第一部分 海水淡化的夢(mèng)想起源

海水含鹽量約為3.5%，大約是生理鹽水含鹽量的4倍，進(jìn)入人體會(huì )引起細胞嚴重脫水，所以不適合飲用。相信那些生活在海邊的古人很早就認識到海水不能喝的事實(shí)，盡管他們未必能理解其中的原因，但卻自然而然地催生了海水淡水的夢(mèng)想。

有學(xué)者認為，有關(guān)海水淡化最早的文字描述來(lái)自西方的《圣經(jīng)》。相傳公元前1512年，摩西執筆寫(xiě)出了《出埃及記》。其中第15章記載，摩西帶領(lǐng)以色列人從紅海前行，走了三天找不著(zhù)水，來(lái)到一個(gè)叫瑪拉的地方，那里的水因為苦不能喝（想必是含鹽量很高的海水或苦咸水），摩西就按照耶和華的指示，把一棵樹(shù)丟進(jìn)水里，水就變甜了。

這個(gè)有點(diǎn)魔幻的圣經(jīng)故事揭示了人類(lèi)淡化海水的最初夢(mèng)想。類(lèi)似的夢(mèng)想在此后三千多年的時(shí)間里，不斷出現在西方和中國的各種文字記錄中，其中不乏科學(xué)和智慧之光。

公元前340年左右，亞里斯多德在其所著(zhù)的《氣象通典》（meteorologica）一書(shū)中，描述了鹽水的蒸發(fā)冷凝過(guò)程。他認為，鹽水變成蒸汽后就變甜了，蒸汽冷凝后不會(huì )再變成鹽水。這是對蒸發(fā)冷凝海水淡化原理的最早描述。

天才的亞里斯多德在同一本書(shū)中，還設想了一種被無(wú)數后人引用和傳誦的海水淡化神器——“蠟罐”（jar of wax）。他說(shuō)，用蠟（有學(xué)者認為他的本意是指泥土）制作一個(gè)罐子，蓋好蓋子扔進(jìn)海里，就會(huì )發(fā)現透過(guò)罐壁滲進(jìn)罐子的水變淡了。

即使以今天的技術(shù)水平來(lái)看，制造和使用這么一個(gè)“蠟罐”也并不容易。不僅罐子本身要能承受高壓，罐壁也得是半透性陶瓷材料，使用的時(shí)候還得送到五百米以下的海水中。

公元77年，古羅馬重要的博物學(xué)家普林尼（Pliny）以大量古代著(zhù)作為基礎，編寫(xiě)了《自然志》（natural history）一書(shū)。除了復述“蠟罐”的設想，他還為船員提供了一個(gè)解決海上缺水問(wèn)題的具體方法，即將羊毛沿著(zhù)船分散放置，羊毛就會(huì )吸收蒸發(fā)的海水而變得濕潤，擠出羊毛中的水份就會(huì )得到淡水。

此后1000多年，類(lèi)似的淡化海水方法，包括采用砂子或粘土過(guò)濾等方法，反復出現在一些西方文獻中。而在中國古代典籍中，也不乏關(guān)于海水淡化的類(lèi)似記載和傳說(shuō)。

公元前140年左右，我國西漢時(shí)期淮南王劉安編撰了《淮南萬(wàn)畢術(shù)》一書(shū)，記錄各種人為和自然變化。其中就有“敝箕止咸”的記載：“取箕以?xún)柔u中，咸著(zhù)箕矣”。大意是說(shuō)，將竹器放進(jìn)鹵水中，可以除去其中的咸味。

公元200年前后，那個(gè)四歲就給哥哥讓梨的孔融寫(xiě)了篇《同歲論》的論文。其中沿用了“敝箕止咸”的描述：“敝箄徑尺，不足以救鹽池之咸”，引申為杯水車(chē)薪之義。

除此以外，中國古代還有兩件傳說(shuō)中的海水淡化神器：海井和定水帶。

1265年左右，我國宋代著(zhù)名詞人周密編寫(xiě)了《志雅堂雜鈔》一書(shū)，其中描述了海井。這個(gè)海井很神乎，“如桶而無(wú)底，非木非竹，非鐵非石……以大器滿(mǎn)貯海水，置此井於中，汲之皆甘泉也。”

