺水、中度缺水、重度缺水、極度缺水和可持續發展*低水資源量6個等級;《環境與生態用水的水資源標準》（表二）則把環境、生態維系的水資源標準細分為適宜人類社會經濟系統發展、較好地維系當地自然生態系統、生態缺水地區3個標準。根據數字統計，京津冀地區水資源總量由南水北調前的258億立方米增加到315.6億立方米、人均水資源量從239立方米增加到288.7立方米、地表徑流深從118毫米增加到144.5毫米。數據顯示，南水北調后，京津冀地區的生活和生產用水仍未達到*低限度，生態水也難以維系森林生態系統。
以北京為例，目前北京每年超采地下水5億立方米，并從河北購水3.5億立方米。南水北調后北京一年實收10.5億立方米水，用于填補上述的兩部分虧空后，實余2億立方米，用于支撐人口增加后的供水需求以及河流的生態修復。因此，南水進京后北京的人均生活、生產用水量沒有增加，水資源仍然告急。
近十年來，我國人均水資源量為1999立方米，一直面臨中等缺水的窘境。從目前的情況來看，南水北調的水源地也出現中度程度缺水，而“引江濟漢”，就需在長江沿岸擴建污水處理廠，從經濟效益考慮不太劃算。所以，總體而言，南水北調并非一勞永逸。
幾大特性顯優勢
缺水可由海水淡化補充
與南水北調相比，淡化海水是直飲水，類似純凈水，只是缺少了一些陸地淡水含的礦物質和其他對人有益的物質，淡化海水的含鹽量較低，尤其是鈣、鎂等離子含量明顯低于陸地水。不過首先這些微量元素是可以補充添加，其次作為飲用水來說，淡化海水要與原陸地淡水混合使用，比例不超過1/3。目前全世界有超過2億人使用淡化水作為飲用水，中東等地區大規模使用淡化水作為飲用水已超過半個世紀，沒有出現對人體健康不利的報道。
從生態影響來看，海水淡化對環境的主要影響在于濃鹽水排回大海后，如果不能快速擴散，會造成鹽度升高，影響近海海洋生態。通過優選廠址，以及有效的濃鹽水排放安排，可以解決這個棘手的問題。如果海水淡化廠址附近有足夠面積的鹽場接納濃鹽水，就可以實現循環經濟，一舉兩得。
從生產成本來看，對于建在渤海灣沿岸的日產10萬噸（即3650萬立方米/年）以上的海水淡化廠，出廠成本在5元～6元/噸。對于日產百萬噸的海水淡化工程，由于規模效益的作用，生產成本顯著低于日產10萬噸的海水淡化工程。還可充分優化投融資結構，爭取優惠能源價格、財政補貼和稅收優惠，進一步降低成本。
從輸水的成本來看，由于輸水技術成熟，短期內成本和價格會保持穩定。對于向天津供水的100萬噸/日（3.65億立方米/年）海水淡化輸送工程，不計工程投入輸送成本約為0.6元/噸，因此遠距離輸送是不經濟的。
從京津冀協同方面來看，假設建設向北京供水100萬噸/日（3.65億立方米/年）淡化海水輸送工程，工程投資約為80億元，輸送成本約為2元/噸;建設向天津輸送100萬噸/日（3.65億立方米/年）的淡化海水工程投資僅約為15億元。南水北調中線工程同時向北京、天津供水，如果將天津的供水份額給北京，用海水淡化解決天津的缺水問題，無論是從經濟還是技術角度都比較合理。
從全球氣候變遷來看，海水淡化是必然趨勢。其一，全球氣候變遷產生了淡水變海水的大氣運動。海水淡化是增加地底淡水總量*根本的方法。但是，海水淡化不僅大量耗能，占成本的40%以上，而且如果用碳氫能源淡化海水，又造成了大量二氧化碳的釋放，加劇了溫室效應。其二，受控熱核聚變是我國*終解決水資源問題的*重要手段。樂觀估計，2040年前受控熱核聚變能可進入商用階段，這種新能源價格比現有能源低3/4。利用受控熱核聚變的商用能源，海水淡化的成本就可降低1/3以上。海水淡化的另一個主要成本——過濾膜的成本，隨著新材料科學技術的發展，到2030年將下降2/3（包括價格的降低和壽命的延長），屆時海水淡化的成本可以降到2元/噸以下，大規模海水淡化成為可能，從而低于南水北調的實際價格。同時，無需在水源地和沿途投入大量的治污成本，就可保證水質。
政策利好產業發展
海水淡化亟待解決三大問題
《國務院辦公廳關于加快發展海水淡化產業的意見（國辦發【2012】13號）》提出，2015年我國海水淡化能力要達到日產220萬立方米～260萬立方米，在加快海水淡化產業發展的同時，還需注意三大問題。
一是在海水淡化成本未低于南水北調之前，不宜急于擴大規模。海水淡化產業大發展不等于盲目發展，不能急于擴大規模。首先，節約用水是第一位，即使海水是無盡的資源，多用水也意味著要產生大量的污水，多建污水處理廠，進而加大投資、擴大占地規模、增大能耗。其次，我國能源目前以煤炭為主，耗能和污水處理會產生大量二氧化碳，從而加劇溫室效應，加劇淡水變海水的趨勢，形成惡性循環。其三，在目前海水淡化成本較高的情況下，還要考慮經濟成本。
二是研究淡化水與江河湖庫水、地下水的水質差異，避免飲用水缺少某種成分影響人體健康。淡化海水清潔無害已被實踐證實，但是不同地區飲用水的來源各不相同，包括江河湖庫和地下水。因此，本著“以人為本”的宗旨，對原用江河水、湖泊水、水庫水和地下水的不同地區的人飲用海水做科學研究，以確定摻入淡化海水的比例，確保人民健康。
三是在某些地區，如渤海等與公海水交換速度不高的淺灘海域，要研究大規模抽海水后對近海生態的影響。海水淡化取自近海，不能以為與大海相連，有無限的補充與凈化能力，就忽視對近海生態系統的影響。對于與公海水交換速度不高的內海和淺海尤其值得注意，我國的近海污染已經相當嚴重，大量取水排鹽，會打破近海生態平衡，對近海海生動植物生態系統產生較大的影響。
（作者吳季松，系北京航空航天大學中國循環經濟研究中心主任）