小伙伴們?cè)诘乩碚n上可能都學(xué)到過(guò)，地球上71%的面積被海洋覆蓋，水總體積約有13億8600萬(wàn)立方千米，海洋約占地球總水量的96.53%，湖泊咸水和地下咸水占0.94%，而淡水資源只占總水量的2.53%，再除去無(wú)法取用的冰川和高山冰冠中的水， 陸地上可利用的淡水湖、地下水和河流的水量不到地球總水量的1%。

根據(jù)聯(lián)合國(guó)的數(shù)據(jù)，到2025年，全球約有18億人可能面臨“絕對(duì)缺水”的局面，全球三分之二的人口可能面臨淡水供應(yīng)緊張或限制。

我國(guó)水資源總量為2.8萬(wàn)億立方米，可以說(shuō)是很豐富了，但人均水資源量只是世界平均水平的四分之一，每畝耕地水量也只有世界平均值的三分之二，是全球13個(gè)人均水資源最貧乏的國(guó)家之一。

對(duì)資源豐富的海水加以開(kāi)發(fā)和利用，使之變成淡水，一直是多國(guó)探索的方向，海水淡化則成為沙特阿拉伯、以色列等內(nèi)陸國(guó)家淡水的重要來(lái)源，伴隨著全球氣候變化、人口增長(zhǎng)、材料科學(xué)的進(jìn)步等因素，海水淡化利用將在人類(lèi)發(fā)展中扮演更加重要的角色。

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水資源缺乏——中國(guó)的難題

根據(jù)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC）的說(shuō)法，大量證據(jù)表明氣候系統(tǒng)變暖是毫無(wú)疑問(wèn)的。目前全球平均溫度比一個(gè)世紀(jì)前高了0.74℃。而這個(gè)微小的變化足以改變世界的許多地區(qū)降雨強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間，引發(fā)更多的干旱。

隨著全球氣溫升高，飲用水和灌溉用水的需求量都將增加。在20世紀(jì)，人類(lèi)對(duì)淡水的消耗增加了9倍，而以前由雨水自然灌溉的農(nóng)作物則需要采用人工灌溉。

據(jù)世界衛(wèi)生組織估計(jì)，目前有超過(guò)20億人得不到生活所需的干凈淡水，這也是導(dǎo)致每年200萬(wàn)人死亡的間接原因，而這些人很多卻都生活在具有漫長(zhǎng)海岸線(xiàn)的國(guó)家。

中國(guó)水資源的時(shí)空分布很不均勻，就空間分布來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)江流域及其以南地區(qū)，水資源約占全國(guó)水資源總量的80％，但耕地面積僅為全國(guó)的36％左右， 黃河、淮河、海河流域，水資源只有全國(guó)的8％，而耕地則占全國(guó)的40％。

中國(guó)用全球7％的水資源養(yǎng)活了占全球21％的人口，據(jù)有關(guān)部門(mén)預(yù)測(cè)，中國(guó)缺水的高峰將在2030年出現(xiàn)，那時(shí)人口將達(dá)到16億，全國(guó)實(shí)際可利用水資源量接近合理利用水量上限，水資源開(kāi)發(fā)難度極大，若不采取有效措施，屆時(shí)因缺水造成的損失將更加巨大。

圖片來(lái)源：微信公眾號(hào)“海洋世界傳播”

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中國(guó)海水淡化的發(fā)展歷程

1920年前后，中國(guó)在山東省威海市劉公島上已有了一座海水淡化蒸餾塔。蒸餾塔占地612平方米，與1560年突尼斯陸基海水淡化廠(chǎng)和1872年智利出現(xiàn)的世界上第一臺(tái)太陽(yáng)能海水淡化裝置隸屬同原理基礎(chǔ)蒸餾海水淡化項(xiàng)目。

設(shè)備運(yùn)行期間的照片，可見(jiàn)鍋爐煙囪和取水管道。圖片來(lái)源：節(jié)水與水處理

1958年，國(guó)家海洋局第二海洋研究所首先在我國(guó)開(kāi)展離子交換膜電滲析海水淡化的研究。

1965年，山東海洋學(xué)院在國(guó)內(nèi)最先進(jìn)行反滲透CA不對(duì)稱(chēng)膜的研究。

山東海洋學(xué)院校門(mén) 圖片來(lái)源：海大印象

1970年，海水淡化會(huì)戰(zhàn)主力匯集杭州，組織了全國(guó)第一個(gè)海水淡化研究室。

1981年，第一個(gè)日產(chǎn)200噸的電滲析海水淡化站在西沙群島建成。

1982年，中國(guó)海水淡化與水再利用學(xué)會(huì)經(jīng)中科協(xié)學(xué)會(huì)部批準(zhǔn)在杭州水處理技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心成立。

