走进深蓝|一滴海水的产业链之旅——青岛市海水淡化产业发展纪实

山东省青岛市是我国严重缺水的沿海城市之一，城市用水主要依赖南水北调以及引黄济青的水源，高峰时期90%以上的用水需要依赖客水。水资源短缺问题已成为制约青岛市经济社会可持续发展的重要因素。作为水资源利用的开源增量技术，海水淡化能够提供优质增量水源，对保障城市供水安全、提升供水水质、推动海水淡化产业高质量发展具有重要战略意义。

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8 M- B1 C' E. {% y# _0 X7 F! b$ t近年来，青岛市充分发挥海水淡化行业先发优势，形成了可在全国范围内推广和复制的青岛模式和青岛经验。
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青岛百发海水淡化厂一期工程厂区

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* ~6 \" e: K: `  z5 j“四链合一” 绘就产业蓝图
) m: @+ \2 }, ]近日，位于青岛市李沧区印江路2号的青岛百发海水淡化厂扩建（以下简称百发二期）工程施工现场一片繁忙。该项目于2020年底开工建设，经过一年紧张施工，工程主体已经完成，即将进入调试阶段，预计今年投入运行。运行后，青岛的海水淡化能力将达到32.4万吨/日，约占全国海水淡化产能的六分之一。
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“青岛水务海水淡化科技有限公司是青岛水务集团的下属公司，拥有百发和董家口两个10万吨/日海水淡化规模化利用项目，规模共计30万吨/日，海水淡化设施运营管理经验丰富，具备大型海水淡化项目设计建设能力。”青岛水务海水淡化科技有限公司总经理张所新介绍。
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这里曾是青岛最初发展海水淡化的地方，借助一个10万吨级的海水淡化项目打开了青岛“向海要水”的新渠道。如今，随着扩建项目投产在即，百发海水淡化厂日产能力将达到20万吨，成为国内最大的膜法海水淡化项目和国内最大的市政供水示范项目，开启青岛市海水淡化规模化应用的新征程。

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作为国内最早开展海水综合利用、最早制定海水淡化产业发展规划的城市之一，青岛市在海水淡化规模、示范应用、机制创新等方面一直走在全国前列。早在2006年，青岛市就发布实施了全国首个海水淡化产业发展规划，经过多年发展，该市已被列为国家海水淡化与综合利用城市和产业化基地、国家海水淡化试点城市。目前，青岛市海水淡化水供水量累计超1.7亿吨。预计到2025年，青岛海水淡化规模将达到70万吨/日。
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近年来，青岛市以海水淡化应用为突破口，积极发展海水淡化产业。目前已有海水淡化相关技术研发及人才培养机构20余家，市级以上工程（技术）研究中心15家，拥有院士、泰山学者等众多领军人物，集聚了一定数量的海水淡化配套零部件制造企业，具备进一步发展的基础。
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; l& X# p" {3 R/ z, t如今，一张更大的青岛海洋产业发展的蓝图正徐徐展开——规划布局百发、董家口、新河3个规模化应用基地，延伸带动海水淡化产业集聚发展，构建产业链、资金链、人才链、技术链“四链合一”发展生态，培育新的海洋经济增长点，实现新旧动能转换的新突破。
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“膜法”应用 为城市解渴
咸咸的海水如何变成清甜可口的饮用水？海水淡化又需要哪些步骤？
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在青岛海水淡化一期（以下简称百发一期）工程现场，此处建有一个面积100亩的海水湖，在近海的一侧有一道闸门。涨潮的时候，海水涌进海水湖里；落潮之时，闸门关闭。


+ B1 d. w; W0 \3 @8 S9 k“整个海水湖蓄满，能达到30万吨。”青岛水务海淡科技百发公司生产运营部部长李珂介绍，根据青岛的潮汐规律，海水一天会涨跌潮两次，基本保障海水湖能“喝饱”。同时，他们还在闸门处设置了泵站，通过管道将取水口往胶州湾深处延伸。遇到天文大潮，海水后退比较大时，则利用提升泵紧急抽水向湖内补充，从而保障有足够的水源可以使用。
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0 U  i+ {' p7 S( C“海水湖中的海水通过地下管道输送进厂区内，然后进行预处理。”李珂介绍到，预处理的难度，取决于海水的水质。海水水质越好，净化的效果也相对较好，产出也更大。以该公司百发一期工程为例，一般3吨海水能产出1吨左右的淡水。

