編者按：近年來，北京經濟實力持續提升，社會發展不斷取得新成就。且政府大力投入生態治理，積極提升水環境質量。然而，北京水資源的天然條件本就十分有限。就人均水資源占有量而言，北京在全世界超大型城市中排名靠后。所產生的水資源赤字顯然將嚴重制約北京未來經濟發展。為此，一系列舉措被施用于彌補巨大的水資源赤字，如，提倡節水、雨水回收、再生水回用、南水北調等等。然而，北京節水空間已然接近飽和，雨水回收杯水車薪，再生水回用獨木難支，南水北調事倍功半。面對此情此景，海水淡化則顯得異軍突起，目前已經成為中東地區、歐美國家沿海、近海解決水資源短缺的重要手段，且單位制水成本與運行能耗不斷降低。對此，早在2012年，應國際水協（IWA）當時的會刊《Water 21》之邀，就北京水資源利用現狀、未來發展趨勢做過英文闡述。現將文章主要內容與觀點整理為中文，以發展眼光回溯文章主要內容與觀點。10年后的今天再看，海水淡化確實不失為一種一勞永逸解決北京水資源短缺問題的重要路徑。

前言

目前，北京是國內對GDP（國內生產總值）貢獻率最大地區之一，但同時也是世界上水資源最匱乏的地區之一。北京人均水資源占有量少于100 m3/人，是國內平均水平的1/24和世界平均水平的1/90。由此來看，水資源匱乏已嚴重制約了北京經濟發展，而北京未來經濟命運將在很大程度上取決于可獲得的水資源能否滿足日常生活和經濟發展需求。因此，眼下最重要的是應重塑北京，以水為中心建設和發展城市，及時升級改造城市基礎設施，以提升水資源利用率及可持續性。

從自然條件來看，北京地處半溫帶和半干旱地區，年均降雨量585 mm（雨季為6~9月，集中了85%的年均降雨量）；陸地與水面年均蒸發量分別為467 mm和947 mm。然而，自然總產水量仍遠滯后于對它的消耗量，例如，2009年總用水量為36億m³（地下水占62%，地表水占20%，循環水占18%），而總產水量僅為22億m³，水資源赤字高達14億m³。對此，北京市已經采取了一些基本措施來改善嚴重的缺水問題。除了強調日常節約用水和雨水回收外，政府還實施了再生水回用和南水北調計劃，且也將考慮把海水淡化作為一種潛在的解決方案。

節水與定額

北京用水情況大致分為3類：生活用水（包括居民用水、公共用水和生態用水等）、農業用水和工業用水。

數據顯示（圖2），生活用水占比最大，其次是農業用水。其中，隨著節水政策發布、節水設備安裝，從生活用水中發掘額外節水潛力已變得較為困難；退耕還林、旱作農業及安裝節水設備使得農業用水量已大幅下降（降幅約為35%），未來可通過再生水灌溉來進一步實現節水；工業節水已通過工業結構的調整得以實現，即，任何高耗水的工業都已完全被禁止，目前僅存在微觀尺度上的節水潛力。

雨水回收

理論上，雨水回收是一種能夠有效抵消水資源赤字的辦法。據統計，市區內（四環以內：300 km²；五環以內：750 km²）每年可以收集2.3億m³的雨水，這相當于該區域總用水量的20~25%（市區總用水量約為10億m³/年）。此外，雨水回收可以與徑流污染控制和防洪技術相結合，從而能夠發展為多功能技術。此外，雨水再利用之前需要經過一系列的工藝處理，且需要預留較大的貯存空間。正因如此，有關雨水回收、徑流污染控制和防洪技術的研發項目在北京迅速地遍地生花，政府也發布了相應的扶持政策。

再生水回用

據統計，在2010年，高達6.8億m³/年的污水處理廠出水被作為再生水回用，占總供水量的18%（2005年僅占8%）。到2015年，6個主城區中的22個污水處理廠被升級改造以供應再生水。另外，政府還將興建30座新的污水處理廠。屆時再生水的總處理和循環量將達到10億m³/年，并用作補充水體景觀（4.2億m³/年）、農業灌溉（3.5億m³/年）、工業循環水（1.6億m³/年）和市政用水（0.7億m³/年），這將約占城市總供水量的1/3。

南水北調工程

盡管存在上述多種節水措施，但北京仍處于嚴重缺水狀態。為此，南水北調工程應運而生。該工程從位于漢江（長江支流）上的丹江口水庫一直延伸至北京，管線總長度設計為1 277 km（圖3）。

然而，數據顯示，2014年南水北調工程總輸水量（約95億m³/年）中可分配給北京的也僅為10億m³/年，僅相當于北京每年過度開采的地下水量。再者，其成本和安全性也具有爭議性。粗略估計，南水北調的輸水價格至少為9元人民幣（1.6美元）/m³，已遠遠超過目前北京市居民用水價格（4元人民幣（0.6美元）/m3）。并且當南水北調之水進入沿途5個省、市時，難以避免復雜的地質條件、自然災害和潛在的水污染問題。這可能將威脅供水安全（包括供水源頭出現干旱現象、沿途洪澇災害等問題）。

圖3 南水北調路線圖

海水淡化

相對于南水北調，海水淡化作為其備選方案已被建議和討論了很多年。近年來，有兩種因素增加了人們對它的興趣：一是南水北調的高輸水成本；二是已在北京附近建成的海水淡化廠的運營效果顯示，其處理成本低至5元人民幣（0.8美元）/m³，日產水量5萬m3/日。即使加上管道輸水成本（管道長約230 km），其總成本也不過6元人民幣（1美元）/m³，遠遠低于南水北調。

此外，如果將海水淡化與風能利用、鹽業化工有機結合（圖4），其可持續性將大大提高。總之，擬議的海水淡化工藝實際上是一個潛在的三位一體的零污染排放生態工藝。

總結

如今北京的GDP水平扶搖直上，也為其在未來成為國際大都市的雄心壯志設定了高的目標。然而，北京的經濟瓶頸在于供水和高效水資源管理。對此，主要存在兩種解決途徑：減少內部消耗以及從外部引水進京。

其中，節約用水是一個永恒的話題。雖然工業節水在微觀方面還存在潛力，但就宏觀而言，工業用水總量已基本固定，而生活用水因居民已形成的節儉習慣已不大可能再有節水余地。因此，節水也只能寄希望于農業生產，而再生水回用于農田灌溉將是唯一的潛在節水方式。與水資源赤字相比，雨水回收只不過是節水措施中一個很小的實踐范例。南水北調則將以高昂的代價為北京注入有限之水。從長計議，海水淡化將可能逐漸成為北京可持續的可靠水資源。

注：目前中東地區海水淡化能耗已低至2 kWh/m3, 制水成本接近2元人民幣/m³。

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