青岛市海水淡化产业发展规划.docx
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青岛市海水淡化产业发展规划
青岛市海水淡化产业发展规划
青岛市发展和改革委员会
二○○五年十二月
青岛市海水淡化产业发展规划
主持部门：
青岛市发展和改革委员会
编制单位：
青岛市工程咨询院
青岛市市政公用局
青岛市供水管理处
中国海洋大学
青岛市水利勘测设计研究院有限责任公司
青岛海湾化工设计研究院有限公司
主审：
刘明君
副主审：
王安民郑明辉
审核：
章群李振军张云峰
规划编制负责人：
曲伟李兵
顾问：
高从堦中国工程院院士
王世昌天津大学教授
杨尚宝国家发展与改革委员会博士
编制组成员名单：
张国辉王海增刘鹏宵刘世杰谭峻孙守智
王为强郑云龙李志鹏王春芝张涛李佳林
包木太尹小春单保田杨风云刘俊胜周天军
前言
海洋是人类世界最大的水库，国际经验表明，在解决水资源的众多措施之中，海水（苦咸水）淡化是实现资源和环境双赢的有效途径。
近年来随着淡化技术的不断创新与发展，包括淡化水厂、淡化设备制造、浓盐水综合利用、高性能机械设备研发与制造、高分子材料、腐蚀与防护材料等在内的海水淡化产业正在成为极具发展潜力的新兴产业。
我国已将发展海水淡化产业作为实现水资源可持续利用的重要手段列入《中国21世纪议程》、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》、《全国海洋经济发展规划》、《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》和《外商投资产业指导目录》，从战略高度推动海水淡化产业的发展。
国内海水淡化研究始于青岛，近年来在政府的引导下，青岛华欧集团、中国海洋大学等企业、院校与科研单位正在积极地从事海水淡化科研与产业化工作，已经形成一定的海水淡化应用规模、研发能力及设备生产能力。
青岛市海水淡化产业的发展得到市领导的高度重视。
早在2002年10月，青岛市委书记杜世成同志在参观黄岛电厂时就提出：
“发展海水淡化事业，是国家整体发展战略的需要，无论遇到多大的困难，我们都将坚定信心，加倍努力。
”2003年3月，省人大会议审议省政府工作报告时，再次提出“在政府工作中应把水的问题放在更加突出的位置。
水的问题不解决，山东今后的发展将是一句空话。
要进一步加大中水的回用；加大投入，搞好海水淡化。
”2005年以来，在谈到青岛发展循环经济，建设生态城市时，又提出：
青岛要围绕“水”做文章，减少废水排放，加快推进中水回用和海水利用。
夏耕市长也提出：
青岛要重点实施“三个工程”之一就是要实施“蓝天碧水”工程，突出大气和污水治理、中水利用和海水淡化。
”
为抓住海水淡化产业发展的机遇，充分发挥青岛市的基础条件优势，推动海水淡化产业的发展，原青岛市发展计划委员会经过认真调研，提出了发展青岛市海水淡化产业的总体思路。
2003年底青岛市发展计划委员会委托青岛市工程咨询院等单位编制了《青岛市海水淡化产业化可行性方案》，经国内权威专家评估认为“我市已具备发展海水淡化产业的基础条件，《方案》基本可行”。
2004年3月市发展计划委员会以青计规划[2004]79号《青岛市发展计划委员会加快推进海水淡化产业化试点培育发展我市海水淡化产业的请示》，上报市政府。
根据市领导要求，为了全面协调、指导青岛市海水淡化产业的发展，2004年4月青岛发展计划委员会以青计规划函[2004]45号委托青岛市工程咨询院组织相关单位编制《青岛市海水淡化产业发展规划》。
