综述：中国的海水淡化：现状、问题及发展前景

《Desalination》：Seawater desalination in China: Current situation, problems, and development prospects

中国面临水资源短缺挑战，海水淡化作为战略补充快速发展。本文系统梳理过去数十年中国海水淡化产业的政策框架、规模扩张、技术突破及装备创新，分析沿海省市在工程规模、技术能力、企业竞争力和政策支持方面的差异化发展模式，探讨脱盐水饮用安全、经济可行性与环境影响问题，指出需通过规模化应用、膜与能效技术国产化、政策金融支持及可再生能源整合提升可持续性，为全球沿海缺水地区提供参考。

　　中国正面临着日益严峻的水资源短缺问题，这一现象由人均资源有限、时空分布不均、快速的经济增长以及气候极端事件的影响共同驱动。为应对这些紧迫的挑战，海水淡化技术逐渐成为传统水资源之外的重要补充。本文对近年来中国海水淡化技术的发展进行了全面分析，系统总结了过去几十年中国海水淡化产业的演变过程，涵盖了政策体系、规模扩张、技术进步和设备创新等方面。同时，文章还探讨了沿海省市在工程规模、技术能力、企业竞争力和政策支持方面的开发模式与竞争优势。此外，本文还关注了公众对于淡化水安全性的担忧、其经济可行性与传统水源的对比，以及可能带来的环境影响，包括盐水排放和能源消耗。

通过比较分析可以看出，海水淡化在某些情况下可以与大型调水项目相媲美，具有一定的成本竞争力。然而，它仍然面临高能耗和对进口关键部件依赖的挑战。未来的发展需要推动大型项目的建设，加快国内膜技术和能量回收技术的自主研发，加强政策和财政支持，并促进与可再生能源和资源回收的融合。中国的经验不仅为其他面临水资源短缺的沿海地区提供了参考，也为全球范围内寻求可持续海水淡化解决方案的地区提供了实践框架。

在全球范围内，水危机已成为一个严重的问题。根据联合国的数据，目前有21亿人无法获得安全饮用水，超过40%的全球人口受到水资源短缺的影响。这一比例预计会继续上升，原因是气候变化、人口增长、污染等多重因素共同作用。应对这一全球性挑战需要多方面的措施，包括加强水资源管理、推广节水技术、保护生态系统和开发非常规水源。其中，海水淡化作为一种关键的增量技术解决方案，已经在许多缺水地区展现出显著潜力。

中国作为世界上最大的发展中国家，水资源短缺问题尤为突出。人均水资源仅为全球平均水平的25%，且在空间和时间上存在明显不均衡，这对中国可持续发展构成了重大挑战。值得注意的是，中国有107个城市被认定为水资源紧张地区。为应对这些挑战，有效的水资源管理已成为中国长期经济社会稳定和生态安全的关键决定因素。过去几十年，中国政府在水资源治理方面实施了全面的改革，成功实现了从传统发展模式向综合管理模式的转变，这一模式强调“资源开发、节约与生态保护”的同步推进。这一战略转型带来了在提升水资源安全、降低污染水平和恢复退化水生态系统方面的实质性进展。然而，中国水资源安全仍面临来自快速经济增长、城市化和气候变暖加剧的多重压力。工业扩张和城市人口增长持续推动水需求的指数级增长，特别是在农业、制造业和能源生产等用水密集型行业。同时，气候变化已经扰乱了水文循环，导致极端天气事件更加频繁和严重。2022年长江流域的罕见干旱就是一个典型例子，它不仅对区域供水造成了压力，还暴露了现有基础设施和管理框架中的脆弱性。这些事件突显了供水与需水之间的日益失衡，促使对传统水资源治理策略进行重新评估。

在21世纪，海水淡化已成为一种重要的水补充技术，特别是在面临淡水资源短缺的沿海地区。与传统水源相比，海水淡化不受季节变化和气候波动的影响，能够提供稳定、高质量的淡水供应。这一特性使其在解决干旱和半干旱沿海地区的长期供水问题中尤为重要。全球范围内，海水淡化的能力已经超过了1亿立方米/天，这一技术已经成为水资源短缺地区的主要水源。在中东地区，某些海湾国家的市政供水中，海水淡化占比超过90%。中国在发展海水淡化方面也具备显著的内在优势。中国的海岸线超过18000公里，提供了丰富的海水资源。同时，沿海地区贡献了中国超过60%的GDP，却也面临严重的水资源短缺。这种地理和经济上的契合，使得中国对淡化水的需求非常强烈。2023年的《国家海水利用报告》指出，截至2023年底，中国已建立了156座海水淡化厂，总产能约为252万立方米/天。在连续的国家政策支持以及经济和技术发展的推动下，中国的海水淡化产业迅速发展，已经跻身全球前列，与中东地区的部分国家并肩而立。

近年来，全球范围内对海水淡化技术的研究主要集中在技术进步、工程应用和经济可行性方面。在技术层面，研究重点在于优化和创新主流工艺，如反渗透（RO）和多级闪蒸（MSF）。从工程经济学角度来看，学者们主要关注成本结构、能源消耗优化和大规模实施的可行性。然而，目前仍然缺乏针对政策框架、社会经济维度和环境可持续性的系统研究。在政策领域，国家战略、技术本地化和工业化进程之间的相互作用值得深入探讨，以促进有效的实施。从社会经济角度来看，地区间的竞争力差异以及社会技术因素在影响中国沿海经济区淡化水项目的部署和长期可持续性方面具有重要作用。此外，环境问题，包括水安全性、盐水排放管理和碳排放，是提高公众接受度和确保生态可持续性的关键因素。尽管面临这些多方面的挑战，很少有研究能够系统地从政策、社会经济和环境的综合视角出发，分析中国海水淡化的发展情况。这种研究上的空白导致了技术进步与实际应用之间的脱节，最终阻碍了海水淡化在中国整体水资源安全战略中的有效整合。

