根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）的说法，大量证据表明气候系统变暖是毫无疑问的。目前全球平均温度比一个世纪前高了0.74℃。而这个微小的变化足以改变世界的许多地区降雨强度和持续时间，引发更多的干旱。
随着全球气温升高，饮用水和灌溉用水的需求量都将增加。在20世纪，人类对淡水的消耗增加了9倍，而以前由雨水自然灌溉的农作物则需要采用人工灌溉。
据世界卫生组织估计，目前有超过20亿人得不到生活所需的干净淡水，这也是导致每年200万人死亡的间接原因，而这些人很多却都生活在具有漫长海岸线的国家。
中国水资源的时空分布很不均匀，就空间分布来说，长江流域及其以南地区，水资源约占全国水资源总量的80％，但耕地面积仅为全国的36％左右，黄河、淮河、海河流域，水资源只有全国的8％，而耕地则占全国的40％。
中国用全球7％的水资源养活了占全球21％的人口，据有关部门预测，中国缺水的高峰将在2030年出现，那时人口将达到16亿，全国实际可利用水资源量接近合理利用水量上限，水资源开发难度极大，若不采取有效措施，届时因缺水造成的损失将更加巨大。
01
中国海水淡化的发展历程
1920年前后，中国在山东省威海市刘公岛上已有了一座海水淡化蒸馏塔。蒸馏塔占地612平方米，与1560年突尼斯陆基海水淡化厂和1872年智利出现的世界上第一台太阳能海水淡化装置隶属同原理基础蒸馏海水淡化项目。
1958年，国家海洋局第二海洋研究所首先在我国开展离子交换膜电渗析海水淡化的研究。
1965年，山东海洋学院在国内最先进行反渗透CA不对称膜的研究。
1970年，海水淡化会战主力汇集杭州，组织了全国第一个海水淡化研究室。
1981年，第一个日产200吨的电渗析海水淡化站在西沙群岛建成。
1982年，中国海水淡化与水再利用学会经中科协学会部批准在杭州水处理技术研究开发中心成立。
1984年，国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所成立，开始蒸馏法海水淡化装置研究。
1985年1月16日，我国第一座海水淡化工厂在西沙群岛永兴岛建成投产。
第一座海水淡化工程在西沙群岛永兴岛建成投产
1987年，大港电厂从美国引进2套3000m3/dMSF海水淡化装置，与离子交换法结合，解决锅炉补给水的供应。
1997年，我国第一套500m3/d反渗透海水淡化装置在浙江舟山嵊山县投产建成，开创了国内海水淡化规模化应用的历史先河。
2000年，河北沧州建设18000m3/d反渗透苦咸水淡化厂。
2003年，山东荣成建成万吨级反渗透海水淡化示范工程；同年，河北黄烨发电厂引进20000m3/d多效蒸馏海水淡化装置。
2004年，我国首台我国自主知识产权的3000m3/d低温多效蒸馏海水淡化工程在山东黄岛。
2005年，《海水利用专项规划》作为第一个指导性纲领文件正式发布。
2016年12月28日国家发展改革委、国家海洋局共同出台《全国海水利用“十三五”规划》，规划中明确提出：“以水定产、以水定城”和“推动海水淡化规模化应用”，推动海水利用技术应用于西部苦咸水地区，促进海水利用走进“一带一路”沿线国家。到2020年，全国海水淡化总规模达到220万吨/日以上，沿海城市新增海水淡化规模105万吨/日以上，海岛地区新增海水淡化规模14万吨/日以上。
02
海水淡化技术
目前，海水淡化常用的技术分成2大类：膜法海水淡化（主要是反渗透RO技术）和热法海水淡化（多效蒸馏MED技术、多级闪蒸MSF技术）。
1、低温多效蒸馏工艺（LT-MED）
多效蒸馏(MED)通过串联多个蒸发器以节省热量。上世纪60 年代出现的低温多效蒸馏(LT-MED)技术解决了多效蒸馏技术的结垢和腐蚀两大难题，让该技术得以继续发展。温多效蒸馏(LT-MED)技术具有如下的优点：系统操作弹性较大、出水水质较好、结垢情况得以减轻。但低温余热不稳定、效率低等因素使其运行成本较高。因此，LT-MED 更适于大规模项目，与电厂、市政结合，提高综合效率。