在青岛市发展和改革委员会领导及规划发展处、环境和资源综合利用处的全面指导下，青岛市工程咨询院会同青岛市市政公用局、青岛市供水管理处、中国海洋大学、青岛市水利勘测设计研究院有限责任公司、青岛海湾化工设计研究院有限公司、青岛海润自来水集团等单位组成规划编制组，对青岛市发展海水淡化产业的经济可行性、技术可行性、市场前景、淡化水厂布局、产业链及相关产业的发展、政策支撑、技术支撑等方面进行了全面、系统地研究，形成了《各类海水淡化技术分析》、《海水淡化设备产业化市场前景分析》《海水淡化投资、成本经济可行性研究》、《青岛市水资源现状及海水淡化应用前景研究》、《青岛市海水淡化产业科技支撑体系研究》、《青岛市海水淡化产业发展政策研究》、《青岛市海水淡化与胶州湾北部盐区产业的综合利用研究》、《青岛市海水淡化产业链研究》、《青岛市海水淡化产业发展布局研究及重点项目》9个专题研究报告，在此基础上完成了本规划。
规划的编制得到了中国工程院高从堦院士、天津大学王世昌教授、国家发展和改革委员会杨尚宝博士的帮助与指导，使规划的编制工作受益非浅。
青岛市水利局、青岛市科技局以及黄岛区、崂山区、城阳区、胶南市、即墨市、胶州市、莱西市、平度市的计划、水利、供水等主管单位为规划的编制提供了大量翔实的基础资料，青岛华欧海水淡化有限公司、青岛电厂、中国船舶工业总公司725所等企业和科研单位给予大力的支持，在此特别表示感谢。
一、发展海水淡化产业的背景和必要性
（一）淡水资源紧缺已成为全球性的危机，也是青岛市面临的紧迫问题
水是生命之源，是基础的自然资源和战略性的经济资源。
水的可持续利用，是经济和社会可持续发展极为重要的保证，然而淡水资源紧缺已成为全球面临的一大危机。
我国淡水资源总量名列世界第六，但人均占有量仅为世界平均值的l/4，位居世界第109位，被联合国认定为世界上13个最贫水的国家之一。
目前，全国每年因缺水造成的经济损失已经超过洪涝灾害所造成的损失。
我国沿海地区的水资源严重不足，特别是长江以北的沿海城市更为严重，大部分城市和地区人均水资源量低于500立方米的国际缺水标准。
2002年全国34个主要沿海城市供水状况统计，人均用水低于100立方米/年的城市有26个，占城市统计总量的76.4％；天津、大连、营口、舟山、烟台5个城市的人均生活用水量低于40立方米/年，其中天津最低达到33.79立方米/年，青岛、威海、汕头等11个城市人均生活用水量在40-70立方米/年。
预计到2010年，我国年缺水量将达到1000亿立方米，缺水状况将日益严重。
淡水资源危机，已成为制约我国沿海城市和地区经济和社会发展的重要因素。
青岛市是我国北方沿海严重缺水城市之一，年平均水资源总量为23.9亿立方米，人均占有水资源量334立方米，亩均耕地占有量330立方米，分别为全国平均值的13%和18%。
水资源短缺是青岛市长期面临的问题，本地可进一步开发的水资源量十分有限，对客水依赖程度将继续提高，地下水局部超采，已造成许多严重后果，城区供水量不断提高已经影响到正常农业灌溉用水。
淡水资源不足已经制约着青岛经济和社会的发展，对石化、钢铁等高耗水产业发展造成严重影响。
发展海水淡化产业能够为青岛市提供新水源，减少对客水的依赖，实现经济效益和环境效益的双赢。
（二）发展海水淡化是解决沿海地区水资源危机的战略途径
水生态系统平衡是人类生存的基础。
过度开采地下水造成地面下沉、海水倒灌、地下水水质恶化、耕地盐渍化等后果，对环境造成极大危害；通过蓄水、跨流域调水、开发地下水等措施可以实现水资源的时空位移，但不能增加淡水资源总量，对生态环境的影响也有很大争议。
海洋覆盖地球表面的71％，储水量约13.7亿立方公里，占地球总水量的95％，占地表水总量的97.5％，是地球上最大的水库。
开发海水淡化技术，向海洋索取淡水来解决“水的危机”，一直是全球努力的方向。
经过几十年的发展海水淡化技术日趋成熟，全世界100立方米/日以上的海水（苦咸水）淡化装置总容量为3250万立方米/日，除满足工业用水外，还供应着1亿多人口的用水。
