原標(biāo)題：向海洋“要水喝”——青島海水淡化產(chǎn)業(yè)調(diào)查

來源：經(jīng)濟日報

原標(biāo)題：向海洋“要水喝”——青島海水淡化產(chǎn)業(yè)調(diào)查

來源：經(jīng)濟日報

水資源短缺問題一直制約著我國經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。即便是在一些沿海城市，也同樣面臨缺水難題，開發(fā)利用非常規(guī)水源意義重大。

近年來，缺水城市青島開出“處方”，走上了“向海洋要水”的海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路。不過，基礎(chǔ)技術(shù)單薄、創(chuàng)新能力欠缺、核心部件依賴進口等也制約著海水淡化的規(guī)模化應(yīng)用。且看青島如何破題。

11月末，青島百發(fā)海水淡化項目二期正式通過綜合竣工驗收。“百發(fā)二期運行后，再加上一期和董家口海水淡化項目，青島的海水淡化能力將突破30萬立方米/日。”青島海水淡化有限公司總經(jīng)理張所新說。

盡管毗鄰大海，青島卻是一座嚴重缺水的城市。近年來，青島提出創(chuàng)建海水淡化示范城市的構(gòu)想，就是要通過發(fā)展海水淡化提供增量水源，保障城市用水安全。

隨著技術(shù)的完善以及國產(chǎn)自研設(shè)備的升級，青島海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展開始提速，并在廠網(wǎng)運營一體化、產(chǎn)業(yè)發(fā)展鏈條化等方面，逐漸形成了一套成熟模式。當(dāng)前，青島海水淡化發(fā)展現(xiàn)狀如何？是否能向其他城市推廣應(yīng)用？未來的海水淡化市場又有多大？對此，記者展開了調(diào)查。

“土法子”破解“洋問題”

青島是個嚴重缺水的沿海城市，全市人均水資源量為186立方米，僅為全國平均水平的9.5%。全國萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值用水量為51.8立方米，青島僅為7.51立方米。多年來，青島通過引黃濟青、南水北調(diào)工程引水入青，用水短缺問題雖有所緩解，但仍時時威脅著青島。隨著城市規(guī)模的擴大和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的加速，青島的用水量不斷攀升，用水缺口越來越大。而且引入的客水價格不低，長距離引水無法從根本上解決用水短缺，這一嚴峻形勢倒逼青島開出了新“處方”——向海洋要水喝。

2006年，青島市發(fā)布了全國第一個城市海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃；2009年，中外合資的青島百發(fā)海水淡化公司成立；2011年，由西班牙企業(yè)主導(dǎo)投資、設(shè)計、建設(shè)的百發(fā)海水淡化廠落成，2013年正式投產(chǎn)運營。“2014年底，因遭遇經(jīng)濟危機，西班牙公司將工廠轉(zhuǎn)給了我們。”張所新介紹，正是借助這一項目，青島走上了“向海洋要水”的海水淡化產(chǎn)業(yè)化發(fā)展之路。

走通這條路，是被倒逼出來的。談及當(dāng)初接手工廠時的處境，張所新直呼“太難了”，“當(dāng)年，西班牙技術(shù)人員撤走后，留下的設(shè)備和資料全是外文，我們光翻譯資料就耗掉半年時間，關(guān)鍵是國外一些關(guān)鍵性零部件還不賣給我們”。

為了保證工廠安全、穩(wěn)定運行，擺脫受制于人的被動局面，百發(fā)海水淡化廠的機械維修工程師鄧丁華帶領(lǐng)團隊在關(guān)鍵易損件等方面展開了技術(shù)攻關(guān)。他舉例說，“自清洗過濾器這種裝置極易損壞。我們研究摸索、反復(fù)試驗近2個月才研制成功，成本只相當(dāng)于進口件的十分之一”。

鄧丁華介紹，在海水進水管外有一層不銹鋼材質(zhì)的隔篩網(wǎng)，用于隔擋雜物，但因其長年接觸海水，極易生銹損壞；而進水管用的是玻璃鋼管道，雖然耐腐蝕性好，但剛性太強，一年開裂三四十次，修復(fù)難度大。為了解決這些問題，他們摸索出在鋼鐵管道上用環(huán)氧粉末涂料做涂層的辦法，“預(yù)計隔篩網(wǎng)和進水管使用年限可延長至10年到20年，大大減少使用成本”。

靠著這些“土法子”，鄧丁華帶著兄弟們解決了不少“洋問題”。隨后，他們又在設(shè)備運行上動起了腦筋：為什么這些外國機器能耗這么大，還動不動就“鬧脾氣”搞罷工？經(jīng)過長時間的反復(fù)調(diào)試，他們發(fā)現(xiàn)，像超濾給水泵、送水泵等所選用的參數(shù)都超過了設(shè)備實際運行工況，長此以往，就會造成嚴重的能耗浪費。

