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文/赵越

最近,北方沿海城市天津宣布,将海水淡化水作为京津冀协同发展的战略资源。

近日出台的《天津市促进海水淡化产业高质量发展实施方案》提出,到2025年,天津海水淡化水年供水量将达1亿立方米左右。

而自2022年3月1日起施行的《天津市促进海水淡化产业发展若干规定》则明确,要将符合规定的海水淡化水进入市政供水管网。

不止天津,北方沿海城市青岛最近也在加大力度发展海水淡化。该市日前出台的补助细则显示,将给予符合要求的海水淡化项目,不超过1000万元的一次性奖补。

一直以来,海水淡化都与极端干旱的沙漠地区相联系。天津、青岛等城市为何如此积极推动海水淡化?

天津 图/图虫创意

缺水的沿海城市

海水淡化的成本并不低。天津、青岛为什么要海水淡化?这不得不从两城的用水困境说起。

据统计,全国669座城市,有400余座供水不足,其中近110座严重缺水。32个百万人口以上的城市中,有30个长期受缺水困扰。

而更严重的是,经济空间与水资源空间并不完全匹配,进一步加剧了城市缺水。

武汉大学水利学院教授王长德告诉中国新闻周刊,国内城市缺水的原因之一是气候变化。

“像天津,海河流域在上世纪五六十年代降水丰沛,而如今这一带干旱严重。”他说,而另一方面,随着经济社会的发展,用水量却不断增加。

值得注意的是,不论是天津还是青岛,近年来城市供水的主力都是调来的“客水”。

青岛人均占有水资源量186立方米,仅为全国平均水平的9.5%。

2012年南水北调东线工程通水,暂时缓解了青岛的缺水现状。近四年来,青岛每年调引的长江水黄河水平均在4亿立方米左右。

高峰期,青岛的城市供水对客水的依赖程度高达90%以上。

随着城市规模的扩大,用水量不断攀升,目前调引工程已不能满足青岛的供水需求。

据市水务局统计,青岛年城市供水保障能力为6.7亿立方米,预计到2035年,城市年需水量为16亿立方米,缺水9.3亿立方米。

天津的情况也差不多。天津属于资源型缺水城市,农业和生态用水一直存在缺口。

多年来,天津依靠引滦入津等工程,解决了部分用水紧张问题。2014年底至今,南水北调中线工程已累计向天津引调长江水超70亿立方米。

天津水务局相关数据显示,引来的江水,在当地城镇供水总量中的比重已超过80%,成为城镇供水的主要水源。

但是,依赖“客水”的天津,也面临着隐患。

天津市水务局局长张志颇曾对媒体表示,天津是水资源短缺的城市,引滦水已经给天津供水30多年,但由于水质等问题,已不能保障天津发展,目前主要依靠南水北调中线的水源,如果长江上游遇到干旱怎么办?

此外,跨流域调水工程浩大。不少业内专家建议,如果新规划调水工程,需要更加慎重。

中规院(北京)规划设计有限公司生态市政院院长王家卓对中国新闻周刊表示,跨流域调水肯定会对下游生态环境产生影响,“有些影响是我们目前知道的,有些是目前还未认识到的”。

浙江工业大学海绵城市研究中心主任陈前虎也认为,跨流域调水不仅投资巨大,而且对生态环境影响也超出了目前科学界的认知。

“大型工程对流域生态环境的影响,科学界至今都很难评估。”他说。

在这个大背景下,作为沿海城市的青岛和天津,发展海水淡化产业,无疑成为必然选择。

昂贵的淡化成本

国际上不少国家在海水淡化上,已经探索了多年。在异常干旱的一些国家,海水淡化早已融入当地民众的生产与生活中。

1998年,新加坡建立了第一座海水淡化厂,开始探索海水淡化。目前,仅吉宝滨海东一家海水淡化厂每天就能生产约11.36万立方米用水,约占新加坡每天用水量的7%。

目前,青岛海水淡化产能达22.4万立方米/日,占全国已建成规模的近六分之一。

青岛海水淡化工厂 图/中新图片

为了鼓励海水淡化项目,近日出台的《青岛市海水淡化项目建设奖补政策实施细则(试行)》显示,对符合条件的海岛海水淡化项目,按照固定资产投资的20%给予不超过1000万元的一次性奖补;对符合条件的非海岛海水淡化项目,按照固定资产投资的10%给予不超过1000万元的一次性奖补。