1697年左右，清初進(jìn)士董含寫(xiě)成筆記小說(shuō)集《三岡識略》一書(shū)，其中記錄了定水帶。這個(gè)定水帶也被描述得很有意思，“古鐵條，垂三尺許，闊二寸有奇，中虛而外銹澀，兩面鼓釘隱起，不甚可辨......每苦水咸，一投水帶，立化甘泉”。

受限于當時(shí)的認識水平和技術(shù)條件，古代的這些關(guān)于海水淡化的記載還大多停留在傳說(shuō)和想象的階段，但它們?yōu)楹Ｋ瘡膲?mèng)想走向現實(shí)提供了認知上的重要準備。

第二部分 早期海水淡化技術(shù)的出現

現實(shí)世界中的海水淡化大約起源于一千八百年前。公元2世紀晚期至3世紀早期，一個(gè)被稱(chēng)為阿佛羅狄尼亞的亞歷山大（Alexander of Aphrodisias）的評論人，在評論《氣象通典》時(shí)，第一次描述了有人采用蒸餾海水的方式獲得了淡水。

此后，一些遠航水手開(kāi)始學(xué)會(huì )，將海水煮沸并收集其蒸汽冷凝液，就可以獲得救命的淡水。這就是最早的海水淡化應用。

接下來(lái)的一千三百多年，這種簡(jiǎn)單的蒸餾式海水淡化技術(shù)幾乎沒(méi)有發(fā)展，其應用也局限于零星地出現在遠洋船只上。直到歐洲文藝復興之后，實(shí)驗科學(xué)得到發(fā)展，才有人開(kāi)始通過(guò)實(shí)驗研究并改進(jìn)海水淡化過(guò)程。

1675年，沃爾科特（William Walcot）在英國獲得了第一件關(guān)于海水淡化的專(zhuān)利。海水淡化逐步獲得更多關(guān)注。

1682年，著(zhù)名的德國哲學(xué)家和數學(xué)家萊布尼茨（Wilhelm Leibnitz）專(zhuān)門(mén)寫(xiě)了一篇關(guān)于海水淡化的文章，論述其重要性，特別是對于海員來(lái)說(shuō)。

1683年，菲茨杰拉德（Robert Fitzgerald）也獲得了一件與沃爾科特類(lèi)似的海水淡化專(zhuān)利，并設計和生產(chǎn)出直徑約84厘米、每天可產(chǎn)淡水240升的海水淡化蒸餾器。

據說(shuō)這個(gè)菲茨杰拉德的蒸餾器生意做得很不錯，甚至還引發(fā)了跟沃爾科特的專(zhuān)利糾紛。這應該是水處理歷史上最早的專(zhuān)利糾紛了。

與此同時(shí)，英國著(zhù)名化學(xué)家波義耳（Robert Boyle）等人注意到海水結冰后能被淡化的現象，一些人還對天然海冰融化水的鹽度進(jìn)行了實(shí)驗考察。

到了18世紀，隨著(zhù)世界海軍的發(fā)展，艦船用海水淡化技術(shù)受到極大關(guān)注。1717年，法國醫生戈蒂埃（Jean Gautier）發(fā)明了一種船用旋轉式海水蒸發(fā)器，引起軍方的巨大興趣。

1786年至1790年間，威尼斯一所軍校的教授羅戈納（Anton Maria Lorgna）開(kāi)展了冰凍法海水淡化的實(shí)驗研究。

在其中一次實(shí)驗中，羅戈納通過(guò)三次冷凍操作，將含鹽量為36,200ppm的海水分別淡化至15,000ppm、3,250ppm和800ppm。他還親自品嘗了淡化水，并認為味道很好。

1874年，智利北部的拉斯薩利納斯（Las Salinas）地區建造了世界上第一個(gè)大型太陽(yáng)能海水淡化裝置。在晴天條件下，這個(gè)裝置每天生產(chǎn)23噸淡水，以供當地的硝石礦和銀礦的工人使用。它運行了近40年。

