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(jì)日?qǐng)?bào)

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(jì)日?qǐng)?bào)

水資源短缺問題一直制約著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(jìn)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(xiàng)目二期正式通過綜合竣工驗(yàn)收。“百發(fā)二期運(yùn)行后，再加上一期和董家口海水淡化項(xiàng)目，青島的海水淡化能力將突破30萬(wàn)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(yán)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(guó)產(chǎn)自研設(shè)備的升級(jí)，青島海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展開始提速，并在廠網(wǎng)運(yùn)營(yíng)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(chǎng)又有多大？對(duì)此，記者展開了調(diào)查。

“土法子”破解“洋問題”

青島是個(gè)嚴(yán)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(guó)平均水平的9.5%。全國(guó)萬(wàn)元國(guó)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(jì)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(shí)時(shí)威脅著青島。隨著城市規(guī)模的擴(kuò)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(jià)格不低，長(zhǎng)距離引水無法從根本上解決用水短缺，這一嚴(yán)峻形勢(shì)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(guó)第一個(gè)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(jì)、建設(shè)的百發(fā)海水淡化廠落成，2013年正式投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。“2014年底，因遭遇經(jīng)濟(jì)危機(jī)，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(xiàng)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(shí)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(shí)間，關(guān)鍵是國(guó)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(yùn)行，擺脫受制于人的被動(dòng)局面，百發(fā)海水淡化廠的機(jī)械維修工程師鄧丁華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)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(yàn)近2個(gè)月才研制成功，成本只相當(dāng)于進(jìn)口件的十分之一”。

鄧丁華介紹，在海水進(jìn)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(zhǎng)年接觸海水，極易生銹損壞；而進(jìn)水管用的是玻璃鋼管道，雖然耐腐蝕性好，但剛性太強(qiáng)，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(jì)隔篩網(wǎng)和進(jìn)水管使用年限可延長(zhǎng)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(yùn)行上動(dòng)起了腦筋：為什么這些外國(guó)機(jī)器能耗這么大，還動(dòng)不動(dòng)就“鬧脾氣”搞罷工？經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)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(shí)際運(yùn)行工況，長(zhǎng)此以往，就會(huì)造成嚴(yán)重的能耗浪費(fèi)。

“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(yùn)營(yíng)時(shí)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(yùn)維下，百發(fā)海水淡化項(xiàng)目于2014年取得了衛(wèi)生許可證，2017年單日產(chǎn)水量達(dá)到了10.5萬(wàn)立方米，成為實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行的10萬(wàn)噸級(jí)海水淡化項(xiàng)目。

自主創(chuàng)新推進(jìn)國(guó)產(chǎn)化

自主運(yùn)營(yíng)的成功，為青島海水淡化的進(jìn)一步發(fā)展帶來了契機(jī)。

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(wàn)噸級(jí)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(gè)運(yùn)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(gè)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(yán)重依賴進(jìn)口，價(jià)格昂貴。百發(fā)一期95%以上設(shè)備都是進(jìn)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(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。”

不過，國(guó)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(chǎng)上，就是客戶不敢貿(mào)然使用。這也是遏制中國(guó)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(huì)有迭代。在這種生態(tài)下，國(guó)產(chǎn)裝備更難達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平。意識(shí)到這一點(diǎn)后，青島水務(wù)集團(tuán)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(jì)、開發(fā)、建設(shè)董家口海水淡化項(xiàng)目，以期為國(guó)內(nèi)裝備提供更多應(yīng)用場(chǎng)景，加速實(shí)現(xiàn)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化。

“在設(shè)計(jì)建設(shè)董家口海水淡化項(xiàng)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(jìn)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(duì)比這一指標(biāo)，自主研發(fā)的反滲透膜和進(jìn)口產(chǎn)品的衰減曲線相差不多。”

這次聯(lián)手，也打破了長(zhǎng)期以來中國(guó)海水淡化項(xiàng)目所用反滲透膜被國(guó)外企業(yè)壟斷的局面，縮短了海水淡化產(chǎn)業(yè)的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，大大降低了海水淡化成本。“對(duì)企業(yè)而言，產(chǎn)品能在10萬(wàn)噸級(jí)的海水淡化項(xiàng)目得以應(yīng)用，是市場(chǎng)接納與技術(shù)創(chuàng)新的良性互動(dòng)，這對(duì)于激勵(lì)企業(yè)創(chuàng)新、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)邁向中高端具有深遠(yuǎn)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(xiàng)目國(guó)產(chǎn)化的一個(gè)縮影。隨著國(guó)產(chǎn)化替代的深入，竣工時(shí)該項(xiàng)目的國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到了82%，藥劑實(shí)現(xiàn)了100%國(guó)產(chǎn)化。國(guó)產(chǎn)化率的提高，帶來了成本的驟減。張所新掰著指頭細(xì)算，“董家口海水淡化項(xiàng)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(jià)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(guó)產(chǎn)化替代帶來的另一個(gè)好處，是大幅縮短了工期。以往進(jìn)口設(shè)備從采買到使用要長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)月甚至半年時(shí)間，而國(guó)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(shì)嚴(yán)峻。當(dāng)時(shí)，董家口經(jīng)濟(jì)區(qū)希望海水淡化項(xiàng)目能夠盡早竣工，從而緩解周邊工業(yè)用水壓力。面對(duì)緊迫的形勢(shì)，項(xiàng)目組重新調(diào)整了施工總進(jìn)度計(jì)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(jìn)。這其中，國(guó)產(chǎn)設(shè)備也凸顯出“隨買隨到隨安裝”的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。