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李珂介绍，青岛水务海淡科技公司采用的是主流的反渗透膜法。预处理后的海水经过孔径30纳米左右的超滤膜，将更小的杂质和细菌等隔离出去。随后进入到淡化的核心环节——水盐分离。该环节通过给水体施加压力，使其通过孔径仅有0.1纳米左右的反渗透膜，将海水中的盐分和金属离子、钙等元素隔离出来。此时的淡化水口感已经跟纯净水类似，尝起来比普通的自来水更“软”。随后，这些接近于纯净水的淡化水，再进入后处理矿化车间，投加矿物质，增加水中钙离子，最后流入千家万户。


“和常规工艺不同的是，百发二期工程新增了气浮工艺，将有效去除海水中的悬浮物、油脂和藻类等。”百发二期项目负责人介绍，“以往海水直接进入超滤系统处理，水中的杂物会对膜系统造成伤害，减少膜系统的使用寿命，所以我们在超滤处理前加了气浮工艺进行‘粗过滤’，可极大提升水质，有效减少后续膜处理的负荷，延长膜组件的使用寿命。”
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" m+ G' ?, U# `  Z0 {百发二期投产后，主要用于沿海发电、钢铁、化工、热电等企业工业用水，以及作为市政补充用水和战略储备用水，为青岛城市供水安全发挥重要作用。

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规划引领 产业“再提升”
为摆脱我国海水淡化高端材料源头主要依赖进口产品的现状，逐步解决关键装备受制于人的问题，青岛市在海水淡化应用及产业发展方面作了积极探索，初步形成了“应用场景多样化、厂网运营一体化、政府引导政策化、企业培育市场化、创新驱动平台化、产业发展链条化”的青岛模式。


+ r/ s1 g9 Z4 m/ T0 q! z% }在设备制造业方面，青岛市近年来涌现了多家从事膜产品研发、装备制造、淡化水及盐化工产品生产的企业，技术装备水平得到较大提升，如青岛华欧集团拥有的低温多效技术、青岛海诺水务生产的超滤膜组件等。


近年来，青岛水务集团在核心装备制造上也开始落子布局，与行业领军企业合作，投资2亿元组建青水津膜高科技公司，开工建设年产200万平方米海淡超滤膜项目，延伸海洋高端装备制造创新链、产业链、价值链。同时，依托青水津膜公司，开展海淡膜技术应用研发，不断形成海淡装备核心竞争力。目前这一海淡装备制造项目主体已经竣工，进入调试阶段，投入运营后将填补国产海水淡化核心装备空白。
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9 z' e# w" u4 W; l海水淡化产业的培育和发展离不开政策的有效引导和扶持。近年来，山东省出台了《关于加快发展海水淡化与综合利用产业的意见》，设立规模达50亿元的“山东省海水淡化产业发展基金”，并先后成立了胶东经济圈海水淡化与综合利用产业联盟、山东省海水淡化利用协会。


成本昂贵是制约海水淡化规模化应用的主要因素。为降低海水淡化企业运营成本，青岛市为百发海水淡化项目提供优惠电价政策。自2013年8月至2020年执行居民类的非居民用电每千瓦时0.555元，实际共节约电费近6100万元，极大降低了企业运营成本，保障企业可持续发展。目前，实行燃煤发电上网电价，免收需量（容量）费，每年可为海水淡化企业节约电费近586万元。
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此外，青岛市还为海水淡化项目提供了适度优惠政策。百发二期发行全球首单用于海水淡化行业的蓝色债券3亿元，争取中央“节能减碳专项中央预算内投资基金”4000万元，同时持续推动海水淡化板块信托投资基金发行工作。


面向未来，青岛把海水淡化作为城市发展的重要支撑。青岛“十四五”规划纲要中多次提到“海水淡化”，并明确提出，打造全国重要的海水淡化及综合利用基地，建设海水淡化综合利用试点城市。接下来，青岛将按照实施海洋强国战略的要求，全面发展现代海洋产业，开启海水淡化产业的“再提升”之路，为打造海水淡化产业链、发展循环经济、实现海洋产业转型升级作出积极探索。
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