19世紀以來(lái)，歐洲制糖工業(yè)迅速發(fā)展，促進(jìn)了多效蒸發(fā)技術(shù)的發(fā)展和應用。1898年，俄國投產(chǎn)了第一家基于多效蒸發(fā)原理的陸基海水淡化廠(chǎng)，日產(chǎn)淡水達到1230噸。1912年，埃及建成一個(gè)六效海水淡化蒸發(fā)裝置，淡水產(chǎn)量為75噸/天。

1929-1937年，隨著(zhù)油氣行業(yè)的崛起，海水淡化的需求不斷增加。1935-1960年，盡管總量還處在較低水平，以高溫多效蒸發(fā)為主的海水淡化產(chǎn)能的年復合增長(cháng)率達到了17%。

第三部分 主流海水淡化技術(shù)的發(fā)展

現在我們知道，獲得大規模工業(yè)應用的主流海水淡化技術(shù)有三種，即多級閃蒸（MSF）技術(shù)、反滲透（RO）技術(shù)和低溫多效蒸餾（LT-MED）技術(shù)。

2020年，全球海水淡化累計裝機容量中的95%以上都是采用這三種技術(shù)，而它們的發(fā)展演變也主要發(fā)生在過(guò)去七十年間。

第二次世界大戰后，國際資本大舉進(jìn)入中東地區開(kāi)發(fā)石油資源，當地經(jīng)濟和人口迅速增長(cháng)。由于該地區嚴重缺乏淡水資源，但瀕臨海岸且能源價(jià)格低廉，海水淡化迅速成為現實(shí)選擇。

與此同時(shí)，美國的一些干旱地區也面臨較為嚴重的水資源短缺問(wèn)題，而且出現了全國性過(guò)度使用地下水的問(wèn)題，肯尼迪政府也開(kāi)始寄希望于海水淡化。

1952年，美國國會(huì )通過(guò)鹽水轉化法案（Saline Water Conversion Act），并于次年開(kāi)始資助脫鹽技術(shù)研究。

1955年，美國內務(wù)部專(zhuān)門(mén)設立鹽水辦公室（Office of Saline Water，OSW），以統籌國內研究機構對海水淡化技術(shù)的研究。

第一個(gè)突破的是多級閃蒸技術(shù)。

將加熱至一定溫度和壓力的液體突然減壓，部分液體會(huì )瞬間蒸發(fā)變?yōu)檎羝?，剩余液體的溫度隨之降低并與新的壓力達到平衡，這就是閃蒸。

閃蒸也是蒸餾技術(shù)的一種，相較于沸騰蒸發(fā)而言，閃蒸過(guò)程由于蒸發(fā)面與加熱面分離，蒸發(fā)過(guò)程引起的局部過(guò)飽和遠離傳熱表面，結垢風(fēng)險得到極大緩解。

1957年，美國西屋（Westing House）公司在科威特建造了一個(gè)四級閃蒸海水淡化工廠(chǎng)，日產(chǎn)淡水2,273噸。該系統仍然沿用了傳統高溫多效蒸發(fā)工藝大溫差傳熱等設計思想，造水比較低。

同年，英國偉爾（Weir）公司的機械工程師希爾弗（Robert Silver）發(fā)明了現代意義上的MSF工藝。希爾弗采用小溫差、大級數、整體式的系統設計思想，大幅增加了造水比，有效降低了系統投資。

希爾弗發(fā)明MSF工藝是蒸餾法海水淡化歷史上的一個(gè)重要里程碑。它為海水淡化的大規模應用提供了最早的技術(shù)準備。希爾弗后來(lái)去英國格拉斯哥（Glasgow）大學(xué)做了教授。

1960年，偉爾公司分別為科威特和英屬根西島（Guernsey）建設了世界上最早的兩個(gè)現代意義上的MSF海水淡化工廠(chǎng)。

位于科威特舒瓦克（Shuwaikh）港的MSF工廠(chǎng)日產(chǎn)淡水4,546噸，采用19級設計，造水比達到5.7。位于根西島的MSF工廠(chǎng)日產(chǎn)淡水2,773噸，采用40級設計，造水比達到10.5。