有了自主研發(fā)、自主設(shè)計(jì)、自主建設(shè)大型海水淡化工程的經(jīng)驗(yàn)后，百發(fā)二期在一期和董家口海水淡化項(xiàng)目的基礎(chǔ)上又進(jìn)行了升級(jí)。百發(fā)二期項(xiàng)目負(fù)責(zé)人郭俊告訴記者，“原先海水淡化項(xiàng)目的自動(dòng)化程度低，設(shè)備都是通過參數(shù)機(jī)械式執(zhí)行任務(wù)，設(shè)備巡檢也是靠人工逐一查驗(yàn)，工作量大，效率也低。升級(jí)改造后，實(shí)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(shí)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?cái)?shù)據(jù)技術(shù)股份有限公司董事長(zhǎng)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(cè)反滲透膜的污染程度，包括什么時(shí)候需要清洗、更換等。基于這些智能預(yù)測(cè)，反滲透膜可以得到更好的保護(hù)，使用壽命比自動(dòng)化時(shí)期延長(zhǎng)了30%”。

通過自主創(chuàng)新推進(jìn)國(guó)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(guó)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(guó)內(nèi)具有自主知識(shí)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(jìn)口。”

于崇濤介紹，整體而言，“洋面孔”壟斷國(guó)內(nèi)海水淡化裝備市場(chǎng)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(qiáng)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(guó)產(chǎn)產(chǎn)品性能一直跟不上，進(jìn)口產(chǎn)品則是價(jià)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(zhǎng)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(yán)重依賴進(jìn)口，價(jià)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(guó)的海水淡化產(chǎn)業(yè)才能真正實(shí)現(xiàn)“獨(dú)立行走”。經(jīng)過多年發(fā)展，我國(guó)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?cè)O(shè)計(jì)、工程集成總包等的企業(yè)和機(jī)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(guó)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(dòng)計(jì)劃（2021—2025年）》，支持海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，重點(diǎn)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(fù)責(zé)人楊鑫告訴記者，這幾年，青島陸續(xù)實(shí)現(xiàn)了“廠網(wǎng)一體化”運(yùn)營(yíng)機(jī)制，為海水淡化規(guī)模化應(yīng)用奠定了良好基礎(chǔ)；推動(dòng)形成政府與用戶共同付費(fèi)模式，保障了海水淡化項(xiàng)目的健康可持續(xù)發(fā)展；推動(dòng)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(shì)，青島水務(wù)集團(tuán)目前正在推動(dòng)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(jí)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(tuán)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(wàn)平方米的海淡超濾膜項(xiàng)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(jìng)爭(zhēng)力。

除此之外，青島也在積極拓展、延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，通過下游附加產(chǎn)品提高經(jīng)濟(jì)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(jià)值元素，該項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)多個(gè)地市都有工程應(yīng)用實(shí)例。

未來，通過龍頭企業(yè)帶動(dòng)和優(yōu)勢(shì)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(dòng)我國(guó)海水淡化產(chǎn)業(yè)向更深層次邁進(jìn)。

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(shì)。全球已建成海水淡化工程近2萬(wàn)個(gè)，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(guó)家及地區(qū)大規(guī)模應(yīng)用。縱觀國(guó)內(nèi)，我國(guó)海水淡化利用規(guī)模小，關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備多被國(guó)外壟斷，與世界先進(jìn)水平相比仍有差距。

不過換個(gè)角度看，中國(guó)海水淡化產(chǎn)業(yè)擁有廣闊的發(fā)展前景。從國(guó)內(nèi)環(huán)境來看，人多水少、水資源時(shí)空分布不均是基本水情，不少城市嚴(yán)重缺水。而作為水資源的重要補(bǔ)充和戰(zhàn)略儲(chǔ)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(xiàng)目成本呈下降趨勢(shì)。在國(guó)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(jìn)步，疊加更多扶持政策，海水淡化制水成本將進(jìn)一步降低，這一產(chǎn)業(yè)有望出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。

對(duì)于海水淡化產(chǎn)業(yè)來講，解決缺水問題蘊(yùn)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(guó)人均占有量的13%，水資源短缺形勢(shì)非常嚴(yán)峻。“我們?cè)O(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(duì)企業(yè)而言，“走出去”意味著更大的市場(chǎng)空間。國(guó)際上許多嚴(yán)重缺水國(guó)家開始“向海洋要水喝”，例如埃及計(jì)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(duì)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(xiàng)目投標(biāo)必須滿足多個(gè)條件，其中“規(guī)模15萬(wàn)噸/日以上、3年以上運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)”等要求就難倒了很多競(jìng)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(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)，為參與國(guó)際項(xiàng)目增添了更多底氣。現(xiàn)在，很多大型企業(yè)主動(dòng)聯(lián)系我們尋求合作，想要組成‘聯(lián)合體’抱團(tuán)出海，參與競(jìng)標(biāo)”。

雖然我國(guó)企業(yè)初步具備了參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的條件和能力，但面對(duì)巨大的市場(chǎng)空間，更應(yīng)看到自身與世界先進(jìn)水平之間的距離，奮起直追、迎頭趕上，盡快彌補(bǔ)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(guó)海水淡化產(chǎn)業(yè)仍需練好內(nèi)功，從整個(gè)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(guó)造”的高品質(zhì)原材料、設(shè)備，進(jìn)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(jī)遇。

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