目前沙特、以色列等中东国家70%的淡水资源来自于海水淡化，美国、日本、西班牙等发达国家也竞相发展海水淡化，我国沿海已经建成或正在建设的海水淡化厂也有十几家，装置总容量为10多万立方米/日。
多年的运行实践已经证明：
海水淡化既可提供经济、安全、不受季节气候影响的、用之不竭的稳定水源，增加淡水总量，又有利于保护环境、节约土地，是实现资源和环境双赢、发展循环经济、实现可持续发展的取水之路。
充分开发利用我国1.8万公里海岸线的海水资源发展海水淡化，将成为增加我国淡水资源的一条的重要战略途径。
（三）国家高度重视发展海水淡化产业
我国已将发展海水淡化产业作为实现水资源可持续利用的重要手段列入《中国21世纪议程》、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》、《全国海洋经济发展规划》、《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》和《外商投资产业指导目录》，从战略高度推动海水淡化产业的发展。
2005年9月出台的《全国海水利用规划》，将海水淡化作为海水利用的重点方向之一。
国家发改委明确要求滨海电厂新建机组必须配套建设海水淡化装置替代淡水，同时设立海水淡化专项资金扶持海水淡化产业发展，我市黄岛电厂已获得3000万元资金支持。
同时，国家正在积极研究出台支持海水淡化一系列配套政策。
（四）青岛市具有发展海水淡化产业的良好基础和先发优势
1、自然条件和区位优势
青岛市地处黄海之滨，环抱胶州湾，海岸线长730公里。
青岛海域无冰冻现象，海滨以沙滩和花岗岩为主，海水清澈透明，水质优良，比天津、大连等沿海城市更具有发展海水淡化产业自然优势条件。
青岛“三岛一湾，一线展开”的城市布局，呈现出沿海岸线“组团”发展的大城市框架，产业布局沿海岸线展开，沿海发电厂、热电厂、化工厂较多，具备建设电水联产的条件，便于海水淡化的大规模应用，为海水淡化产业的发展提供了广阔的发展空间，具备在我国率先发展海水淡化的优势条件。
青岛作为全国重要的经济中心城市和世界知名的特色城市，是山东半岛城市群和胶东半岛制造业基地的龙头城市。
从全国范围看，山东省是最适合推广海水淡化的区域，作为山东半岛龙头城市的青岛率先发展海水淡化，对于整个山东地区海水淡化的发展具有较强辐射带动作用。
优越的地理位置，便利的交通，为青岛市发展海水淡化产业提供了良好的区位条件。
2、科技基础
青岛是我国著名的海洋科技城，在国内海洋科技领域处于领先地位。
海洋经济是青岛市重点发展的三大特色经济之一。
青岛是我国海水淡化研究的发源地，近年来青岛市抓住机遇在海水淡化技术研究与产业化方面形成了良好基础和先发优势。
特别是在海水淡化的利用的关键技术之一——防腐与防生物附着领域，拥有雄厚的研发实力和良好的基础条件。
目前青岛市涉及海水综合利用技术研发及其人才培养的“海”字头机构有中国海洋大学、中国科学院海洋研究所、国家海洋局一所、中国船舶工业总公司725研究所等20多家，完全具备发展海水淡化产业的科技支撑条件。
3、产业化示范工程
青岛华欧海水淡化有限公司于2004年6月建成投产了具有自主知识产权3000立方米/日低温多效海水淡化示范工程。
一年来该工程运转稳定，淡化水质良好，平均造水成本为4.83元/立方米，应用于黄岛电厂锅炉补水，使软化水装置检修周期由以前1800立方米/次提高到10000立方米/次，具有明显的经济效益。
该项目对于滨海化工及石化等企业也有良好的示范作用，可以利用工艺生产过程中产生大量低品位热进行海水淡化，在解决工艺用水问题的同时提高了工厂的热利用率，具有明显的经济效益和社会效益。
已有多家企业有意向采用该工艺技术，进行海水淡化。
图1：
青岛华欧公司3000立方米/日低温多效海水淡化装置
“海水预处理装备”是所有海水淡化和海水利用工程必须的关键设备。
