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节水优先应从何处着手?

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蓝伟光,孟羽 发表于2018-10-10

2014年3月,中国国家主席习近平在中央财经领导小组第五次会议的讲话中,提出了“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水方略,对中国解决水问题、化解水危机具有重大而深远的意义。


习近平主席提出的十六字治水方略中的首四个字是“节水优先”。为什么节水要优先呢?ABB(中国)有限公司董事长兼总裁柯睿思(Brice P.G. Korch)曾说过“最绿色的能源是节省下来的能源”,这句话或许可以拿来解释节水优先的逻辑,即“最经济的水是节省下来的水”。

那么,怎样才能做到节水优先呢?


作为全球水资源管理的典范,新加坡和以色列都是天然缺水的国家(参见表1),但它们都在短短半个世纪之内探索出了一条解决水问题、化解水危机的路径,并在此基础上实现了经济和社会的协调与可持续发展,跻身世界高收入国家之列。它们的核心经验可以总结为:通过改变观念、制定政策、应用技术来“开源”与“节流”。



他山之石,可以攻玉,具体到中国如何达成节水优先的目标,笔者认为也可以从观念、政策和技术三个方面着手。


转变传统观念,培养节水意识


首先,必须明确,节水不是限制用水,更不是禁止用水,而是通过经济与行政等手段加强用水管理,创建科学合理的生产用水和消费用水模式,提高用水效率和效益。


其次,特别强调,节水不会降低生产效率和生活质量。丹麦就是一个很好的例子。图1中的数据显示,从20个世纪90年代年至今,丹麦水资源消耗量降低了30%,GDP却实现了30%的增长。此外,两位笔者所在的新加坡,地处热带地区,本地居民有频繁冲凉的习惯,采用了各种节水策略后,在没有明显改变冲凉频度的情况下,新加坡居民每日用水量从2003年的165升减少到2016年的150升,低于中国目前城镇人均用水量220升。


图1 1993—2011年丹麦GDP增长与市政污水排放量(≈实际用水量)趋势

来源:丹麦环境和食品部;编辑制图:《中国经济周刊》采制中心


再次,应当注意,节水还意味着减少相关能耗与污染。自来水的制备和输送过程都涉及资源与能源的消耗,例如,原水到自来水厂的提水、引水工程,自来水厂的净化过程需要消耗絮凝剂和过滤材料(活性炭或膜),消毒过程需要消耗消毒剂(氯气或二氧化氯),自来水到终端用户的输水过程中也需要能源来泵压提升。此外,水使用之后就变成灰水或黑水,需要收集和处理,不然会造成环境污染,而收集与处理也同样涉及资源能源的消耗。因此,节约用水也同时节约了能源与资源、减少了污染与处理成本,也因此,“最经济的水是节省下来的水”。


中国目前的情况来看,在农业、工业、城镇生活用水方面,水资源利用效率都存在很大的提升空间。据2016年中国水资源公报统计,耕地实际灌溉亩均用水量380立方米,农田灌溉水有效利用系数约为0.5(发达国家可达0.8),万元工业增加值用水量约53立方米(2006年英国该指标为15立方米,2009年日本该指标为13立方米),城镇人均每日生活用水量220升(新加坡150升,丹麦105升)。据专家粗略估计,利用先进的管理方式和技术方法,中国的农业最多可减少50%的需水量,工业最多可减少90%的需水量,城市生活方面可减少大约30%的需水量,且不会影响生产效率与生活质量。


这里就以近年发展火速的净水市场为例,进一步看看节水的潜力。由于水污染严重、自来水制备工艺及管网设施更新滞后,从上世纪末开始,中国老百姓就开始购买瓶装水、桶装水、净水机等来应对饮水安全的问题。只是,无论是包装水生产还是净水机使用,市场的主流是通过反渗透膜(reverse osmosis membrane)过滤来制备纯净水。反渗透膜净水存在耗能耗水的缺陷:(1)要用电:需要通过泵压才能使少部分的自来水透过反渗透膜变为纯净水;(2) 浪费水:包装水的生产,每获得1份纯净水,要浪费2份自来水(废水比约为1:1,还有一部分水用于清洁洗涤后也会作为废水排掉);净水机的使用,每获得1份纯净水,要浪费3份自来水(废水比约为1:3)。