“電耗和藥耗是影響海水淡化成本高低的關(guān)鍵因素。通過多種創(chuàng)新，我們目前制水電耗比外方運營時降低了6%，藥耗降低20%以上，噸水制水成本降低了2元多，這為海水淡化規(guī)模化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。”張所新說。

在自主運維下，百發(fā)海水淡化項目于2014年取得了衛(wèi)生許可證，2017年單日產(chǎn)水量達到了10.5萬立方米，成為實現(xiàn)滿負荷運行的10萬噸級海水淡化項目。

自主創(chuàng)新推進國產(chǎn)化

自主運營的成功，為青島海水淡化的進一步發(fā)展帶來了契機。

2015年，青島諸多鋼鐵和化工企業(yè)遷往位于青島西海岸新區(qū)的董家口，水源短缺成為影響搬遷的最大制約因素。當(dāng)年11月，青島市委、市政府決定在董家口建設(shè)10萬噸級海水淡化工廠，破解鋼鐵化工等用水大戶企業(yè)的水源短缺問題。“我們的目標(biāo)是要建設(shè)一個運行可靠、成本更低的海水淡化廠。”張所新說。

擺在大家面前的是重重的困難。“影響海水淡化制水成本的一個關(guān)鍵因素是前期建設(shè)成本。包括超濾膜、反滲透膜、能量回收裝置等都嚴重依賴進口，價格昂貴。百發(fā)一期95%以上設(shè)備都是進口的，產(chǎn)水成本特別高。”張所新告訴記者，“要想搬掉降低成本的‘絆腳石’，唯有實現(xiàn)國產(chǎn)化。”

不過，國產(chǎn)海水淡化設(shè)備發(fā)展起步較晚，存在原創(chuàng)性不足、可靠性不高等問題，反映在市場上，就是客戶不敢貿(mào)然使用。這也是遏制中國海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的原因之一。

沒有使用，就沒有反饋，更不會有迭代。在這種生態(tài)下，國產(chǎn)裝備更難達到國外同類產(chǎn)品水平。意識到這一點后，青島水務(wù)集團聯(lián)合制膜龍頭企業(yè)北京碧水源科技股份有限公司，成立了青島水務(wù)碧水源科技發(fā)展有限公司，共同設(shè)計、開發(fā)、建設(shè)董家口海水淡化項目，以期為國內(nèi)裝備提供更多應(yīng)用場景，加速實現(xiàn)設(shè)備國產(chǎn)化。

“在設(shè)計建設(shè)董家口海水淡化項目的過程中，我們采用了碧水源自主研發(fā)的‘超濾膜—反滲透膜’海水淡化雙膜法先進工藝。”張所新告訴記者，“脫鹽率是衡量反滲透膜性能的主要指標(biāo)之一。對比這一指標(biāo)，自主研發(fā)的反滲透膜和進口產(chǎn)品的衰減曲線相差不多。”

這次聯(lián)手，也打破了長期以來中國海水淡化項目所用反滲透膜被國外企業(yè)壟斷的局面，縮短了海水淡化產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)化進程，大大降低了海水淡化成本。“對企業(yè)而言，產(chǎn)品能在10萬噸級的海水淡化項目得以應(yīng)用，是市場接納與技術(shù)創(chuàng)新的良性互動，這對于激勵企業(yè)創(chuàng)新、推動產(chǎn)業(yè)邁向中高端具有深遠意義。”青島水務(wù)碧水源科技發(fā)展有限公司副總經(jīng)理劉驍智說。

“雙膜法”的應(yīng)用，只是董家口海水淡化項目國產(chǎn)化的一個縮影。隨著國產(chǎn)化替代的深入，竣工時該項目的國產(chǎn)化率達到了82%，藥劑實現(xiàn)了100%國產(chǎn)化。國產(chǎn)化率的提高，帶來了成本的驟減。張所新掰著指頭細算，“董家口海水淡化項目主要用于工業(yè)，建設(shè)成本只用了百發(fā)一期的一半，噸水售價僅為4.25元，比百發(fā)一期便宜近3元”。

青島海水淡化有限公司副總工程師楊興濤告訴記者，國產(chǎn)化替代帶來的另一個好處，是大幅縮短了工期。以往進口設(shè)備從采買到使用要長達幾個月甚至半年時間，而國產(chǎn)設(shè)備的應(yīng)用縮短了這一周期。