“电解产生次氯酸钠海水预处理装置”是中国船舶工业总公司725所研制的具有自主知识产权的装备，该装备是采用电解海水生成的次氯酸钠灭活和抑制海生物生长，从而有效防止海洋生物对海水利用设施影响的高技术产品。
目前该产品已在岭澳核电站、田湾核电站、大亚湾核电站等几十个电厂、化工厂和舰船及平台应用，取得了良好的效果（见图2、3）。
为了实现产业化，725所成立了青岛双瑞防腐防污工程有限公司，在崂山区购置土地45亩，项目建设规模为年产电解海水次氯酸钠装置80套，项目总投资1.1亿元。
基地建成后，预计其产品将占领国内60%的市场份额，年产值3亿元左右。
图2：
大亚湾核电站管式电解产生次氯酸钠装置图3：
岭澳核电站网式电解产生次氯酸钠装置
4、产业基础
青岛的化工、机电、海洋防腐等产业发达，具备发展海水淡化产业的产业基础条件。
青岛作为我国传统海盐产地和化工基地，有条件建设海水淡化、真空制盐、海洋化工相结合的联合工厂，可以带动海洋防腐、制盐业、卤水化工等其他海洋产业以及机械制造、工程技术服务、高分子材料等相关产业的发展，形成产业链。
（五）海水淡化产业可以发展成为新兴海洋特色产业和国家级示范区
海水淡化产业主要由淡化水厂、淡化设备制造、浓盐水综合利用、淡化技术服务、高性能机械设备（高压泵、能量回收装置、阀门与仪表等）研发与制造、腐蚀与防护材料与工程等组成。
世界范围的水资源短缺决定了海水淡化行业具有巨大的经济发展空间，海水淡化产业具有潜在的市场需求巨大和高成长性的特点，并且处于成长阶段初期，同行业竞争相对较少，正是加快发展的良好机遇期。
加快海水淡化产业的发展，将促进相关企业、研发机构在海水淡化及其相关技术的开发应用，形成一批具有自主知识产权的海水淡化设施生产能力，保证自主掌握水资源命脉，同时促使国内企业在这个新兴产业的国际竞争中占得先机，带动相关产业的发展，形成新的经济增长点。
二、发展海水淡化产业的技术、经济可行性
（一）海水淡化产业的范畴
随着海水淡化的应用不断增加，以海水淡化技术为核心的海水淡化产业蓬勃发展，已经形成了一个以工程设计与安装、设备制造、淡化水产品提供、技术服务为主，延伸辐射高性能机械设备（高压泵、能量回收装置、阀门与仪表等）研发与制造、腐蚀与防护材料与工程、高分子材料、浓盐水综合利用等行业的海水淡化产业群。
国际通行的海水淡化产业构成如下：
1、海水淡化厂
按供水范围分为：
企业自用淡化厂，如电厂配套淡化设施等；市政供水淡化厂；以及两者结合的淡化厂。
2、海水淡化设备制造
——从事大型海水淡化装置设计、装备系统集成、施工等业务的海水淡化成套设备总承包企业；
——从事中、小型海水淡化装置生产企业；
——膜组件、预处理设备、蒸馏法蒸发器等构件的生产企业；
——从事高压泵、能量回收装置、阀门与仪表的高性能机械设备生产企业；
3、相关产业
包括腐蚀与防护材料、高分子材料、淡化浓盐水与盐业化工相结合的浓盐水综合利用等产业。
图4：
海水淡化产业及相关产业构成图
（二）技术可行性
1、海水淡化技术现状
海水淡化，又称为原水脱盐，即脱除原海水中的大部分盐类，变为符合规定用水标准的淡水。
常用的海水淡化方法包括蒸馏法、反渗透法、冷冻法、水合物法、溶剂萃取法、电渗析法、离子交换法等，其中以蒸馏法、反渗透法应用最为广泛。
海水淡化的实践已经证明，其主流技术已经成熟。
（1）蒸馏法（热法）
蒸馏法淡化，又称为加热淡化工艺，是将海水加热汽化，再使蒸汽冷凝，从而得到淡水。
主要分为多级闪蒸馏（即MSF）、低温多效（MED）、蒸汽压缩蒸馏（VC）等方法。
多级闪蒸技术发展较早，技术相对成熟，其特点是单机容量大，造水水质好，系统稳定；缺点是设备投资较大，能耗高，造水成本高，仅适合于大型装置。
近年来随着低成本技术的兴起，多级闪蒸法的应用比例开始下降。
