水資源短缺，一直是中國乃至全世界共同面臨的挑戰(zhàn)。
據(jù)統(tǒng)計，全世界有半數(shù)以上的國家和地區(qū)缺乏飲用水，特別是經(jīng)濟欠發(fā)達的發(fā)展中國家，目前已有約70%的人口喝不上清潔水；世界已有將近80%的人口受到水荒的威脅。我國人均淡水為世界人均水平的四分之一，屬于缺水國家。
聯(lián)合國秘書長潘基文曾警告：“水資源稀缺預(yù)示著未來沖突將增加。人口增加和氣候變化都會讓水危機惡化。隨著全球經(jīng)濟的增長，水資源短缺會日益嚴(yán)重。以后還會有更多的沖突出現(xiàn)。”
為了緩解嚴(yán)峻的水資源形勢，除了優(yōu)先節(jié)水，治理水污染等措施外，世界各國紛紛轉(zhuǎn)向非傳統(tǒng)水資源的開發(fā)。例如，以色列的城市廢水利用達到90%，日本則在亞洲領(lǐng)先一步利用城市雨水，促進城市雨水的資源化，不僅集雨自給，還向阿拉伯國家出口雨水。
對于擁有地球上五分之一的人口、卻僅僅擁有7%淡水資源的中國而言，如何滿足由經(jīng)濟和人口增長帶來的巨大需求，是中國人必須面對的問題。
早在2002年，一項宏大的水資源調(diào)配項目——“南水北調(diào)工程”正式開工建設(shè)。該項目通過東、中、西三大渠道系統(tǒng)將長江豐沛的水資源輸往干旱少雨的北方，橫穿長江、淮河、黃河、海河四大流域。全程1430公里的這一項目，中線一期工程于2014年12月12日正式通水，北京天津等地的居民就能享受由其帶來的種種切身福利。
據(jù)介紹，一期工程總調(diào)水規(guī)模448億立方米，供水面積達145萬平方公里，受益人口4.38億人。然而，正當(dāng)我們?yōu)轫椖靠赡軓拇司徑馑Y源需求而喜悅的同時，刊登在《美國國家科學(xué)院學(xué)報》上的一份來自英國東英吉利大學(xué)的研究報告卻毫不客氣地給這一工程“潑了冷水”。
東英吉利大學(xué)稱，該校編制了首份中國各省水資源轉(zhuǎn)移和再分配的全面數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)表明，目前的水資源調(diào)整和輸送不足以根除水資源供給壓力。對于這一結(jié)論，來自利茲大學(xué)水研究中心的蒂洛森表示贊同：“鑒于經(jīng)濟和人口的持續(xù)增長，即便未來農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水效率提高，中國的調(diào)水工程可能依然難以滿足需求。”
既然“南水北調(diào)”不足以解決華北地區(qū)水資源短缺的所有問題，還有其它辦法能讓華北地區(qū)“解渴”嗎？
從長遠(yuǎn)發(fā)展來看，海水淡化便以其經(jīng)濟、清潔和可持續(xù)等優(yōu)勢，從眾多辦法中脫穎而出。
淡化海水 深耕海洋
海水，是一種重要的非傳統(tǒng)水資源。從海水中提取淡水，并將海水淡化產(chǎn)生的濃海水用于制鹽及提取鉀、溴、鎂等元素就是海水淡化。海水淡化水可以用于生產(chǎn)、生活和生態(tài)等多方面。
目前，世界范圍的海水淡化大多集中在沙特、以色列等中東國家，但美國、日本和歐洲國家為了保護本國的淡水資源，也競相發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)。特別是以色列和美國等國，還將海水淡化產(chǎn)業(yè)列入國家發(fā)展計劃。
讓我們來看以色列，從20世紀(jì)60年代開始，以色列就著手研究海水淡化技術(shù)，并在1999年制定了“大規(guī)模海水淡化計劃”。目前，以色列已掌握海水淡化和廢水利用的世界尖端技術(shù)，它不僅擁有世界上規(guī)模最大的海水淡化設(shè)施，也是世界最先進的海水淡化技術(shù)輸出國。
在中國，早在20世紀(jì)50年代就開展了海水淡化研發(fā)，經(jīng)過國家“六五”到“十五”科技攻關(guān)計劃的支持，技術(shù)和裝置都有了較大提高，基本具備了產(chǎn)業(yè)化條件。
“十一五”期間，國家進行了工程示范，海水淡化產(chǎn)業(yè)得到了快速的發(fā)展。到了“十二五”期間，海水淡化被提升到了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的地位。
在我國《海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》中明確提出，淡化水作為水資源的重要補充和戰(zhàn)略儲備，要納入水資源統(tǒng)籌規(guī)劃和調(diào)配。到 2015 年，我國海水淡化產(chǎn)能達到 220萬立方米／日以上，海水淡化對解決海島新增供水量的貢獻率達到50%以上，對沿海缺水地區(qū)新增工業(yè)供水量的貢獻率達到 15%以上。
海水是不可多得的資源，不僅可以為化工業(yè)提供原材料，而且海水淡化可以很好地解決地下水缺失、農(nóng)業(yè)灌溉水缺乏等問題，對降低耗能、確保水資源安全至關(guān)重要�？梢哉f，海水淡化技術(shù)未來將成為一種“剛需”。
海水淡化“壓力山大”