1984年，國(guó)家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所成立，開(kāi)始蒸餾法海水淡化裝置研究。

1985年1月16日，我國(guó)第一座海水淡化工廠(chǎng)在西沙群島永興島建成投產(chǎn)。

第一座海水淡化工程在西沙群島永興島建成投產(chǎn)

1987年，大港電廠(chǎng)從美國(guó)引進(jìn)2套3000m3/dMSF海水淡化裝置，與離子交換法結(jié)合，解決鍋爐補(bǔ)給水的供應(yīng)。

1997年，我國(guó)第一套500m3/d反滲透海水淡化裝置在浙江舟山嵊山縣投產(chǎn)建成，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)海水淡化規(guī)?；瘧?yīng)用的歷史先河。

2000年，河北滄州建設(shè)18000m3/d反滲透苦咸水淡化廠(chǎng)。

2003年，山東榮成建成萬(wàn)噸級(jí)反滲透海水淡化示范工程；同年，河北黃燁發(fā)電廠(chǎng)引進(jìn)20000m3/d多效蒸餾海水淡化裝置。

2004年，我國(guó)首臺(tái)我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的3000m3/d低溫多效蒸餾海水淡化工程在山東黃島。

2005年，《海水利用專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》作為第一個(gè)指導(dǎo)性綱領(lǐng)文件正式發(fā)布。

2016年12月28日國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家海洋局共同出臺(tái)《全國(guó)海水利用“十三五”規(guī)劃》，規(guī)劃中明確提出：“以水定產(chǎn)、以水定城”和“推動(dòng)海水淡化規(guī)?；瘧?yīng)用”，推動(dòng)海水利用技術(shù)應(yīng)用于西部苦咸水地區(qū)，促進(jìn)海水利用走進(jìn)“一帶一路”沿線(xiàn)國(guó)家。到2020年，全國(guó)海水淡化總規(guī)模達(dá)到220萬(wàn)噸/日以上，沿海城市新增海水淡化規(guī)模105萬(wàn)噸/日以上，海島地區(qū)新增海水淡化規(guī)模14萬(wàn)噸/日以上。

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中國(guó)海水淡化的現(xiàn)狀

自然資源部2019年12月30日發(fā)布《2018年全國(guó)海水利用報(bào)告》。

圖1 全國(guó)海水淡化工程規(guī)模增長(zhǎng)圖 圖片來(lái)源：自然資源部網(wǎng)站

圖 2 2018 年沿海新增海水淡化工程規(guī)模及分布圖圖片來(lái)源：自然資源部網(wǎng)站

圖 3 全國(guó)已建成海水淡化工程規(guī)模分布及占比圖圖片來(lái)源：自然資源部網(wǎng)站

截至2018年底，全國(guó)海水淡化工程分布在沿海9個(gè)省市（圖 4）水資源嚴(yán)重短缺的城市和海島。 北部海洋經(jīng)濟(jì)圈以大規(guī)模的工業(yè)用海水淡化工程為主，主要集中在天津、山東、河北等地的電力、鋼鐵等高耗水行業(yè)； 東部、南部海洋經(jīng)濟(jì)圈以民用海島海水淡化工程居多，主要分布在浙江、廣東等地，以百?lài)嵓?jí)和千噸級(jí)工程為主。

圖 4 全國(guó)沿海省市海水淡化工程分布圖 圖片來(lái)源：自然資源部網(wǎng)站

圖 5 全國(guó)海水淡化工程技術(shù)應(yīng)用情況分布圖 圖片來(lái)源：自然資源部網(wǎng)站

2018年，沿海地區(qū)不斷提高海水淡化產(chǎn)能利用率，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的6個(gè)5萬(wàn)噸/日以上規(guī)模的海水淡化工程總產(chǎn)水量約9000萬(wàn)噸，為保障沿海缺水地區(qū)水資源供給發(fā)揮了重要作用。