低温多效技术与多级闪蒸法相比，其传热效率更高，结垢腐蚀倾向更小，投资较少、运行成本降低。
（2）反渗透法（膜法）
反渗透法（RO）是给海水加压，使水分子通过半透膜得到淡水的方法。
与蒸馏法相比，反渗透法投资小、能耗低，造水成本相对较低，适用于各种规模的淡化工程，但反渗透法对海水的预处理要求较高，反渗透膜需要定期更换。
近年来反渗透法发展迅速，每年新增装机容量已超过蒸馏法，总装机容量仅次于蒸馏法而居第二位。
2、海水淡化应用情况
1940年代，国外开始研发以蒸馏法为主的海水淡化技术，到70年代初步形成了海水淡化工业化生产体系；美国于50年代首先开发了电渗析盐水淡化技术，在60年代又开发了反渗透淡化技术，并将研究成果广泛推向实际应用。
目前各种海水淡化技术日趋成熟，供应着1亿多人口的用水。
截止2002年，全世界共有100立方米级以上海水淡化厂1.4万家，装置总容量为3250万立方米/日，其中蒸馏法占59.7％，反渗透法占32.9％，电渗析法占5.5％。
国内从事海水淡化研究较早，但产业相对发展较缓慢。
目前国内淡化海水应用主要集中在海岛、苦咸水地区，现有规模较小，但许多地区已经在规划建设大型海水淡化厂。
到目前为止国内已建成海水淡化装置总规模约10万立方米/日，在建、拟建工程总规模约30万立方米/日，沿海主要城市多数都开始进入海水淡化的规划和起步应用阶段。
表1国内已建、在建海水淡化厂情况
序号
地点
规模（t/d）
工艺
投产年份
1
天津大港电厂
2×3000
多级闪蒸
1990
2
浙江舟山嵊山镇
500
反渗透
1997
3
浙江舟山马迹山
350
反渗透
1997
4
辽宁长海县大长山岛镇
1000+500
反渗透
1999
5
辽宁长海县大长山岛镇
2×500
反渗透
2000
6
沧州化学工业公司
18000（苦咸水）
反渗透
2000
7
山东长岛县长山岛
1000
反渗透
2000
8
浙江嵊泗县驷礁岛
2×1000
反渗透
2000、2002
9
山东省荣城市
2×5000
反渗透
2002
10
山东黄岛发电厂
3000+10000
低温多效
2004、2005
11
河北黄骅发电厂
2×10000
低温多效
2006
12
天津开发区
2×10000
低温多效
2004
13
大连实德公司
12000
反渗透
2004
14
河北王滩发电厂
10800
反渗透
2004
15
山东烟台市
2×80000
多效蒸发
拟建
16
鲁北化工
2×10000
反渗透
拟建
17
唐山曹妃甸
100000
拟建
（三）发展海水淡化产业的经济可行性
1、海水淡化成本的影响因素
海水淡化的成本主要受技术方法、装置规模、工程投资、能源价格的影响较大。
（1）反渗透法是海水淡化综合成本最低工艺方法。
（2）达到经济规模是成本降低的重要条件。
国家发改委在海水淡化高技术产业示范专项中要求，反渗透装置规模不低于5000吨/日，蒸馏法装置规模不低于10000吨/日。
（3）淡化厂工程投资与淡化成本呈正比。
国产机电产品平均成本水平比国外低25%左右，实现海水淡化设备国产化后，国产淡化水装置工程费用将比国外同类产品降低20～30%左右，相应淡化成本可降低10～15％。
表2：
国产与进口海水淡化装置单位投资费用对比表
淡化工艺
设备国产化投资费用
（元/m3.d）
进口设备投资费用
（元/m3.d）
多级闪蒸
9000～12000
12000～18000
低温多效
7000～9000
11000～16000
反渗透
6000～8000
8000～10000
（4）能源成本占海水淡化总成本的50％以上，是影响淡化成本的最主要因素。
2、典型海水淡化厂成本分析
按照6万立方米/日规模，针对我国运用较适用的低温多效法、反渗透法海水淡化厂建设投资估算情况如下：
表3：
6万立方米/日海水淡化厂投资估算
