海水淡化即利用海水脱盐生产淡水,是实现水资源利用的开源增量技术,可以增加淡水总量,且不受时空和气候影响,可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。从海水中取得淡水的过程称作海水淡化。所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法、以及碳酸铵离子交换法,应用反渗透膜法及蒸馏法是市场中的主流。
海水淡化属于海水综合利用的一部分,海水综合利用主要包括海水淡化、海水直接利用和海水化学元素利用三个方面。
海水淡化上中下游产业链条长,涉及领域广,不仅可培育海水淡化装备制造业,成为海洋经济新的增长点;还可带动周边地区机械、化工、材料等相关产业的发展,形成产业集聚效应。
海水淡化产业链上游主要是海水淡化设备制造,包括膜及高分子材料、高压泵、能量回收装置等;中游则为开展海水淡化工程设计、咨询、服务的企业;海水淡化的下游应用主要在市政供水、工业用水等领域。
海水淡化产业上游设备制造商主要有海亮股份、津膜科技、双良节能等企业;中游对海水淡化工程提供设计、咨询等服务的企业有巴安水务、碧水源、江南水务等企业,同时还有上海电气、中国能建等海水淡化工程建设企业;下游主要应用在市政供水、核电和电力等工业领域。
我国是水资源严重短缺的国家,发展海水淡化技术,开发利用海水资源,是解决我国水资源短缺问题的重要途径,是我国沿海经济社会可持续发展的重要保障。在国家高度重视及支持下,我国海水淡化经历了从无到有、逐步壮大的发展历程。目前,海水淡化政策体系逐步完善,自主技术基本成熟,产业初具规模。
据《2021年全国海水利用报告》截至2021年底,全国现有海水淡化工程144个,工程规模1856433吨/日,比2020年增加了205350吨/日。其中,万吨级及以上海水淡化工程45个,工程规模1647248吨/日;千吨级及以上、万吨级以下海水淡化工程52个,工程规模198466吨/日;千吨级以下海水淡化工程47个,工程规模10719吨/日。
据不完全统计,目前中国海水淡化行业在建工程有天津南港工业区海水淡化及综合利用一体化(30万吨示范)项目、“绿电制绿水”综合能源示范项目等,在建项目均采用反渗透工艺,前瞻初步统计,中国海水淡化在建工程建成后将增加中国海水淡化工程规模54万吨/日以上。
我国沿海11个省(区、市)创造了55%的国内生产总值,而水资源总量仅占全国的27%,成为经济社会发展的瓶颈制约。特别是55个沿海地级以上城市中有51个为缺水城市,12个海岛县全部为缺水县,水资源供需矛盾十分突出。海水淡化是重要优质增量水源,对缓解沿海地区和海岛水资源短缺,保障水安全具有重要意义。
海水淡化水主要用于工业用水和生活用水。其中,工业用水主要集中在沿海地区北部、东部和南部海洋经济圈的电力、石化、钢铁等高耗水行业;生活用水主要集中在海岛地区和北部海洋经济圈的天津、青岛2个沿海城市。2021年,新增用于工业用水的海水淡化工程主要是为化工、电力等高耗水行业提供高品质用水;新增用于生活用水的海水淡化工程主要是为广东省、福建省缺水海岛和浙江省抗旱应急提供可靠的水资源供给。
根据中国水利企业协会脱盐分会数据,截至2020年年底,我国已建成海水淡化项目,引用范围最广的领域为核电和电力与石化和化工,占比分别达到39.39%和20.90%。整体来看工业用水比例远高于市政用水。
截至2021年底,全国海水淡化工程分布在沿海9个省市水资源严重短缺的城市和海岛。辽宁省现有海水淡化工程规模18.13万吨/日,天津市现有海水淡化工程规模30.60万吨/日,河北省现有海水淡化工程规模34.07万吨/日,山东省现有海水淡化工程规模45.14万吨/日,江苏省现有海水淡化工程规模0.50万吨/日,浙江省现有海水淡化工程规模44.46万吨/日,福建省现有海水淡化工程规模3.00万吨/日,广东省现有海水淡化工程规模8.89万吨/日,海南省现有海水淡化工程规模0.85万吨/日。其中,海岛地区现有海水淡化工程规模45.36万吨/日。
从企业区域分布来看,我国海水淡化上市企业较多的省份包括北京、江苏、上海、浙江等,均为制造业较为发达,且经济发展较好的地区。此外,由于上游海水淡化设备制造和海水淡化后续的金属再利用环节还具有资源密集型特征,因此在西部地区的陕西、贵州等也有均有上市企业分布。
2021年我国海水淡化总规模约为185.64万吨/日。根据《海水淡化利用发展行动计划(2021—2025年)》,到2025年,全国海水淡化总规模达到290万吨/日以上,新增海水淡化规模125万吨/日以上,其中沿海城市新增105万吨/日以上,海岛地区新增20万吨/日以上。前瞻预测2022年我国海水淡化总规模约为207万吨,2028年将达到400万吨/日左右,年复合增长率约为12%。
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