2、多级闪蒸工艺（MSF）
多级闪蒸系统同样是由多个蒸发容器串联而成，串联的容器内压递减，从而实现闪蒸汽化，它的到来进一步解决了多级闪蒸技术的结垢问题。MSF技术的主要特点是操作灵活性低，难以适应水量的变化、初期建设工程量大、产水水质高，且由于大量海水的循环消耗大量动力，因此多级闪蒸海水淡化工艺多与发电站等相邻建立，为工业企业提供优质淡化水。
3、反渗透法（RO）
热法淡化技术虽然发展较早，但是其存在如易结垢、高能耗、高成本等诸多问题。21世纪以来，反渗透海水淡化技术的市场占比不断增高。反渗透即利用半透膜将淡水与其他物质进行分离，将它应用于海水淡化技术中有如下的优点：装置紧凑，占地较少，操作简单。然而，反渗透技术消耗较大能量且产生大量浓盐废水。为此，还需开发更加高效环保的海水淡化膜集成技术[2]。
在产业规模上，我国目前的海水淡化产能保有量约为全球产能的2%左右，占比较低．我国海水淡化规模化应用起步较晚，此时RO技术在成本和工艺上已经表现出明显的优势，所以我国海水淡化工程主要以膜法为主，热法淡化技术方面也主要是采用能源利用效率更高的 MED，这一情况与全球除中东地区以外的其他区域情况类似．在用途上，我国海水淡化水用于市政饮用的比例较低．随着我国海洋强国建设推进和社会经济发展，未来我国海水淡化产业将进一步增长。
03
中国海水淡化的现状
自然资源部2019年12月30日发布《2018年全国海水利用报告》。
截至2018 年底，全国已建成海水淡化工程142个，工程规模 1201741 吨/日（图 1）。其中，2018年，全国新建成海水淡化工程5个，新增海水淡化工程规模 12536吨/日，分布在浙江和广东，主要用于海岛生活用水和沿海城市工业用水。
图1 全国海水淡化工程规模增长图
全国已建成万吨级及以上海水淡化工程36个，工程规模 1059600吨/日；千吨级及以上、万吨级以下海水淡化工程41个，工程规模 129500 吨/日；千吨级以下海水淡化工程65个，工程规模 12641吨/日。全国已建成的海水淡化工程最大单体规模为 200000吨/日。
截至2018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。北部海洋经济圈以大规模的工业用海水淡化工程为主，主要集中在天津、山东、河北等地的电力、钢铁等高耗水行业；东部、南部海洋经济圈以民用海岛海水淡化工程居多，主要分布在浙江、广东等地，以百吨级和千吨级工程为主。
截至2018年底，全国应用反渗透（RO）技术的工程121个，工程规模 825641 吨/日，占总工程规模的68.70%；应用低温多效（MED）技术的工程16个，工程规模 369150 吨/ 日，占总工程规模的30.72%；应用多级闪蒸（MSF）技术的工程1个，占总工程规模的0.50%；应用正渗透（FO）技术的工程1个，占总工程规模的0.04%；应用电渗析（ED）技术的工程3个，占总工程规模的0.04%。
2018年，沿海地区不断提高海水淡化产能利用率，重点监测的6个5万吨/日以上规模的海水淡化工程总产水量约9000万吨，为保障沿海缺水地区水资源供给发挥了重要作用。
此外，我国企业积极承揽海外海水淡化工程，服务“一带一路” 建设。上海电气电站集团、杭州水处理技术研究开发中心有限公司、自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所助力文莱、越南、委内瑞拉、巴基斯坦、吉布提的海水淡化建设。
04
海水淡化存在的问题
我国的海水淡化不仅有规模开发、技术应用方面的问题，还有一些制约海水淡化发展及利用的因素存在。