楊興濤回憶說，2015年前后，董家口區(qū)域的旱情形勢嚴峻。當(dāng)時，董家口經(jīng)濟區(qū)希望海水淡化項目能夠盡早竣工，從而緩解周邊工業(yè)用水壓力。面對緊迫的形勢，項目組重新調(diào)整了施工總進度計劃，通過科學(xué)安排施工工序、穿插作業(yè)，確保了工程有序推進。這其中，國產(chǎn)設(shè)備也凸顯出“隨買隨到隨安裝”的強大優(yōu)勢。

有了自主研發(fā)、自主設(shè)計、自主建設(shè)大型海水淡化工程的經(jīng)驗后，百發(fā)二期在一期和董家口海水淡化項目的基礎(chǔ)上又進行了升級。百發(fā)二期項目負責(zé)人郭俊告訴記者，“原先海水淡化項目的自動化程度低，設(shè)備都是通過參數(shù)機械式執(zhí)行任務(wù)，設(shè)備巡檢也是靠人工逐一查驗，工作量大，效率也低。升級改造后，實現(xiàn)了系統(tǒng)智慧化，設(shè)備效率、產(chǎn)能提高不少”。

智慧化的實現(xiàn)，離不開數(shù)字孿生技術(shù)。為百發(fā)二期提供智慧化支持的北京金控數(shù)據(jù)技術(shù)股份有限公司董事長楊斌解釋說，“譬如，我們專門為百發(fā)二期建立了一套AI膜系統(tǒng)，它可以通過大數(shù)據(jù)分析指標(biāo)、建立模型，具有自我學(xué)習(xí)、自我執(zhí)行能力。它能預(yù)測反滲透膜的污染程度，包括什么時候需要清洗、更換等。基于這些智能預(yù)測，反滲透膜可以得到更好的保護，使用壽命比自動化時期延長了30%”。

通過自主創(chuàng)新推進國產(chǎn)化，青島的海水淡化產(chǎn)業(yè)逐漸找到了自己的賽道，跑出了加速度。

謀篇布局打造產(chǎn)業(yè)鏈

“這14組超濾膜我們用的都是國產(chǎn)品牌。”在百發(fā)二期海水淡化車間里，青島海水淡化有限公司副總經(jīng)理于崇濤指著一組組排列整齊的管道說，“不過，目前國內(nèi)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)較少，一些關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、核心零部件依然依賴進口。”

于崇濤介紹，整體而言，“洋面孔”壟斷國內(nèi)海水淡化裝備市場的冰層正逐漸被打破，不過單從設(shè)備生產(chǎn)端來講，卻陣痛不斷。

青島青水津膜高新科技有限公司副總經(jīng)理馮曉強告訴記者，聚偏二氟乙烯（PVDF）是生產(chǎn)超濾膜的關(guān)鍵原料，但國產(chǎn)產(chǎn)品性能一直跟不上，進口產(chǎn)品則是價格始終居高不下。青島風(fēng)生海水淡化研究院有限公司董事長顧為東也面臨相似的難題，“海水淡化產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵部件——能量回收裝置嚴重依賴進口，價格十分昂貴，約占工程總投資的10%至15%”。

只有產(chǎn)業(yè)鏈自主可控，我國的海水淡化產(chǎn)業(yè)才能真正實現(xiàn)“獨立行走”。經(jīng)過多年發(fā)展，我國已形成了一批從事海水淡化材料設(shè)備生產(chǎn)、裝備集成制造、配套部件加工、工程咨詢設(shè)計、工程集成總包等的企業(yè)和機構(gòu)，為自主產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。去年，國家發(fā)展改革委、自然資源部還聯(lián)合印發(fā)了《海水淡化利用發(fā)展行動計劃（2021—2025年）》，支持海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，重點支持突破反滲透膜組件、高壓泵、能量回收裝置等關(guān)鍵技術(shù)。

青島也早已開始在產(chǎn)業(yè)鏈自主可控方面謀篇布局。青島海水淡化有限公司規(guī)劃發(fā)展部負責(zé)人楊鑫告訴記者，這幾年，青島陸續(xù)實現(xiàn)了“廠網(wǎng)一體化”運營機制，為海水淡化規(guī)模化應(yīng)用奠定了良好基礎(chǔ)；推動形成政府與用戶共同付費模式，保障了海水淡化項目的健康可持續(xù)發(fā)展；推動成立10億元產(chǎn)業(yè)基金，為海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了金融保障。“依托海水淡化先發(fā)優(yōu)勢，青島水務(wù)集團目前正在推動建設(shè)海水淡化特色產(chǎn)業(yè)園，吸引更多上中下游企業(yè)集聚，打造百億元級產(chǎn)業(yè)鏈。”楊鑫說。