中国目前已经是全球最大的包装饮用水消费国,2017年消费约500亿升,而为生产这一数量的包装饮用水,生产过程中要浪费大约2倍的水,达1000亿升。2017年净水机的生产量已经超过了6000万台,如果将此视为全部售出在用,平均每台净水机每天制水20升(家庭饮用量)来估算,每年制水4380亿升,浪费的水高达13140亿升。考虑到延安市当前最大用水量每年也只有6800亿升,仅由于采用反渗透工艺而浪费的13140亿升水,相当于延安接近2年的总用水量。


综上,从政策制定者到普通民众,都应该转变观念,树立起节约使用和循环利用水资源的新意识。


制定节水政策,紧抓落实执行


1988年1月颁布、历经2002、2009年、2016年3次修订的《中华人民共和国水法》确定了节水的重要性:“国家厉行节约用水,大力推行节约用水措施,推广节约用水新技术、新工艺,发展节水型工业、农业和服务业,建立节水型社会。”此外,从2002年开始启动了节水型社会的建设,对高耗水、高污染排放行业明确设立节水减排目标,对用水单位进行考核与监督,鼓励推动工业清洁高效用水并提高工业用水循环利用率。2012年,国务院还出台了《国务院关于实行最严格的水资源管理制度的意见》,设立了2030年用水目标“三条红线”:全国用水总量控制在7000亿立方米以内,用水效率(万元工业增加值用水量、农田灌溉水有效利用系数)达到或接近世界先进水平,主要污染物入河总量控制在水功能区纳污能力范围内。包括《水污染防治行动计划》在内的一系列政策文件也对节水提出了具体的约束性指标。


值得注意的是,尽管这些法律政策明确了节水的重要性,却还未凸显水资源的稀缺性,使得某些无偿用水的情况可以合法存在,例如,农民使用集体经济组织所有的水库、水塘的水,城乡居民为家庭生活取用地下水等。另外,就目前政策的实施效果来看,用水浪费的情况并没有得到大幅控制,究其原因,一个重要因素就是水价太低,以致于市场和社会民众参与节水行动的积极性不够。


根据2016年国家统计年鉴的数据,全年用水6040.2亿立方米,按用水量排序依次为农业(占比62.4%)、工业(21.7%)、生活用水(13.6%)和生态用水(2.4%)。有学者做过研究,水价分为原水供应价和自来水供应价:原水类,给农业灌溉的最低0.005元/立方米,给工业使用的最低不到0.15元/立方米,给自来水公司的最低不到0.10元/立方米;自来水则按照5种类型定价——居民用水、工业用水、行政事业单位用水、经营服务业用水和特种行业用水,基于全国36个城市的数据,各类用水的平均价格分别为每立方米2.9元、3.83元、3.67元、4.25元和14.53元。值得一提的是,现实中,由于管理的疏漏,很多本应按照特殊行业缴付水费的企业(如洗车、洗衣等)并没有严格遵守。


表2列出了北京与其他重要城市的自来水价。可以看到,北京水价明显偏低,而香港也是因为可以依靠内地的广东为其提供淡水资源,也采用与北京近似的低水价。尽管北京与香港的消费水平(特别是从房价来看)已经接近甚至高于表中其他大城市,水价却如此悬殊,显然不合理。北京的水价在中国各城市中尚算高的,很多城市的水价甚至低于这个水平。



表 2  各大城市自来水价比较


来源:Global Water Intelligence Water Tariff Survey 2016,新加坡公用事业局整理(按照美元/新币=1.359及每月15立方米的用水量进行换算),由作者换算成人民币(按照新币/人民币=5.0)。

*新加坡的污水处理费比较低,有两个原因:一是新加坡实现了污水的100%收集,污水回收与利用具有规模效应;二是污水处理与新生水生产已成一体,技术成熟,成本可控。


水资源并非纯粹的公共产品(public goods),而是具有竞争性但非排他性的公共池塘资源(common pool resources),所以将其作为人人都有权使用的公共产品、单纯依靠政府通过低价来分配,易导致“搭便车”行为,不但不能实现资源效益最大化,还可能引发整个资源系统的崩溃。对此,很多国家已经采取公私合作模式(Public Private Partnership,PPP)来解决,即政府持有水资源和公共水设施的所有权,而将水资源的开发生产及水设施的经营以租赁、特许或委托管理的方式外包给私营企业,水价的制定也因此要由政府、供水企业及最终使用者代表共同协商后制定。


中国虽已开始在供水领域采用公私合作,也多次调整了水价,但出于社会公平性和政治稳定性方面的考虑,水价仍然偏低,远不足以反映水资源的稀有性和覆盖水生产运输管理的全成本,使得水浪费现象仍然十分普遍。因此,水价仍有必要继续调整,对此,笔者提出三个建议:


