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      面臨水資源短缺壓力“南水北調(diào)”后海水淡化依然重要

      2015-01-14 17:59:26 admin 446
      來源:《中國海洋報》 吳季松 / 時間:2015-1-14 10:41:05
        據(jù)中國海洋在線2015年1月13日訊 2014年12月27日,規(guī)劃半個世紀、施工十余載的南水北調(diào)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(qū)水資源總量也由南水北調(diào)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(diào)后,有一種說法提出“海水淡化已經(jīng)不重要了”。筆者認為,南水北調(diào)雖然可以緩解水資源緊缺狀況,但不可規(guī)避的是,通水后的生活和生產(chǎn)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(diào)并非一勞永逸
        隨著經(jīng)濟發(fā)展和人口增加,許多國家和地區(qū)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(shù)幾個國家。
        人類用水主要包括生活、生產(chǎn)和生態(tài)三個方面。筆者根據(jù)46個國家852個案例的統(tǒng)計平均值組織制定的《生活與生產(chǎn)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(xù)發(fā)展*低水資源量6個等級;《環(huán)境與生態(tài)用水的水資源標準》(表二)則把環(huán)境、生態(tài)維系的水資源標準細分為適宜人類社會經(jīng)濟系統(tǒng)發(fā)展、較好地維系當?shù)刈匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)、生態(tài)缺水地區(qū)3個標準。根據(jù)數(shù)字統(tǒng)計,京津冀地區(qū)水資源總量由南水北調(diào)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(shù)據(jù)顯示,南水北調(diào)后,京津冀地區(qū)的生活和生產(chǎn)用水仍未達到*低限度,生態(tài)水也難以維系森林生態(tài)系統(tǒng)。 

       

      膜分離設備


        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(diào)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(tài)修復。因此,南水進京后北京的人均生活、生產(chǎn)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(diào)的水源地也出現(xiàn)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(jīng)濟效益考慮不太劃算。所以,總體而言,南水北調(diào)并非一勞永逸。
        幾大特性顯優(yōu)勢
        缺水可由海水淡化補充
        與南水北調(diào)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(zhì)和其他對人有益的物質(zhì),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(qū)大規(guī)模使用淡化水作為飲用水已超過半個世紀,沒有出現(xiàn)對人體健康不利的報道。
        從生態(tài)影響來看,海水淡化對環(huán)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(tài)。通過優(yōu)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(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟,一舉兩得。
        從生產(chǎn)成本來看,對于建在渤海灣沿岸的日產(chǎn)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(chǎn)百萬噸的海水淡化工程,由于規(guī)模效益的作用,生產(chǎn)成本顯著低于日產(chǎn)10萬噸的海水淡化工程。還可充分優(yōu)化投融資結(jié)構,爭取優(yōu)惠能源價格、財政補貼和稅收優(yōu)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(nèi)成本和價格會保持穩(wěn)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(jīng)濟的。
        從京津冀協(xié)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(diào)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(jīng)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(chǎn)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(xiàn)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(fā)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(guī)模海水淡化成為可能,從而低于南水北調(diào)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(zhì)。
        政策利好產(chǎn)業(yè)發(fā)展
        海水淡化亟待解決三大問題
        《國務院辦公廳關于加快發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)的意見(國辦發(fā)【2012】13號)》提出,2015年我國海水淡化能力要達到日產(chǎn)220萬立方米~260萬立方米,在加快海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)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(diào)之前,不宜急于擴大規(guī)模。海水淡化產(chǎn)業(yè)大發(fā)展不等于盲目發(fā)展,不能急于擴大規(guī)模。首先,節(jié)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(chǎn)生大量的污水,多建污水處理廠,進而加大投資、擴大占地規(guī)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(chǎn)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(huán)。其三,在目前海水淡化成本較高的情況下,還要考慮經(jīng)濟成本。
        二是研究淡化水與江河湖庫水、地下水的水質(zhì)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(qū)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(qū)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(qū),如渤海等與公海水交換速度不高的淺灘海域,要研究大規(guī)模抽海水后對近海生態(tài)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(tài)系統(tǒng)的影響。對于與公海水交換速度不高的內(nèi)海和淺海尤其值得注意,我國的近海污染已經(jīng)相當嚴重,大量取水排鹽,會打破近海生態(tài)平衡,對近海海生動植物生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生較大的影響。
       ?。ㄗ髡邊羌舅桑当本┖娇蘸教齑髮W中國循環(huán)經(jīng)濟研究中心主任)
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