此外，我國(guó)企業(yè)積極承攬海外海水淡化工程，服務(wù)“一帶一路” 建設(shè)。上海電氣電站集團(tuán)、杭州水處理技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心有限公司、自然資源部天津海水淡化與綜合利用研究所助力文萊、越南、委內(nèi)瑞拉、巴基斯坦、吉布提的海水淡化建設(shè)。

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世界海水淡化漫談

對(duì)海水做脫鹽的處理可以追溯到公元前1400 年，一些海邊居民通過(guò)簡(jiǎn)單蒸餾獲取淡水；至公元 200 年，簡(jiǎn)易的海水蒸餾裝置開(kāi)始出現(xiàn)，主要用于遠(yuǎn)航船上為船員提供淡水；1560 年，世界上第一個(gè)陸基海水脫鹽廠(chǎng)在突尼斯的一個(gè)海島上建成。

蒸餾法淡化海水

19世紀(jì)，伴隨著蒸汽機(jī)的發(fā)明，出現(xiàn)了浸沒(méi)式蒸餾器；1872年，智利研發(fā)出了世界首臺(tái)太陽(yáng)能海水淡化裝置，日產(chǎn)2萬(wàn)立方米淡水；1884年，英國(guó)建成第一臺(tái)船用海水淡化器；1898年，俄羅斯投產(chǎn)了本國(guó)第一家基于多效蒸發(fā)原理的海水淡化工廠(chǎng)，日產(chǎn)淡水達(dá)到1230立方米。

20世紀(jì)早期，僅有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家，英國(guó)、美國(guó)、法國(guó)和德國(guó)掌握海水淡化設(shè)備制造技術(shù)，也只有在蒸汽輪船上和中東少數(shù)幾個(gè)港口使用到海水淡化裝備。

現(xiàn)代意義上的海水淡化技術(shù)則是在第二次世界大戰(zhàn)以后才發(fā)展起來(lái)的。1954年，電滲析海水淡化裝置問(wèn)世。同年，世界上第一座海水淡化工廠(chǎng)建于美國(guó)，現(xiàn)在仍在得克薩斯的弗里波特運(yùn)轉(zhuǎn)著。1957年，多級(jí)閃急蒸餾法海水淡化技術(shù)(MSF)揭開(kāi)了海水淡化發(fā)展歷史上的新一頁(yè)。

1960年，反滲透法海水淡化裝置問(wèn)世。1975年，低溫多效海水淡化技術(shù)在原有多效蒸餾基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)后，得到一定規(guī)模的推廣。20世紀(jì)80年代以來(lái)，反滲透技術(shù)不斷取得突破，使其成為耗能最低、投資運(yùn)行最快的海水淡化技術(shù)，得到迅速的發(fā)展。

反滲透法海水淡化

目前，海水淡化產(chǎn)業(yè)及裝置已覆蓋沙特阿拉伯、以色列、意大利、希臘等中東和地中海沿岸國(guó)家、以及美國(guó)、英國(guó)、中國(guó)、日本和澳大利亞等世界150多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

其中，中東地區(qū)因水資源嚴(yán)重匱乏，同時(shí)又是石油資源富集地區(qū)，經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚，對(duì)海水淡化技術(shù)和裝置的迫切需求及海水淡化發(fā)展的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)使得該地區(qū)成為目前世界海水淡化裝置的主要分布地區(qū)，僅這一地區(qū)的沙特、阿聯(lián)酋、科威特、卡塔爾和巴林五國(guó)的海水淡化裝置總產(chǎn)水量，就占到全球總量的44.3%。

以色列五家海水淡化廠(chǎng)

在有些波斯灣沿岸國(guó)家，海水淡化量已占本國(guó)淡水使用量的80%～90%。與之形成對(duì)比的是，全球第一個(gè)現(xiàn)代海水淡化工廠(chǎng)的誕生地美國(guó)的海水淡化總量?jī)H占到全球的15%，而技術(shù)相對(duì)發(fā)達(dá)的歐洲，占比也僅為12%。

以色列供水來(lái)源的變化，橙色為淡化水（來(lái)源：Israel Water Authority）

目前的數(shù)據(jù)顯示，沙特仍然是全球第一大淡化海水生產(chǎn)國(guó)，其產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的18%。2015年，以色列70%的水來(lái)自海水淡化，還產(chǎn)生了全球知名的海水淡化公司IDE。

港灣城市——海法

END

來(lái)源：海洋檔案