在設(shè)備制造方面，青島已涌現(xiàn)出多家從事膜產(chǎn)品研發(fā)、裝備制造、淡化水及鹽化工產(chǎn)品生產(chǎn)的企業(yè)，技術(shù)裝備水平得到較大提升。青島水務(wù)集團與行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)合作組建了青水津膜高新科技有限公司，建設(shè)了年產(chǎn)200萬平方米的海淡超濾膜項目，還依托該公司開展海淡膜技術(shù)應(yīng)用研發(fā)，不斷提升海淡裝備核心競爭力。

除此之外，青島也在積極拓展、延長產(chǎn)業(yè)鏈，通過下游附加產(chǎn)品提高經(jīng)濟效益。楊鑫介紹，目前海水淡化濃鹽水可用于制鹽，提取溴、鎂等有價值元素，該項技術(shù)在國內(nèi)多個地市都有工程應(yīng)用實例。

未來，通過龍頭企業(yè)帶動和優(yōu)勢資源導(dǎo)入，青島有望形成自主可控的海水淡化產(chǎn)業(yè)鏈條，推動我國海水淡化產(chǎn)業(yè)向更深層次邁進。

差距仍存但前景廣闊

放眼世界，海水淡化已呈規(guī)模化發(fā)展趨勢。全球已建成海水淡化工程近2萬個，產(chǎn)能規(guī)模超過1億立方米/日，解決了3億多人的用水問題。海水淡化已經(jīng)在沙特、以色列、西班牙、澳大利亞等國家及地區(qū)大規(guī)模應(yīng)用。縱觀國內(nèi)，我國海水淡化利用規(guī)模小，關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備多被國外壟斷，與世界先進水平相比仍有差距。

不過換個角度看，中國海水淡化產(chǎn)業(yè)擁有廣闊的發(fā)展前景。從國內(nèi)環(huán)境來看，人多水少、水資源時空分布不均是基本水情，不少城市嚴重缺水。而作為水資源的重要補充和戰(zhàn)略儲備，海水利用是未來解決水資源短缺的重要途徑。或許在不久的將來，缺水城市都將成為海水淡化的受益者。

楊鑫告訴記者，通過成本核算，目前海水淡化項目成本呈下降趨勢。在國家高度重視海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的背景下，未來隨著技術(shù)的進步，疊加更多扶持政策，海水淡化制水成本將進一步降低，這一產(chǎn)業(yè)有望出現(xiàn)爆發(fā)式增長。

對于海水淡化產(chǎn)業(yè)來講，解決缺水問題蘊藏著巨大的發(fā)展空間。資料顯示，山東省人均水資源占有量為344立方米，僅為全國人均占有量的13%，水資源短缺形勢非常嚴峻。“我們設(shè)想過建立海水淡化規(guī)模化應(yīng)用基地，通過鋪設(shè)管網(wǎng)的方式，將海淡水輻射至青島以外的缺水城市。”青島海水淡化有限公司副總經(jīng)理張曉東說。

對企業(yè)而言，“走出去”意味著更大的市場空間。國際上許多嚴重缺水國家開始“向海洋要水喝”，例如埃及計劃投資25億美元，建設(shè)17座由可再生能源供電的海水淡化廠，并面向全球招標(biāo)。面對這塊誘人的蛋糕，海水淡化企業(yè)紛紛摩拳擦掌。

楊鑫告訴記者，埃及項目投標(biāo)必須滿足多個條件，其中“規(guī)模15萬噸/日以上、3年以上運維經(jīng)驗”等要求就難倒了很多競標(biāo)企業(yè)，“我們有著百發(fā)一期、二期和董家口海水淡化項目的成功經(jīng)驗，為參與國際項目增添了更多底氣。現(xiàn)在，很多大型企業(yè)主動聯(lián)系我們尋求合作，想要組成‘聯(lián)合體’抱團出海，參與競標(biāo)”。

雖然我國企業(yè)初步具備了參與國際競爭的條件和能力，但面對巨大的市場空間，更應(yīng)看到自身與世界先進水平之間的距離，奮起直追、迎頭趕上，盡快彌補底子薄、基礎(chǔ)差，缺乏核心技術(shù)和拳頭產(chǎn)品，產(chǎn)業(yè)鏈高端環(huán)節(jié)薄弱等差距。中國海水淡化產(chǎn)業(yè)仍需練好內(nèi)功，從整個產(chǎn)業(yè)鏈出發(fā)，通過技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)，生產(chǎn)出“中國造”的高品質(zhì)原材料、設(shè)備，進一步降低海水淡化成本，在世界范圍內(nèi)獲得更多發(fā)展機遇。

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