156个海水淡化工程，工程规模超252万吨/日，多项关键核心技术实现突破……日前，自然资源部海洋战略规划与经济司发布的《2023年全国海水利用报告》（ 下称《报告》）中透露了上述数据。《报告》显示，2023年全国现有海水淡化工程156个，工程规模2522956吨/日，比2022年增加了165908吨/日。全国海水淡化工程分布在辽宁、天津、河北、山东、江苏、浙江、福建、广东、广西、海南10个沿海省区市。
从浩瀚无垠的“海洋水库”中要“淡水”，为缺水地区提供增量水源，海水淡化成为不少地区的选择。大规模的海水淡化是如何实现的？
天津南港工业区海水淡化及综合利用一体化项目现场 《中国经济周刊》记者 谢玮I摄
天津海水淡化所成果 《中国经济周刊》记者 谢玮I摄
海水淡化大有可为
简单说，海水淡化就是脱除海水中的盐分，产生淡水的过程。
“海水又苦又咸，无法直接饮用，但并不意味着海水就无法利用。海水淡化，就是利用途径之一。”自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所（下称“天津海水淡化所”）所长阮国岭向《中国经济周刊》记者介绍，海水利用的潜力是巨大的。众所周知，地球被誉为“水球”，太阳照射海面，使之蒸发成云，后落地成水，这本身就是水循环的过程。然而，水资源分布不均，海水淡化技术正是解决这种分布不均的有效手段，通过人造动力，将海水转化为可用的淡水资源。
海水淡化水的主要用途以工业用水和生活用水为主。在阮国岭看来，海水淡化对部分地区发展作用很大。他举例称，在天津南港工业区，海水淡化已成为该区域的主水源，吸引超过千亿投资。在浙江，海水淡化支撑起了一个石化产业。在青岛，海水淡化水既用于工业，也用于民用，对保障城市供水安全发挥了积极作用。
业内认为，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。
阮国岭介绍，在全球范围内，大约70%的海水淡化水被用于城市生活，包括饮用和其他生活用水。目前，我国的利用情况则是约70%应用于工业领域，30%应用于城市生活。
“完善海水淡化技术实际上为水资源利用提供了一个边际成本。” 阮国岭分析，当传统水资源的成本高于海水淡化的成本时，我们便可以考虑向海洋要水资源。随着海水淡化技术的不断进步和边际成本的持续降低，淡化水的应用范围会越来越广。这对于国家水资源安全保障具有重要意义。
《报告》还显示，2023年全国海水冷却用水量1853.79亿吨，比2022年增加83.32亿吨，辽宁、山东、江苏、浙江、福建、广东年海水冷却用水量超过百亿吨。
“我国海水利用规模呈加速趋势。”阮国岭说，目前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大方面。首先，淡化后海水被用作生产和生活用水，为城市、工业园区及多个产业提供必要的水资源。其次，海水还被广泛用作工业冷却水。这在主要沿海省份尤为普遍，为工业发展提供了有力的水资源保障。最后，海水中含有80多种元素，这些元素的提取和转化对于增强我国的矿业和产业安全具有重要意义。
如何将“苦咸海水”变“源头活水”
各类水处理药剂、聚醚砜中空纤维超滤膜、海水淡化反渗透膜元件、便携应急淡化装置……记者在天津海水淡化所看到，一系列高效、先进的海水淡化设备和成果展示出国产海水淡化技术的全方位发展。
如何对海水进行淡化？
天津海水淡化所副所长初喜章向《中国经济周刊》记者介绍，现在比较成熟、工程化应用的海水淡化技术，分为“热法”和“膜法”两种，该所已掌握了热法和膜法的核心工艺以及装备材料等关键核心技术。
“热法”是利用水蒸气冷凝原理，进行海水淡化。初喜章提到，比如与太阳能相结合的光热海水淡化，不需要用电，在海岛或者是一些光照资源比较好的沙漠地区，可以进行淡化，生产淡水。
“膜法”的核心关键装备就是反渗透膜，先将海水预处理后用高压泵施压，使海水中的水分子透过膜渗出，而盐及其他物质被挡在膜外，产生淡水。“海水淡化水是一种高品质水，非常纯净，完全能符合饮用水标准，世界上70%的海水淡化水用于居民生活。” 初喜章说。
创新研发是海水淡化产业链上游环节，也是海水淡化产业自立自强高质量发展的战略支撑。尽管我国海水淡化领域发展很快，但在如反渗透膜制备、高压泵、能量回收装置等关键核心设备部件制造等方面仍存在短板。
“我国海水淡化技术起步较晚但发展迅速。所里团队围绕技术难点潜心钻研，最终取得了阶段性成效。未来，我们将继续加强研发，让海水淡化技术更好服务生产生活。”阮国岭介绍。
海水淡化正为工业“补水”
在天津南港工业区，先达公司天津南港工业区海水淡化及综合利用一体化（30万吨示范）项目一期已基本建设完成。该项目是中国与马来西亚合作的首个大型海水淡化项目，项目一期建设15万吨/日规模海水淡化工程，二期增加至30万吨/日。
在附近的近海，海水通过管道输送至车间，历经若干道精密的淡化装置将其由“浓”变“淡”，作为主水源满足园区内企业、重大项目的工业用水需求。
“化工企业是用水大户，这座海水淡化工厂是南港工业区唯一的主水源。”天津海水淡化所技术团队工艺负责人苏慧超向《中国经济周刊》记者介绍。
天津海水淡化所是该项目的技术总牵头方。截至目前，由该所牵头研制的单机3万吨/日配套国产化装备已在天津南港工业区开展试验验证。
天津市海洋资源禀赋优势突出，但其也是沿海地区典型的缺水城市，多年人均本地水资源占有量仅为160立方米，为全国平均水平的1/15，属于极度缺水地区。
因此，天津也是我国最早开展海水淡化应用的地区之一，除了满足工业用水需求，一些海水淡化项目已向民用领域拓展。《2022年天津水务发展统计公报》显示，2022年该市海水淡化量达到0.36亿立方米，约占当年天津市总供水量（33.55亿立方米）的1％。
近年来，天津持续围绕海水淡化“谋篇布局”。海水淡化不仅能成为保障经济可持续发展的增量水源，还可能带来巨大产业“红利”。
根据《天津市海水淡化产业发展“十四五”规划》，天津将瞄准世界海水淡化产业科技前沿，突破“卡脖子”技术，发展装备制造，构建全产业链条，建设全国海水淡化技术创新高地、装备制造基地，形成国家级海水淡化产业集群。
