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海水淡化产业是指人类利用海水资源进行海水淡化和海水综合利用所开展的相关工业生产和技术活动形成的产业。
1、战略性新兴产业属性
2010年10月,国务院发布《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,其中对战略性新兴产业的定义是:以重大技术突破和重大发展需求为基础,对经济社会全局和长远发展具有重大引领带动作用,知识技术密集、物质资源消耗少、成长潜力大、综合效益好的产业。从定义来看,刻画战略性新兴产业的两个重要维度分别是技术创新和社会需求。
海水淡化产业在世纪初就被定为战略性产业,一方面,海水淡化技术路线中的反渗透膜法是当前新材料研发领域的焦点,相关膜及膜组件的技术创新在苦咸水淡化、废水资源化和城市污水再生回用等循环经济领域有广泛的应用前景;同时,海水淡化相关设备装置的研发制造也是高端装备制造产业的重要方向,对推动海洋经济发展有重要作用。另一方面,从世界范围来看,海水淡化产业规模近20年来都保持着每年10%-30%的增长率,远高于普通行业的成长性和全球经济的增长率,国际社会对海水淡化水的需求十分旺盛。随着人口增长和经济发展,淡水资源的供需矛盾将进一步凸显,海水淡化产业的社会需求在可预见的未来仍将保持高速增长趋势。
2、公用事业属性
从产业链条来看,海水淡化产业包括从最初的自然资源——海水的提取,到对资源的处理和利用——脱盐,再到最终产品——淡化水到达终端消费者手中的整个生产加工过程,其本质是对海水资源的加工和再利用,由于海水是全人类的公共资源,并没有明确的产权属性,因此对于该类资源的利用如果没有明确的规制和标准,就很容易引发经济学中的“公地悲剧”,最终导致资源的无序开发和严重浪费。
从产业的终端产品来看,提供给居民的市政用淡化水是一种公共产品,具有巨大的正外部性,一般由政府统一生产、统一供给、统一定价。另外,淡化水的副产品浓盐水的排放也涉及到生态环境问题。因此,海水淡化产业链两端的资源和产品属性决定了该产业具有公用事业属性,政府不但需要合理规划、引导和规制产业的发展,而且需要成为该产业链中的一环,实现和履行其公共服务职能。
3、市场竞争属性
海水淡化存在多种技术路线,从传统的多级闪蒸、低温多效、压气蒸馏等热法工艺到新兴的反渗透膜、电渗析等膜法工艺,在国内外都已经得到不同程度的发展和引用。从国外海水淡化产业的发展现状来看,由于主导技术和市场需求都逐渐走向成熟,海水淡化产业的技术研发、装备制造和设施建设环节都已经形成了具有较强竞争性的国际市场,在不同技术路线下从事设备研发制造的企业群也已经具备相当规模,国际招标、公私合作等运作模式的应用也已经相当广泛,法国SIDEM、以色列IDE、新加坡凯发等国际企业已经进入天津、青岛等地进行有关项目的合资建设和运营。
因此,从市场开放的角度看,海水淡化产业在某些中间环节上已经具备较强的市场竞争性,尤其是在技术研发、装备制造和工程建设等领域。通过市场化的合作方式,一方面能够扩大融资渠道,提升工程质量,降低运营成本,加快我国海水淡化产业的发展速度;另一方面也能够推动装备制造和工程建设的市场化步伐,加快相关技术的市场化应用,进而提高整体的竞争力水平。
当前,海水淡化已经成为淡水资源危机的战略选择。截止到2010年底,全球已有150个国家和地区在利用海水淡化技术,已建成和在建的海水淡化工厂有15000多个,合计装机容量为7170万立方米/日。市政供水是海水淡化的主要应用领域,在已建装机容量中,市政供水占比最高,为63.1%,已解决了2亿多人的生活用水问题;工业及电力次之,占比为31.4%;其余用途约占5%。尤其在中东地区和一些岛屿地区,淡化水在当地经济和社会发展中发挥了重要作用。以色列70%的饮用水源来自于海水淡化水,2005年日产海水淡化水量达73.8万立方米;阿联酋饮用水主要依赖海水淡化水,2003年日产海水淡化水量达546.6万立方米;意大利西西里岛500万居民,2005年日产海水淡化水量为13.5 万立方米,约占全部可饮用水源的15%-20%。
从世界海水淡化科技发展趋势来看,以反渗透(RO)为主的膜法海水淡化工艺和以多级闪蒸(MSF)、低温多效(MED)为主热法海水淡化工艺在未来较长时间内仍将是主流工艺,提高单机规模和降低淡化水生产成本是其重要发展方向。截止到2010年底,在已建成的海水淡化装机容量中,反渗透膜法占60%、热法占34.8%、其他方法合计约5%。目前国际上多级闪蒸、低温多效、反渗透最大海水淡化单机规模分别达到日产淡化水7.6万立方米、3.6万立方米、2.5万立方米,工程规模分别达到日产淡化水88万立方米、80万立方米、35万立方米[1]。与此同时,海水淡化投资和成本也逐步降低,目前膜法海水淡化日产每万立方米的投资规模在7000-8000万元左右,淡化水平均生产成本为3.8-5.7元/立方米。