現代海水淡化技術(shù)大規模應用的序幕由此正式拉開(kāi)?？仆匾渤蔀槭澜缟系谝粋€(gè)采用海水淡化水作為大規模市政供水的國家。

MSF應用之初，采用聚磷酸鹽作為阻垢劑，頂溫被限制在90度左右。后來(lái)逐漸嘗試采用硫酸和聚電解質(zhì)作為阻垢劑，頂溫被提高至110-120度。

1962年，美國海軍在OSW的統籌下，也在加州洛瑪角（Point Loma）建造了一個(gè)產(chǎn)量為3,785噸/天的MSF海水淡化裝置。

1964年，洛瑪角MSF裝置被送往美國在古巴關(guān)塔那摩（Guantanamo）的海軍基地。因為1962年古巴導彈危機之后，古巴決定停止向這個(gè)基地供應淡水。據說(shuō)這個(gè)MSF裝置在關(guān)塔那摩基地運行了近20年。

MSF技術(shù)的不斷應用也促進(jìn)了其大型化。1969年，荷蘭泰爾訥曾（Terneuzen）港建成的MSF裝置規模達到14,500噸/天。1973年，意大利托雷斯港（Porto Torres）建成的MSF裝置規模已經(jīng)達到36,000噸/天。

1980年，全球MSF的總裝機容量已經(jīng)達到500萬(wàn)噸/天。作為全球海水淡化裝機的絕對主力，MSF技術(shù)進(jìn)入大規模應用的鼎盛時(shí)期。

1987年，全球MSF裝機容量約增長(cháng)至750萬(wàn)噸/天。此后，隨著(zhù)反滲透技術(shù)的不斷成熟，MSF增長(cháng)速度整體上有所放緩。

但沙特等中東產(chǎn)油大國，對MSF技術(shù)的可靠性十分認同，在建設超大規模海水淡化廠(chǎng)時(shí)，仍然對MSF情有獨鐘。

2014年，沙特在哈伊爾角（Ras Al Khair）工業(yè)區建造了一個(gè)1,025,000噸/天的現代化海水淡化工廠(chǎng)，其中MSF裝置規模高達770,000噸/天。這個(gè)工廠(chǎng)也是世界上最大的海水淡化廠(chǎng)。

2016年，沙特在延布（Yanbu）3期海水淡化廠(chǎng)還建造了一個(gè)550,000噸/天的MSF裝置。這些項目表明，MSF依然在特定項目中保持著(zhù)很好的競爭力。

2020年初，全球MSF海水淡化裝置的總規模約為1,500萬(wàn)噸/天，在全球海水淡化總裝機容量中的比重已經(jīng)降至30%以下。

第二個(gè)突破的是反滲透技術(shù)。

1949年，美國加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）的哈斯勒（Gerald Hassler）等人最早啟動(dòng)了膜脫鹽研究。

1956年，哈斯勒創(chuàng )造了反滲透（Reverse Osmosis）一詞。同年，UCLA的尤斯特（Samuel Yuster）教授課題組也在OSW的資助下開(kāi)展膜脫鹽研究。

1959年，尤斯特教授課題組的洛布（Sidney Loeb）和索里拉金（Srinivasa Sourirajan）首次制備出具有不對稱(chēng)結構的合成反滲透膜。這一成果為反滲透海水淡化技術(shù)最終走向大規模應用提供了最重要的技術(shù)基礎。

1965年，在洛布參與指導下，世界上第一臺商業(yè)反滲透裝置在加利福尼亞州科林加（Coalinga）小鎮建成，產(chǎn)水量為18.9噸/天。該裝置采用的是管式反滲透膜。

同年，通用原子（General Atomics）公司的二戰退伍老兵布雷（Donald T. Bray）申請了世界上第一個(gè)多膜片卷式反滲透膜組件專(zhuān)利（US3,417,870）。這一發(fā)明奠定了現代反滲透膜元件的基本結構。

還是在1965年，Chen-Yen Cheng等人申請了第一個(gè)反滲透能量回收相關(guān)的專(zhuān)利（US3,489,159）。1975年，能量回收裝置第一次在百慕大群島一個(gè)50噸/天的反滲透海水淡化裝置上試用。

1979年，FilmTec公司的卡多特（John E. Cadotte）申請了世界上第一個(gè)界面聚合法制備反滲透膜的專(zhuān)利（US4,277,344）。薄層復合膜（TFC）由此誕生，進(jìn)一步提升了反滲透膜片的性能。