单位：
万元
序号
项目
投资额
低温多效
（国产设备）
反渗透
（国产设备）
反渗透
（进口设备）
1
工程投资
48000
42000
54000
2
土地费用
180
450
450
3
其他费用
2400
2100
2700
4
预备费
2529
2228
2858
5
建设期利息
1859
1637
2100
总投资合计
54968
48415
62108
对上述三种情况投资，结合青岛的情况，分别对电水联产和独立水厂经营，测算单位成本如下：
表4：
成本分析（电水联产）单位:
元/立方米
序号
单位成本
低温多效
反渗透
（国产）
反渗透
（进口）
备注
1
预处理费用
0.10
0.15
0.15
2
化学品消耗
0.15
0.30
0.30
3
蒸汽消耗
1.60
蒸汽10吨/M3
蒸汽价格16元/吨
4
电耗
0.50
1.33
1.33
电价0.332元/度，低温多效1.5度/M3，反渗透4度/M3
5
人工成本
0.06
0.06
0.06
40人，人均工资福利30000元
6
滤芯、膜更换费用
0.43
0.62
3年更换1次
7
维修费
0.34
0.30
0.38
折旧的20％
8
其他费用
0.27
0.26
0.28
9
折旧及摊销
1.70
1.49
1.92
折旧期15年
单位制水成本
4.71
4.32
5.03
表5：
成本分析（独立水厂）单位:
元/立方米
序号
单位成本
低温多效
反渗透
（国产）
反渗透
（进口）
备注
1
预处理费用
0.10
0.15
0.15
2
化学品消耗
0.15
0.30
0.30
3
蒸汽消耗
5.00
蒸汽10吨/M3
蒸汽价格50元/吨
4
电耗
1.08
2.88
2.88
电价0.72元/度，
低温多效1.5度/M3，
反渗透4度/M3
5
人工成本
0.06
0.06
0.06
同表4
6
滤芯、膜更换费用
0.43
0.62
同表4
7
维修费
0.34
0.30
0.38
同表4
8
其他费用
0.67
0.41
0.44
9
折旧及摊销
1.70
1.49
1.92
同表4
单位制水成本
9.09
6.02
6.74
通过分析，可以得出以下结论：
（1）反渗透法具有明显的成本优势。
（2）蒸汽、电等基础能源的价格对制水成本影响巨大，因此，选择电厂经营海水淡化，实现电水联产对于降低制水成本具有非常重要的作用。
（3）通过设备国产化，降低工程投资，是降低制水成本重要途径。
3、海水淡化应用经济分析
（1）海水淡化用于工业用水具有明显的成本优势
我市黄岛电厂工业用自来水价格平均为2.7元/立方米，软化水处理费用为9元/立方米，综合成本为11.7元/立方米。
而该厂使用低温多效法海水淡化成本为4.83元/立方米，软化水处理费用为5元/立方米，综合成本为9.83元/立方米。
通过海水淡化大大节约了成本，不仅具有良好的经济效益，而且具有良好的环保效益。
在滨海电厂、化工领域，企业已经开始采用海水淡化作为工艺用水。
（2）海水淡化用于市政用水具有一定的成本优势
海水淡化可以直接获得饮用水，而现行的自来水要通过建设水库、输水管网、净水厂获得。
对我市主要制水方式的制水成本比较如下：
表6：
各种制水方式的成本比较
制水方式
主要设施
制水成本
（元/立方米）
备注
引黄济青
引黄济青工程、仙家寨水厂
1.5
该工程为10年前建设，目前建设成本会大大上升
官路水库
新建官路水库、输水管线、净水厂
3.8
前期研究结果估算
南水北调
南水北调工程、净水厂
5.5
参考北京原水价6元/立方米
海水淡化
海水淡化厂（电水联产）
4.3—5.0
低温多效、反渗透
海水淡化厂（独立水厂）
6.0
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