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,已经形成了一个以淡化技术研发、装备制造和淡化水应用与推广为主,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)、高分子材料研发与制造、防腐蚀材料研制与工程、浓海水综合利用、以及工程管理、技术咨询服务等行业的产业群。
目前全球海水淡化产业领先的企业主要有:法国SIDEM、以色列IDE、意大利FISIA、韩国斗山水化技术、日本日东电工、新加坡凯发(见表1)等,全球海水淡化的市场年成交额已达到数十亿美元。经过数十年的发展,国外海水淡化产业的主要企业大都已经发展成为技术集成化、产能规模化和布局国际化的集团型海水淡化研发、建设、生产和运营企业,对世界海水淡化产业的发展产生着重大影响。
从国际领先的海水淡化企业的发展情况可以看出目前国际海水淡化在企业层面上的发展状况和趋势:一是主要发达国家在海水淡化技术上仍然保持领先地位,国际领先的海水淡化企业主要分布在欧美和东亚的发达国家,这些企业在海水淡化技术、关键元件、装备集成等方面掌握着明显的技术优势,也凸显了海水淡化产业的技术密集型特性。二是海水淡化企业从单一技术应用向多种技术混合应用转型,如以色列的IDE和韩国的斗山水化技术公司都应用了多种海水淡化技术,并在应用过程中率先开发出“热膜法”(即热膜耦合法),将蒸馏法与反渗透膜发混合应用,提高海水淡化效率。三是国外大型海水淡化企业在发展中往往依托于财力雄厚的大型集团公司,或者由重要的投资者共同组建。这说明海水淡化企业在发展前期需要大规模的资本投入,产业进入门槛较高,属于资本密集型产业。四是国际领先海水淡化企业的产能都达到百万立方米/日以上,并且这些企业在近年来投资建设新淡化厂时产能规模不断扩大,IDE单个海水淡化项目的最大产能达到150万立方米/日,同时随着产能规模的扩大,淡化水的单位成本也不断下降,也说明项目产能规模的不断扩大是海水淡化产业发展的重要趋势。
从国外发展经验来看,海水淡化产业的发展历程呈现出较为明显的阶段性特征。由于水资源短缺和经济社会发展对水资源需求的增长,海水淡化产业逐步形成,主要标志是淡化水规模化生产以及相关淡化设备的制造和淡化工程项目建设,大量的投资进入该产业,从而为产业规模的扩大和技术进步创造了条件,相互协作、相互补充的产业链逐渐形成,产能规模加速增长,淡化水生产综合成本逐步下降,产业发展从形成期进入成长期。产业从成长期进入成熟期的明显标志是海水淡化的装备制造能力、淡化水生产能力和淡化水应用水平实现基本一致,海水淡化技术路线基本稳定,大型海水淡化企业主导产业链的趋势基本形成。
但是,海水淡化产业在世界不同国家和地区的发展处于不同的阶段。海湾地区国家、欧美发达国家通过数十年的发展,技术路线和产品应用都基本稳定,产业已经从成长期逐步进入成熟期;而国际整体来看,产能规模和产业增加值仍然以20%-30%的年增长率快速增长,因此仍然处于成长期。基于海水淡化产业发展阶段的国际经验判断,我国在总体上逐渐从产业进入期转向产业成长期,同时地区之间也存在较大的地区差异,例如浙江、山东、天津、河北等沿海先发省市已经进入产业成长期,而其他海水淡化应用和技术欠发达的地区正处于进入期。国外发展海水淡化产业的主要做法是:
1、政府推动引导。
海水淡化产业的新兴战略性产业属性与公用事业属性,决定了其发展必然需要政府的支持和推动。国外政府主要通过规划引导和政策优惠等手段来促进产业的长期健康发展。一是规划引导。在淡水资源缺乏的海湾地区,政府在海水淡化的发展中不但要出资建设淡化水厂和相关基础设施,引导产业的合理布局,还要主导产业的市场化运作,建立和完善市场准入标准和淡化水标准,在相关重要技术的研发上提供资金支持。二是对淡化水的补贴和水价体系的调整,从成本和价格两方面促进淡化水的推广应用。美国2004年颁布《脱盐电价优惠法》,明确规定能源部部长应对淡化厂给予每吨水0.16美元的直接补贴,或在2015年底前,与淡化厂就价格优惠问题签署书面协议,明确补贴总额;而迪拜水电局已着手根据消费需求重新构建水资源价格体系,推行阶梯式商业化水价,以便使水价能更真实地反映水资源的稀缺程度,并实现现有水资源利用的最大化与合理化。三是对海水淡化厂的建设以及相关设备的引进给予财政补贴和税收优惠。例如,欧盟把海水淡化作为区域政策重点,对地中海沿海成员国在海水淡化工程建设方面给予资金支持;阿联酋对发电设施和供水设备的进口没有限制,只征收4%的关税。
