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水危机中的中国努力如何改善现状?

2011-07-28 15:15:11  

       2009年中国水资源总量为2万4千1百8十亿立方米,列全球第六位。拥有如此大的水资源量,中国却被列为世界13大最缺水的国家之一。中国的人均水资源量为1811立方米/年,是世界平均水平的四分之一。水环境的污染进一步加剧了可用水资源量的削减。2009年中国的用水总量为5千9百6十亿立方米,水资源的利用率是24.7%。在中国的668个城市中,有400个城市面临着水危机的威胁。特别是沿海城市,人均水资源量不到500立方米/年,这个数字已经被联合国环境署规定为“极其缺水”的水平了。沿海地区仅拥有中国13%的土地,40%的人口,但却贡献了GDP的60%。预测指出到2011年底,中国北方四个沿海城市的水资源需求缺口将达到1660亿至2550亿立方米。   

中国人口密度 (2009)

中国人口密度 (2009)

    城市化和工业化进程

    在90年代改革开放以来中国的经济发生了翻天覆地的变化。在过去五年中,人口向城镇迁移的现象越发普遍和明显。城镇化程度在2009年底达到了46.6%。超大城市和部分沿海城市(北京、上海、香港、深圳、广州等)的发展和扩张对于人力资源和自然资源的需求达到了前所未有的高度。中国国土资源部的一份研究报告预计到2030年中国沿海城市的城镇化程度将达到60-65%。

    随着城市化进程的推进,沿海地区同时也成为了中国的重要工业园区所在地。主要几个工业园区有天津滨海新区化工工业园、扬子江国际化工工业园、上海化工工业园、和苏州中国-新加坡工业园等。根据中国重工业发展规划,重工业将向沿海地区外迁以改善内陆地区环境状况。更多的能源企业,特别是以可再生新能源为主的电厂等将在沿海地区修建,这将在很大程度上推进海水淡化行业的发展以解决能源企业淡水供给的问题。

    政府的行动

    为解决水危机,中国政府为各地区制定了日用水限额来测量和管理不同地区人们的用水习惯以及减少不必要的水资源浪费。可持续发展计划《节约型社会》在第11个五年计划中得到体现,并且将继续贯彻在第12个五年计划中(2011-2015)。

    中国政府为有效开展海洋发展计划,出具了三个重要文件--《中国海洋21世纪议程》、《全国海洋经济发展规划纲要》以及《海水利用专项规划》。这三个文件指导性地对中国的海水利用做出了明确的指示。特别是《海水利用专项规划》不仅指出了海水利用的现状以及潜在的发展空间,并对未来短期和长期海水淡化的发展,投资环境和区域目标制定了具体的向导。

    尽管初衷是积极的,但政策上依然存在一定的漏洞。扶持政策、风险规避、资金或补贴政策、以及管理机制的缺乏使得海水淡化行业发展的较为曲折。技术和设备提供商以及项目开发方期待更为完善的市场机制的出台。

    了解中国海水淡化市场

    主要市场参与者及其产水能力

    在中国,一个行业的发展取决于政府的政策和规划。作为相对年轻的市场,中国海水淡化市场相对集中但管理机制不完善。两大机构—杭州水处理中心和国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所作为政府领导性的单位负责海水淡化技术的研究和项目开发可行性分析与实施。中国北方和东部地区海水淡化项目的主要开发商和总包商有西班牙百发集团,新加坡凯发集团,阿科凌,以色列IDE,众和以及青岛华欧集团等,主要的膜处理和能量回收设备提供商有陶氏,海德能,诺芮特,东丽,GE水处理,西门子水处理以及ERI等。

    目前中国大概有60多个海水淡化厂在建或已经建成,最大的是由IDE开发的20万吨/天的天津北疆电厂海水淡化厂。最大的市政海水淡化厂是由百发集团开发的10万吨/天的青岛百发海水淡化厂。目前建成的海水淡化厂产水能力大概能达到43万吨/天,另外的175万吨/天的产水能力正在建设中。由于各种原因的影响,目前海淡的建设能力还达不到《海水利用专项规划》的100万吨/天的目标。