（1）海水淡化厂供水范围较小，技术自主创新能力较低。由于关键技术和设备国产化率较低，我国淡化海水民用供给较少，多数仅限企业自用。
（2）相比自来水，淡化水水价运作机制不科学，结构体系不完整。造成海水淡化成本高的原因往往还有运输距离远、工程规模小、国产化率低等。
（3）海水淡化水消纳问题及产水过程对环境产生负面影响。产品水消纳、长距离输水管道建设等问题，导致一些项目进展较为缓慢。排海浓盐水比海水的含盐量高大约1倍，且温度较高，导致局部海水盐度增大，水温升高，溶解氧减少，进而影响海洋生态环境。
（4）竞争力不足，配套政策不完善。现如今，整体有效的海水淡化组织协调体系还未形成，相应的价格、金融、财税等一系列引导措施和配套政策也未健全，相关管理对策还需进一步优化
05
海水淡化发展的应对措施
（1）激发技术自主创新意识，为海水淡化发展提供支撑。针对目前的发展情况，在工艺优化、降低成本、关键设备和技术研发等方面进行自主创新。在强化技术研发，完善产业链条、提升服务能力的同时，建设示范工程。
鼓励科研单位及企业将蒸发器、反渗透膜、能量回收装置等重要设备最新研究成果纳入示范项目，通过进一步试验与改进，逐步实现海水淡化设备的国产化。破除技术单一性，多种技术相结合，开发可再生能源，深化传统海水淡化技术节能降耗等方面的研究。
在海水淡化新兴材料（如石墨烯等纳米材料）方面积极探索，在新兴技术工艺（如正渗透、太阳能）方面集成创新。根据世界海水淡化的研究趋势，推动海水淡化技术的进一步发展。
（2）科学制定淡化水价，作为政府补贴淡化厂和用水企业的基本依据。鼓励生产型企业和用水量大的企业优先使用淡化海水，提供优惠政策，弥补水费损失。鉴于现在的海水淡化成本水平，闲置产能得以解决不可或缺的是政府的直接补贴。
对沿海城市继续实行分类水价和阶梯水价的自来水价格改革，这些改革使过度用水者被征收的水资源税增加，也间接提升了对非常规水资源的需求。
对于供应给市政管网的淡化海水，供水企业应与海水淡化厂签订长期采购合同，并按各市政管网实际淡化海水用量向海水淡化厂付费。为了降低能源消耗和预处理成本，将核电与海水淡化相结合，可满足核能发电对冷却水的需要。
（3）解决海水淡化消纳问题，推动绿色清洁生产。建立省级水资源调配体系，统筹规划部署各地海水淡化项目，省市区（县）三级联动，打造综合供水体系。完善海水淡化水的储备和调节机制，探索产品水消纳途径，推动海水淡化水跨地市调蓄水库、供水管网的建设，提升海水淡化水供应规模和能力，从根本上解决海水淡化水的消纳问题。
针对环境问题，排海仍是当前处理浓盐水的主要形式，然而海水消耗浓缩盐水的能力是有限的，有必要将海水淡化产生的浓盐水作为化工资源进行综合利用。
保护海洋生态环境，首先要注意合理选择海水淡化厂地址，从源头杜绝污染；其次，可与各企业相互结合，开启废热循环的经济模式；最后，综合利用淡化后的浓海水，从中提取钾、溴、镁等元素，既获得了化工原料，也实现了浓盐水的零排放。
（4）加强对海水淡化的政策扶持，完善政策标准体系。在海水淡化项目管理制度建设中，应在法律上明确海水淡化的战略定位，促进海水淡化的规范化发展。
此外，国务院、环境保护部、国家海洋局、水利部和其他当地部门以及协会参与海洋管理，需要确认各自的功能、责任、权利和利益分配等。积极推进扶持海水淡化发展相关经济政策的出台，建立确定新建项目适宜规模的体系。
引导和规范海水淡化产业发展可从安全生产、资源开发、环境保护、产业发展等方面入手。明确浓盐水处置要求，完善其入海相关标准规范，修订饮水安全标准，优化海水淡化相关指标。
开展海水淡化技术、项目设计、给排水、运行管理与实践、质量与设备标准设计、监管标准设计等多种形式的课题研究。
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