因此，本文从政策、社会经济和环境的角度出发，系统地探讨了中国海水淡化技术五十年的发展历程。文章旨在弥补以往研究的不足，这些研究往往关注单一案例或技术细节，而未能实现多维度的整合，涵盖宏观趋势和微观层面的产业经济环境机制。通过比较典型沿海省份在项目规模、政策支持、研发能力和企业生态方面的差异，研究揭示了高度集中的市场结构和不同的区域发展模式。同时，文章通过水安全性、经济可行性和环境可持续性的视角，回应了关键问题。将中国经验置于全球海水淡化实践的背景下，本文不仅突出了中国的独特发展路径，也为其他面临水资源安全挑战的沿海地区提供了系统且有价值的参考经验，例如中东、北非和澳大利亚等地区。

中国独特的地理条件导致了水资源的内在不足。中国长期平均的总水资源量达到2800亿立方米，按绝对值在全球排名第六。然而，如图1所示，可再生淡水资源的人均拥有量已降至2100立方米/年，仅为全球平均水平的25%。根据弗尔肯马克指标，中国被认定为“水资源紧张”国家。沿海地区在水资源开发方面具有显著优势，但同时也面临着资源短缺与经济发展的矛盾。沿海地区承担了中国超过60%的GDP，但同时也遭遇了严重的水资源短缺。这种经济与资源之间的矛盾促使了海水淡化技术的快速发展。2023年的《国家海水利用报告》指出，中国沿海地区已建立了156座海水淡化厂，总产能约为252万立方米/天。这些数据反映了中国在海水淡化方面的快速发展，也凸显了沿海地区对这一技术的依赖。

海水淡化在中国的广泛应用主要集中在十个沿海省份和岛屿，这些地区面临严重的水资源短缺问题。这些省份包括辽宁、天津、河北、山东、江苏、浙江、福建、广东、广西和海南。如图8a所示，2023年的《国家海水利用报告》揭示了区域间在海水淡化能力上的显著差异：浙江省的海水淡化能力达到801,473立方米/天，位居全国第一；山东省紧随其后，拥有相当大的海水淡化能力。这些数据表明，中国沿海地区的海水淡化发展呈现出明显的区域差异。一些省份由于地理位置、政策支持和经济条件的优势，海水淡化技术得到了更快的发展和更广泛的应用。而另一些省份则由于经济基础较弱、技术能力不足等原因，海水淡化的发展相对滞后。

在饮用水安全方面，目前主流的海水淡化技术可以分为热法和膜法两大类。膜法淡化技术主要基于渗透压原理，利用反渗透膜去除海水中的盐分和大部分离子，从而生产淡水。这种方法具有能耗低、操作简便等优势，因此在许多沿海地区得到了广泛应用。热法淡化技术包括多级闪蒸和多效蒸馏。多级闪蒸技术通过加热海水至高温，使其在特定压力下形成蒸汽，再通过冷凝获得淡水。这种方法虽然能够提供高质量的淡水，但能耗较高，且需要较为复杂的设备和操作流程。在实际应用中，这两种技术各有优劣，需要根据具体条件进行选择和优化。

海水淡化技术的快速发展为中国沿海地区的水资源安全提供了重要保障。然而，随着技术的不断进步，其在经济和环境方面的挑战也日益凸显。从经济角度来看，海水淡化虽然能够提供稳定的淡水供应，但其建设成本和运行成本较高，特别是在能源消耗方面。因此，如何降低海水淡化的经济成本，提高其经济可行性，成为当前研究的重要方向。从环境角度来看，海水淡化过程中产生的盐水排放和碳排放对生态环境可能造成一定影响。因此，如何有效管理盐水排放，减少碳排放，提高海水淡化的环境可持续性，也成为亟待解决的问题。

未来，中国海水淡化的发展需要在多个方面取得突破。首先，需要推动大型项目的建设，以提高海水淡化的规模效益。其次，要加快国内膜技术和能量回收技术的自主研发，以减少对进口关键部件的依赖，提高技术的自主可控性。此外，还需要加强政策和财政支持，为海水淡化技术的发展提供有力保障。同时，要促进海水淡化技术与可再生能源的结合，如太阳能、风能等，以降低能源消耗，提高可持续性。最后，要推动海水淡化与资源回收的融合，如将淡化过程中产生的盐水用于工业冷却、农业灌溉等用途，以实现资源的高效利用。

中国在海水淡化领域的经验不仅为全球其他沿海地区提供了借鉴，也为解决水资源短缺问题提供了新的思路。在全球范围内，海水淡化技术正在成为应对水资源危机的重要手段。中国的发展模式和经验可以为其他面临类似问题的地区提供参考，特别是在政策支持、技术研发和产业应用等方面。通过学习和借鉴中国的经验，其他国家可以更好地制定适合本国国情的海水淡化发展战略，以实现水资源的可持续利用和生态环境的保护。

综上所述，海水淡化技术在中国的发展具有重要意义。它不仅缓解了沿海地区的水资源短缺问题，也为中国的水资源安全提供了新的保障。然而，其在经济和环境方面的挑战仍然存在，需要通过政策支持、技术创新和产业整合来加以解决。未来，随着技术的进步和政策的完善，海水淡化有望在中国乃至全球范围内发挥更大的作用，为解决水资源危机提供更加可持续的解决方案。