    两个主要限制因素

    主要的工业行业例如火电/核电厂、钢铁厂或集中式工业园区的淡化海水需求占中国总海水淡化量的90%以上。因此,海水淡化厂也基本是中型大型的规模以便于支持这些工业行业大量的淡水需求。上万吨级的产水能力需求大量的资金支持,因而70-80%的海水淡化厂都依然是被工业企业自身投资或政府投资建成。私有化和多方融资渠道仍然处于初级发展阶段。建设-运营-移交(BOT)式的水厂运营模式将在不久的未来成为主流。到目前为止,政府并未对海水淡化有明确的补助计划,或有任何的发展基金。融资成为了许多技术提供商最为头疼的问题。对于一个产水能力在5万吨/天左右的海水淡化厂来说,投资需求为三千万美元以上。这个数字是有同样产水能力的普通水厂的3-4倍。中小型工程公司因为资金链的短缺很难发展大型的海水淡化项目,只有那些资金雄厚的大型国企或水务巨头才能在这个市场上树立标志性项目。就投融资方式的革新而言,百发和阿科凌的项目就是很好实践的代表,它们都通过了“无追索权”的融资模式向本地银行贷款70-100%来进行项目的投资。(青岛百发海水淡化厂,10万吨/天,2009年签署合同;阿科凌曹妃甸海水淡化厂,5万吨/天,2010年签署合同)

    低廉的水价问题是长期制约着中国水务产业的限制因素。淡化海水只有在水价能够真正真实反映水处理投资和运行成本的时候才能被合理地纳入到市政供水系统中去。在十二五规划期间,海水淡化的成本和水价有望能得到合理的调整。目前而言,海水淡化的成本是4-6元/吨,相比南水北调的成本8-12元/吨来说还是非常经济和有潜在利用价值的。特别是对于北方缺水地区来说,引淡化海水入京已经成为了热门讨论的问题,且有着非常可行和实际的意义。当然,水价还受到管网建设和长度的成本影响,这个议题仍然处于可行性研究阶段。    

海水淡化成本演变

海水淡化成本演变

        

2010年海水淡化在工业的占比

2010年海水淡化在工业的占比

    技术趋势

    在整个海水淡化厂的设计和运行中,耗能的成本占最大的部分,接近于50%。技术的革新不断地降低成本。目前来说比较低耗能的反渗透(RO)技术比多级闪蒸(MSF)技术可以节省大概30%左右的能耗,比多效蒸馏(MED)技术可降低15%左右的能耗。

    在过去的四年中,除了天津北疆电厂的20万吨/天的多效蒸馏海水淡化厂之外,反渗透技术主导了海水淡化市场。反渗透技术对于电能较丰富的高温气冷核电厂,热电厂,化工和石化厂以及市政海水淡化厂都有经济优势,但存在堵膜和周期性洗膜的问题。多效蒸馏技术通常运用在低温核电厂,热电厂,钢铁厂等热能较丰富的领域。反渗透和多效蒸馏技术也可以并联使用,提供热电厂的冷却塔用水,生产用水甚至生活区用水。这样的组合型技术也通常用在集中型的工业园区。

    中国政府鼓励国内企业的发展,支持国产设备的研发、生产和应用。目前,由于国产设备和进口设备仍存在技术和质量差距,进口的设备仍然被工程公司和业主所偏爱。确保海水淡化处理技术的稳定性,有效性和持久性是项目开放者和运营商最关心的问题。

    增长机会

    国家发改委发布了十二五规划中重点发展的七大新兴产业,其中有四个产业跟节能环保有关。在这些产业中,能量回收和低耗能的海水淡化技术有望得到可观的政府投资支持。

    中央政府鼓励发展新能源产业(风能、太阳能、核能等),海水淡化作为风能和核能的很好的辅助产业将有望坐上新能源产业的顺风车,为其提供生产所需淡水供给。这是因为风能核能产业拥有大量的剩余能源,如电能和热能,可为海水淡化提供相应的能量供给。因此,海水淡化可从新能源特别津贴里获得发展所需的资金支持。

    尽管海水淡化产业具体实施的计划仍未出炉,我们有信心中国政府会对这一朝阳产业在政策和经济上制定有效的发展规划。未来海水淡化行业的蓝图即将明晰,每个沿海城市都将有其具体的发展目标,海水淡化厂市场化进程将不断被推进。

    结论

    中国的海水淡化市场还非常年轻,存在诸多不明确的因素和不成熟的法律法规。中国北方一些城市已经建立起了几个示范性海水淡化项目,进一步让中国政府和企业对于海水淡化有了更大的信心。中国政府正在积极建立健全海水淡化发展机制和指导性政策以便帮助这个市场更快更健康的发展。水价问题是存在于中国水务市场的长期性问题。水价的调高有利于水务行业长期的发展,是未来的趋势所在。

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