海水淡化是用水緊張地區(qū)的解決之道，而且按照目前缺水的現(xiàn)狀，發(fā)展海水淡化似乎應(yīng)該是眾望所歸的事情。然而，成本高、產(chǎn)能落后、供水難等現(xiàn)實問題卻讓海水淡化身陷兩難之境。
首先，能源密集的特性會使海水淡化的成本高昂。目前國際上海水淡化的成本大多在0.67至2.5美元/立方米之間，最低可以達到0.5美元/立方米；而我國海水淡化的成本一般在5至8元/立方米。
“說白了，海水淡化技術(shù)就是能源換水源的技術(shù)，將海水變?yōu)榈�，自然受到能源價格波動的影響。除中東地區(qū)國家外，其它國家和地區(qū)都面臨相同的成本問題。”國家海洋局如是解釋。
通常，海水淡化產(chǎn)水成本主要由投資成本、運行維護成本和能源消耗成本構(gòu)成。其中，能源成本占據(jù)總成本的一半。在我國，能源價格一向偏高；而且海水淡化設(shè)備利用率偏低，已建的大型項目利用率較低，折算到噸水上的投資折舊、設(shè)備維護費用較高；此外，北方海域海水水溫較低、污染重，處理成本也會相應(yīng)增加。
難以承受的成本之重，注定了海水淡化一路走來的艱辛。
再來看看海水淡化目前的產(chǎn)能。來自官方統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2006年至2010年，中國的海水淡化產(chǎn)能每年增長近70%。然而經(jīng)過最初的迅猛發(fā)展后，中國并未能實現(xiàn)到2015年使日淡化海水產(chǎn)能達到220萬立方米的目標(biāo)。
據(jù)近日國家海洋局發(fā)布的《2015全國海水利用報告》（不含港澳臺）顯示，海水淡化方面，截至去年底已建成海水淡化工程121個，日產(chǎn)水規(guī)模100.88萬噸。
在日淡化海水產(chǎn)能與目標(biāo)相差懸殊的情況下，卻出現(xiàn)了大量海水淡化裝置的長期閑置，產(chǎn)能無處安放的尷尬。
“我們的一期海水淡化項目已建成，產(chǎn)能為20萬噸/日，而實際產(chǎn)水量不足7萬噸/日，產(chǎn)能利用率不到35%。”天津北疆電廠海水淡化辦公室主任李虎曾這樣無奈地表示。
可就在國內(nèi)一些海水淡化裝置被“打入冷宮”之時，一些國外企業(yè)卻開始搶分淡化海水的“地盤”。據(jù)國際脫鹽協(xié)會（IDA）統(tǒng)計，截至2014年9月，全球淡化工程規(guī)模已達8528萬噸，近10年來年均增長率保持在8%以上。其中，海水淡化的60%用于市政用水，解決了2億多人的用水問題；26%的淡化水用于工業(yè)，其余為灌溉、旅游、軍事用水等。
與之相比，中國則主要將淡化的海水用于工業(yè)領(lǐng)域，市政用水往往難以涉足。即便在最早開始大規(guī)模發(fā)展海水淡化的天津，淡化海水至今仍未大規(guī)模擠進市政管網(wǎng)。
據(jù)統(tǒng)計，2013年，天津市總供水量中海水淡化量為0.31億立方米，約占全市城市建成區(qū)（市區(qū)、塘沽、漢沽、大港）總供水量的3%，其中只有一小部分接入生活用水。
“除非大部分淡化后的海水能夠進入市政供水系統(tǒng)，否則中國的整個海水淡化產(chǎn)業(yè)就不可能獲得快速的發(fā)展。”上海電氣海水淡化部門的高級工程師范志峰（音譯）說，“但是目前事實并非如此。”
而且，對海水淡化的需求常常會隨著地表水和地下水的年度波動而增長和衰減，需求帶來的不確定變化會直接導(dǎo)致未來的項目被一再擱置。對此，天津大學(xué)膜科學(xué)與海水淡化技術(shù)重點實驗室主任王志感同身受。
“每當(dāng)遭遇干旱時，地方官員和企業(yè)就會過來找我們并告訴我們，‘我們想要淡化海水’。”王志無奈地說，“但如果第二年雨量充沛，他們就會將這種想法拋諸腦后。”
技術(shù)創(chuàng)新 長路漫漫
經(jīng)過50多年的研究，我國已經(jīng)掌握了反滲透海水淡化技術(shù)和低溫多效蒸餾海水淡化技術(shù)，在技術(shù)上取得了長足的進步。然而目前國內(nèi)大型海水淡化工程仍主要使用國外技術(shù)。
據(jù)統(tǒng)計，目前全國已投建的海水淡化工程特別是萬噸級以上工程多采用國外技術(shù)，反滲透海水淡化的核心材料和關(guān)鍵設(shè)備，如海水膜組器、能量回收裝置、高壓泵及一些化工原材料等主要依賴進口，按工程設(shè)備投資價格比，國產(chǎn)化率不到50%。
另據(jù)2012年中國官方發(fā)布的文件顯示，在中國登記的756項與海水淡化有關(guān)的專利中，只有15%的自主知識產(chǎn)權(quán)屬于中國。
“基礎(chǔ)研究不足，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)較少，設(shè)備制造及配套能力較弱”，這是業(yè)界人士的共識。由于海水淡化是一項技術(shù)驅(qū)動型產(chǎn)業(yè)，中國政府已要求國內(nèi)淡化設(shè)備中的本土創(chuàng)新至少達到70%。
當(dāng)前，國外技術(shù)壟斷國內(nèi)海水淡化裝備市場的格局正在被逐步擊破。在反滲透海水淡化關(guān)鍵設(shè)備中，我國目前的技術(shù)正緊跟國際水平，有些已經(jīng)達到了國際先進水平。
不過就徹底為中國“解渴”而言，海水淡化仍然是一條漫長的征程�！