2、技术创新突破。
海水淡化产业的高新技术产业属性决定了其发展必须依靠技术创新。海水淡化技术的突破创新不仅提高了海水淡化的生产效率,也降低了淡化水的单位成本,是推动海水淡化产业不断发展的内在动力。从技术发展的趋势来看,一方面,国外海水淡化产业发达地区的技术已经从RO、MSF、MED等单种技术向MED-RO、MSF-RO等热膜耦合法转化,海水淡化关键技术不断创新,成套装备技术水平不断提升;另一方面,海水淡化设备的容量也向大型化和小型化两个方向发展,以大规模海水淡化厂的建设降低淡化成本,同时也通过小型便携化的淡化设备研制扩大海水淡化技术的应用面,这些最新的发展成果都是建立在技术进步的基础之上的。而淡化后浓海水综合利用更需要技术的创新突破。
3、投融资多元化。
海水淡化产业的高投入特点和市场竞争属性决定了其发展应当采取多元化的投融资模式。海湾地区国家在保证政府对淡化水控制权的前提下引入竞争机制,加快海水淡化工程项目的建设进度,降低工程建设和运行成本。在引进社会资本和国外资本介入的方式上,主要采用BOT(建设-经营-转移)和BOO(建设-拥有-经营)模式,例如阿联酋政府都允许私人企业和外国公司投资建设淡化水和电力联产联供的电水联合企业,并签署相应的水电购买协议,降低投资者风险。国内海水淡化产业的投融资仍然以政府财政资金投资为主导,但在工业用水上通过与大型电厂、重化工企业的联建联产,以整体项目融资的方式解决海水淡化设施的资金筹措问题,有效地推动了海水淡化产业规模的迅速提升。而处在高速成长的海水淡化装备制造业,也需要采取多元化的投融资模式,引入各类社会资本促进其加快发展。
1、提升海水淡化企业的市场拓展能力
目前中国多数海水淡化企业最大的发展瓶颈就是市场开拓困难。由于项目投资额大,收益可观且风险可控性强,海水淡化市场成为国际水务企业激烈角逐的场所。从以上评估中可以看出国内的海水淡化先进技术及市场多为国外占领,如“十一五”期间建设的日产万吨级以上海水淡化厂 以上为国外公司承建。
相比国际海水淡化企业巨头,中国海水淡化企业存在起步晚、经验不足及缺乏品牌效应等不利因素,完全依靠自身的实力一时难以与国外大企业抗衡。因此,能否快速提高海水淡化企业的市场拓展能力,直接关系到海水淡化产业化能否实现的问题。这需要企业及政府的共同努力,缺一不可。应将拓展海水淡化市场工作上升到产业发展战略高度,将协助企业拓展国内海水淡化市场的任务列入政府行动计划。这一方面是由海水淡化市场的特点决定的,即海水淡化市场的购买方是城市政府;另一方面也是针对竞争对手借助其国家政策优势,利用两国政府建立经济合作关系的时机搭上政治“便车”而必须采取的应对措施,如日本政府将水务市场的拓展直接与外交及官方援助相结合,为日本水务产业国际市场的拓展提供强力支撑。
降低海水淡化成本是推动海水淡化产业发展的重要因素。海水淡化水作为“新的水源” ,只有其成本具有比较优势,才可以替代其他水源进入市场。通过技术创造,实现节能降耗,是促使海水淡化成本下降最主要的方法。比如美国联邦政府于 年恢复曾一度中止的海水淡化技术研发资助 ; 年在其海水淡化技术发展线路图中明确提出未来海水淡化技术研发的路径,即保证海水淡化成本每年以的速度下降; 年制定的《 海水淡化法 》更是明确联邦基金资助的目的是为了寻求新能源与海水淡化技术相结合方法,从而有效降低海水淡化成本。中国可以通过政策法规、税收等方式,支持与鼓励海水淡化产业的技术创新研究,加强关键技术和装备研发,提高海水淡化关键设备、成套装置研制能力和技术集成水平;完善知识产权的管理,构建信息共享机制;完善科研成果的转换机制 。
3、整合资源,打造更多海水淡化龙头企业
海水淡化市场的竞争模式决定了只有拥有技术和资本运作能力的大型企业,才能获得海水淡化工程项目的承建权,从而在海水淡化市场上拥有话语权。中国海水淡化产业的发展目标之一就是培育出更多拥有核心技术、具有强大资本运作能力,能在国内市场承接大型海水淡化工程项目的海水淡化龙头企业。为此,应加强海水淡化产业内部联合,使分散的各类资源和能力形成合力参与市场竞争,形成完善的产业链,推动使用海水淡化水,增强其对水资源补充和保障作用,培育海水淡化产业基地,造就一批具有国际竞争力的海水淡化装备制造企业和工程设计建设企业。政府可积极引导鼓励社会各类产业基金投资海水淡化工程项目,符合条件的可按投资额的一定比例抵扣应纳税所得额,推动银行、保险、信托、金融租赁与股投、担保合作,发展海水淡化工程项目的投贷联盟。此外,应鼓励银行业金融机构加大对海水淡化产业重点企业、重点项目的信贷资金投放力度。