反滲透膜元件卷式結構和界面聚合制膜工藝的發(fā)明，大大促進(jìn)了反滲透海水淡化技術(shù)的應用和發(fā)展。

由于此時(shí)的中東地區對多級閃蒸情有獨鐘，反滲透海水淡化最先在歐洲得到應用，隨后才進(jìn)入中東地區。

1982年，馬爾他建造了一個(gè)20,000噸/天反滲透海水淡化工廠(chǎng)，成為當時(shí)世界上最大的反滲透海水淡化廠(chǎng)之一。

與此同時(shí)，反滲透海水淡化膜元件、預處理、能量回收、系統集成等技術(shù)也在不斷成熟。它們推動(dòng)著(zhù)反滲透海水淡化技術(shù)不斷走向大型化。

2000年，世界上最大規模的反滲透海水淡化工廠(chǎng)的規模已經(jīng)突破100,000噸/天，2003年突破200,000噸/天，2009年突破500,000噸/天。

2013年，以色列在特拉維夫以南的索里克（Sorek）建造了一個(gè)624,000噸/天的反滲透海水淡化廠(chǎng)。這也是世界上已投運的最大的反滲透海水淡化工廠(chǎng)。

2019年，阿聯(lián)酋塔維拉（Taweelah）反滲透海水淡化項目簽署合同，規模達到 909,200噸/天，預計2022年建成投產(chǎn)，并將成為新的世界上最大的反滲透海水淡化工廠(chǎng)。

據最新報道，沙特正在計劃建設一個(gè)1,000,000噸/天的反滲透海水淡化廠(chǎng)，以取代逐漸老化的朱拜勒（Jubail）熱法淡化廠(chǎng)。建成后反滲透海水淡化廠(chǎng)規模的世界紀錄將再一次被改寫(xiě)。

2020年初，全球RO海水淡化的累計規模約為30,600,000噸/天，占全球海水淡化總裝機容量的近60%。

第三個(gè)突破的是低溫多效蒸餾技術(shù)。

1970年代末，低溫多效蒸餾技術(shù)起源于以色列。它從傳統多效蒸發(fā)發(fā)展而來(lái)，最重要的特點(diǎn)是將操作溫度控制在70攝氏度以下，且采用水平管降膜蒸發(fā)模式。

LT-MED的低溫操作模式大大減輕了腐蝕問(wèn)題和結垢風(fēng)險，水平管換熱模式則獲得了更高的傳熱系數，降低了空間高度，增加了有效傳熱溫差，并且可以更方便地使用低品位熱源。

1980年代，日產(chǎn)數千噸的LT-MED淡化裝置逐漸在中東地區應用。到了1990年代，LT-MED裝置不斷地被大型化。

1995年，意大利特拉帕尼（Trapani）建成淡水產(chǎn)量為18,000噸/天的LT-MED裝置，單機容量達到9,000噸/天。

2008年，巴林建成淡水產(chǎn)量為272,760噸/天的LT-MED裝置，單機容量為27,000噸/天。

2009年，沙特在朱拜勒工業(yè)城建成了世界上最大的LT-MED淡化廠(chǎng)，淡水產(chǎn)量達到驚人的800,000噸/天。該工廠(chǎng)包含二十七個(gè)單機容量為30,000噸/天的LT-MED單元，每個(gè)單元由八效構成，采用蒸汽熱壓縮（TVC）后造水比達到9.8。

2012年，單機規模為68,000噸/天的LT-MED淡化裝置在沙特建成。

盡管如此，LT-MED的應用還是明顯受到了反滲透技術(shù)快速發(fā)展的限制。2020年初，全球LT-MED海水淡化的總規模約為3,300,000噸/天，只占全球海水淡化總裝機容量的6.4%，約為MSF的1/5、RO的1/10。

第四部分 海水淡化技術(shù)在中國

我國現代海水淡化技術(shù)研究從電滲析起步，進(jìn)而發(fā)展到反滲透、多級閃蒸、多效蒸發(fā)等主流海水淡化技術(shù)。

1958年，中科院化學(xué)所朱秀昌先生在《高分子通訊》雜志上，發(fā)表題為《離子交換膜的制造及電滲析法溶液脫鹽與濃縮》的第一篇論文。此時(shí)離美國科學(xué)家首次制備出離子交換膜僅過(guò)去九年。