但不少业内人士直言,即便有重金奖励,目前海水淡化成本仍然较高,应用范围因此大受限制。

我国海水淡化成本已接近世界平均成本,每吨在5-8元之间,但相比自来水的价格,仍然偏高。

海水淡化成本由多种因素构成,主要包括设备、材料投资、能源消耗、管网铺设以及预处理等。

其中,能耗占到成本的60%以上,比如万吨级以上海水淡化工程,如果将蒸馏法消耗的热折算成电,将是一个非常可观的数字。

目前海水淡化主要利用的反渗透法,反渗透膜价格高昂,在使用过程中容易被污染,一般3-5年需要更换一次。

在远距离输送淡化海水过程中,管网铺设成本也较高。以唐山曹妃甸工业区海水淡化工程为北京输水为例,每吨水管网铺设成本高达1元,占输水后总成本的15%。

在对海水进行淡化前,需要对海水进行预处理,以便去除海水中的颗粒泥沙等杂质,环渤海地区每年有5个月的时间海水水温低于10℃,在对其进行预处理时首先要进行加热,预处理成本在海水淡化成本中也占据了较大的比例。

沙特是世界最大的海水淡化国,70%的饮用水来自海水淡化。据了解,沙特自来水约每立方米水价6里亚尔(约10.2元人民币),目前天津采取阶梯水价,居民用水每立方米约4.9-6.2元。

如果天津市将海水淡化水纳入供水管网,如此高的淡化水成本,是否会带来城市整体水价上升,仍然值得探讨。

“海水淡化的成本在持续下降,随着工艺的进步,能运用的领域越来越多,不过目前依然主要集中在工业领域。”王家卓坦言。

仅海水淡化,还远不够

虽然技术层面不断取得新的进展,但受限于成本,我国淡化的海水最主要的应用场景,依然集中在对水纯度要求相对较低的工业领域,居民日常用水使用淡化海水的比例非常低。

业内不少专家认为,城市缺水难题下,如何利用好本地水资源是首先需要思考的。

陈前虎说,新加坡一直极度缺水,但是现在反而能够对外卖水,这样的经验非常值得借鉴。

新加坡虽然是发达国家,但由于没有内流河,与马来西亚在供水协议方面多次发生争执,还一度受到断水的威胁。水资源一直是新加坡发展的生命线。

在水资源的物尽其用和再生问题上,新加坡不断地以冲刺的速度进行探索和研发。

2002年,新加坡正式启动再生水计划,并将经过二级污水处理而来的水命名为新生水(NEWater)。这些新生水的水质达到了欧洲和美国的饮用水标准。

王家卓说,对比而言,国内不少城市对水的利用还比较粗放,比如在雨水利用方面就有很多提升空间。而新加坡在这方面就有不少值得借鉴的经验。

据了解,新加坡目前把三分之二领土面积上的雨水收集起来,转化为水资源加以利用。

为此,新加坡政府在全岛范围内大兴水利设施,修建了17个水库。新加坡政府的计划是最终把全岛集水区的面积扩大到全岛面积的90%,将全国变成一个巨大的水库。

除了新加坡,世界上还有不少其他国家先进经验值得借鉴。

在王家卓看来,处于极端干旱环境下的以色列的经验,同样值得借鉴。

在以色列建国的时候,英国人预测这片土地的人口承载力不会超过200万,但如今,以色列人口将近千万。

据统计,目前以色列约75%的土地使用滴灌技术。滴灌种植的水稻不仅产量超过传统方式,而且用水量减少了70%。

以色列农业和农村发展部数据显示,该国将17%的农业预算用于支持科技研发。这其中,以节水为导向的精准灌溉系统占据了较大比例。

此外,依靠物联网、大数据及人工智能技术,以色列的数字节水革命正发生在田间地头。在农业节水领域,目前以色列有100多家公司负责测量、分析、监测自动化等工作,确保农作物和土壤的精确需水量,尽量做到最少的水资源浪费。

以色列农户仅需下载手机应用程序,就可及时监控某一特定时间段某一小块地上的精确需水量,从而智能操控灌溉。

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