第一,要保证供水企业的收支平衡且有一定盈余,促进供水企业在基本生存得到保障后愿意投资改进管理和技术,不断减少水生产、运输、收集、处理过程中的浪费。


第二,要增加水税部分,以反映当地水资源的稀缺程度及水环境的污染状况,并通过信息公开,告知民众所征收的水税将怎样用于水资源保护和水环境的改善。


第三,要保障弱势群体(既包括贫困人口,也包括中小型企业)的用水权利,但应该通过分档定价和政府定向补贴,而不是通过补贴供水企业实行低水价来实现,这样才能反向促进有经济能力的个人和企业认识到浪费水的高昂代价,开始主动寻求省水的方法。


应用先进技术,达成节水目标


新加坡、以色列等水资源管理做得好的国家/城市,都充分认识到科学技术的力量,并通过科研资助、税收优惠、政府购买等措施鼓励开发和应用新的节水技术方法,以技术手段实现节水目标。下面从管道输送、农业、工业和生活用水几个方面来讨论节水技术的先进实例或发展方向。


在中国,由于管道材质的选择、工程项目的设计、监控技术的滞后,管道渗漏较严重,已成为水资源损失浪费的一个重要原因。在中国多数地区,渗漏率均高于20%,有的甚至达到40%,但包括新加坡、以色列、丹麦在内的很多发达国家,管道渗漏率已经降低到小于5%。以新加坡为例,在1983—1992年间,政府实施了全面管道更换计划,通过更换密封性更好、更不易被腐蚀的材质的管道来减少渗漏。近年来,又开始在自来水管道、污水管道及新生水管道内逐步安装无线感应器,通过自动化信息化技术进行实时监测,及时发现和处理渗漏问题。


农业节水方面,以色列当之无愧是拥有最先进技术的国家。以色列的农业灌溉主要采用喷灌、滴灌、雾灌等压力灌溉,通过电子监控系统调节控制管道运输,将含有肥料的水定时定量直接送到作物根部或其他需要吸收水分的部分,并减少渗漏,这样水的利用率可达到75%,肥料的利用率达到90%。除此之外,以色列还积极发展生物工程,选择性培育农作物新品种,使其能以较小的需水量结出好品质的果实,产生最大的经济效益。并且,以色列的农业灌溉用水一半以上都是利用经过处理的污废水,以此减少对新鲜水的需求量。


工业节水主要指通过工艺改造和循环利用来提高用水效率,并减少工业废水的排放。水在工业生产过程中主要用于降温冷却,约占工业用水总量的60%左右,因此对冷却水的有效利用和循环利用成为工业节水的重点。目前,可以通过建立封闭循环系统的工艺改造对冷却水进行重复利用,最多可节水90%;也可以风、汽等代替水进行冷却降温,减少对水的需求。


生活用水在用水总量里所占比例不高,只有14%左右,但对水质的要求较高,因而强调生活用水的节约仍是又必要又重要的。除了采用创新应用各种生活节水设施,如节水型水龙头、淋浴头、马桶、洗衣机等,还有一个重点是之前提及的饮用水净水技术的改进。由前所述,我们知道净水需求在不断加强,但目前处于主流地位的反渗透过滤技术,由于其耗水耗电的缺陷,造成的浪费很大,政府应当鼓励推动节水节能型净水技术的发展。举例来说,若能应用既不需要用电也不产生废水的纳滤芯工艺替代要用电、浪费水的反渗透净水工艺,制备真净水替代纯净水,则每年节约下来的水量相当可观。具体而言,全国只要能有一半的家用净水机能用纳滤芯取代反渗透,节省下来的水就相当于延安市一年的总用水量。


结 语


中国水资源缺乏,习近平提出的“节水优先”是应对的关键。要实现节水优先,笔者认为,应借鉴新加坡及以色列的经验,改变观念、制定政策(特别是合理的水价)、创新技术三管齐下,引导人们自觉珍视水资源,将节水切实融入思考和行动。



[①]王治. 坚持节水优先的经济学分析,中国水利,2015(9):6-9.

[②]这是诺贝尔经济学奖获得者Elinor Ostrom提出来的概念,公共池塘资源既不同于公共产品(具有非竞争性和非排他性),也不同于私有产品(具有竞争性和排他性),因此其分配方式也不同于公共产品和私有产品的分配方式。


本文系IPP独家稿件,作者:孟羽,新加坡亚太水规划协会博士;蓝伟光,新加坡国立大学兼职教授、厦门大学水科技与政策研究中心首席科学家。



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