1965年，我國科學(xué)家以尼龍網(wǎng)聚氯乙烯隔板和聚乙烯醇異相離子交換膜為主要部件，研制成第一代電滲析海水淡化器，并投入現場(chǎng)試驗。

1966年，山東海洋學(xué)院化學(xué)系、國家海洋局一所、中科院青島海洋所、中科院化學(xué)所等單位開(kāi)始研究反滲透技術(shù)，開(kāi)發(fā)非對稱(chēng)醋酸纖維素膜。此時(shí)離美國科學(xué)家首次制備出非對稱(chēng)醋酸纖維素膜僅過(guò)去七年。

1967年，國家科委和國家海洋局組織了全國性的海水淡化會(huì )戰。上海主要負責電滲析技術(shù)研發(fā)，青島和北京主要開(kāi)展反滲透技術(shù)研究。同年，國產(chǎn)異相離子交換膜在上?；S(chǎng)正式投產(chǎn)。

1970年，參加海水淡化會(huì )戰的一部分人匯集到海洋局二所，并成立了海水淡化研究室。

1974年，為了解決天津等地的嚴重缺水問(wèn)題，國家科學(xué)技術(shù)領(lǐng)導小組在北京組織召開(kāi)了全國海水淡化科技工作會(huì )議，并制訂了《1975-1985年全國海水淡化科學(xué)技術(shù)發(fā)展規劃》，第一次全面布局反滲透、電滲析和熱法海水淡化技術(shù)的研究工作。

1975年，《海水淡化》期刊在杭州創(chuàng )刊，后改名為《水處理技術(shù)》。同年，海洋局二所等單位研制了日產(chǎn)淡水1.7噸的圓盤(pán)板式醋酸纖維素反滲透裝置，并于隨后進(jìn)行了中空纖維和卷式反滲透元件的研究。

與此同時(shí)，天津、大連等地開(kāi)始了蒸餾法海水淡化技術(shù)的研究。1980年前后，天津大學(xué)等單位研制成功我國第一臺日產(chǎn)百?lài)嵓壎嗉夐W蒸海水淡化中試裝置，主要技術(shù)指標與當時(shí)的國際水平相當。

1981年，海洋局二所設計建造的200噸/天電滲析海水淡化裝置正式落戶(hù)西沙永興島，成為世界上最大的電滲析海水淡化站。

1987年，天津大港發(fā)電廠(chǎng)引進(jìn)美國2x3000噸/天多級閃蒸海水淡化裝置。該裝置設計頂溫110度，包括36個(gè)熱回收段閃蒸級和3個(gè)熱放出段閃蒸級。

此時(shí)國內反滲透技術(shù)的研發(fā)進(jìn)入到了復合膜開(kāi)發(fā)階段，經(jīng)七五、八五攻關(guān)后中試放大成功。我國反滲透膜技術(shù)開(kāi)始從實(shí)驗室研究走向工業(yè)規模應用。

1990年，大亞灣核電站建設了國內第一套反滲透海水淡化裝置，規模為200噸/天。

1992年，“國產(chǎn)反滲透裝置及工程技術(shù)開(kāi)發(fā)”獲國家科技進(jìn)步一等獎。

1997年，我國第一套500噸/天反滲透海水淡化裝置在浙江舟山投產(chǎn)建成。

1999年，大連市建成第一套1000噸/天的反滲透海水淡化裝置。

2000年，天津大學(xué)率先在國內開(kāi)展閥控正位移式能量回收技術(shù)和裝置的研究和開(kāi)發(fā)。

2003年，山東榮成建成萬(wàn)噸級反滲透海水淡化裝置，河北黃驊電廠(chǎng)引進(jìn)20,000噸/天多效蒸發(fā)裝置。

2004年，我國首套自主知識產(chǎn)權的3,000噸/天低溫多效蒸餾海水淡化裝置在山東黃島建成。

2009年，天津大港建成國內第一套100,000噸/天的反滲透海水淡化裝置。次年，天津北疆電廠(chǎng)又建成國內首套100,000噸/天的低溫多效海水淡化裝置。

2010年底，我國累計建成海水淡化裝置70多套，設計產(chǎn)能達到600,000噸/天。其中反滲透約占66%，低溫多效蒸餾約占33%。

2011年，國家海洋局發(fā)布《海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展十二五規劃》，提出到2015年全國海水淡化工程規模計劃達到220萬(wàn)噸/天。但十二五期間，國內海水淡化建設規模并未達到預期，截至2015年底，全國實(shí)際海水淡化建成產(chǎn)能約為100萬(wàn)噸/天。

2016年，國家海洋局發(fā)布《海水利用十三五規劃》，再次將2020年全國海水淡化工程的規模目標設定為220萬(wàn)噸/天。

據2020年9月發(fā)布《國家海水利用報告》顯示，截至2019年底我國現有海水淡化工程115個(gè)，工程規模達到157萬(wàn)噸/天。其中63.6%的規模為反滲透法，35.9%為低溫多效技術(shù)。

第五部分 小結與展望

海水淡化作為一種開(kāi)源手段，是解決大規模水資源短缺問(wèn)題最有效的方式之一。過(guò)去六十年間，海水淡化已經(jīng)在以中東為典型的全世界許多缺水地區得到廣泛應用，滿(mǎn)足了當地人民的生活需要，支撐了當地經(jīng)濟的快速發(fā)展。

海水淡化技術(shù)是人類(lèi)“向大海要水”的千年夢(mèng)想驅動(dòng)下的產(chǎn)物。過(guò)去七十年間，海水淡化技術(shù)經(jīng)歷了無(wú)數探索，得到了飛速發(fā)展，最終形成了多級閃蒸、低溫多效和反滲透這三大現代主流技術(shù)。

從技術(shù)本質(zhì)上看，多級閃蒸和低溫多效的發(fā)明體現了對古代智慧的傳承。它們都是熱法淡化技術(shù)，其蒸發(fā)冷凝的基本原理早在兩千三百多年前即已被古代先哲所闡明。

希爾弗等人運用巧妙的工程設計，極大地提升了蒸發(fā)冷凝過(guò)程的能量回用效率和運行可靠性，加上現代金屬材料和加工技術(shù)的進(jìn)步，熱法淡化技術(shù)在中東地區急迫需求的牽引下，快速實(shí)現了大型化，造就了自己的輝煌。

反滲透技術(shù)的發(fā)明更多地基于近現代以來(lái)人類(lèi)對自然科學(xué)認識的深化，是更高層次的進(jìn)步。它不依賴(lài)相變，在本質(zhì)上更加高效，市場(chǎng)應用也后來(lái)居上，代表了海水淡化技術(shù)發(fā)展的最高成就。

展望未來(lái)，反滲透技術(shù)仍將繼續鞏固它在海水淡化市場(chǎng)份額上的優(yōu)勢，其自身效率也將隨著(zhù)材料等技術(shù)的進(jìn)步而繼續提升。

熱法淡化技術(shù)，特別是低溫多效，仍將在較長(cháng)時(shí)期內與反滲透技術(shù)并存，并通過(guò)與反滲透技術(shù)的耦合，繼續發(fā)揮有效利用低品位熱能的優(yōu)勢。

而隨著(zhù)氣候變化在全球范圍內受到廣泛關(guān)注，碳中和呼聲與日俱增，能源結構轉型勢在必行。在這一背景下，海水淡化與可再生能源的結合初現端倪，也必將是大勢所趨。

就我國而言，現有的海水淡化產(chǎn)能不到全球總裝機容量的4%，還有巨大的發(fā)展空間。海水淡化有潛力成為徹底解決我國北方沿海地區缺水問(wèn)題的主要途徑。

我國在發(fā)展海水淡化技術(shù)方面也大有可為。一是可以適時(shí)謀劃大型可再生能源發(fā)電與海水淡化聯(lián)產(chǎn)示范項目；二是可以進(jìn)一步提升國產(chǎn)反滲透膜等海水淡化關(guān)鍵產(chǎn)品的技術(shù)水平，積累應用經(jīng)驗，早日進(jìn)入國際大型海水淡化市場(chǎng)；三是可以加強前瞻性技術(shù)研究，力爭在未來(lái)引領(lǐng)海水淡化技術(shù)的發(fā)展方向。

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