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王凯军:新加坡水行业跨越发展的启示

时间:2016-02-17 10:03

来源:中宜环科环保产业研究

作者:王凯军、宫徽

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借助科技创新引领产业升级,新加坡成功实现了从极端缺水到世界水务枢纽的跨越发展。在技术变革的历史背景下,敏锐把握新兴技术的发展,明确技术发展为社会重大需求服务,分阶段、分步骤地推动产业发展的新加坡模式,为我国水行业的未来发展提供了重要启示。

清华大学环境学院副院长、教授 王凯军

清华大学环境学院副院长、教授 王凯军

从极端缺水到世界水务枢纽的跨越发展

1963年的干旱曾引发了新加坡长达十个月的供水困难,每位居民都忍受着每天长达12小时的限制供水,同时受制于他国的国家水安全格局,令这场水资源灾难让很多人都刻骨铭心。然而,步入21世纪之际,新加坡通过技术创新形成了新生水(NEWater)、海水淡化、地表蓄水和外部购水四大供水渠道,彻底摆脱极端缺水的局面。同时,新加坡2011年本土水务公司对外交易额高达29亿新元,使其一跃成为世界级的水务枢纽,演绎了一部夺人眼球的世纪大逆转。

新加坡 “全民水共享:保护、珍视、享用(water for all: conserve , value, enjoy)”的用水理念,体现了人类对水资源的需求不仅表现为饮用等生存需要,以及工业农业等生产需要,更体现于水资源在人居环境中发挥观赏、娱乐等功能。在保护水源、保障供水的基础上,重视水的社会价值,打造可持续的享受水乐趣的社会才是最终发展目标。而结合可持续发展理念,在开源节流的基础上实现水资源的循环利用,正是当今水资源管理模式和产业升级的发展方向。经过长期探索,新加坡利用十多年的时间实现了社会水资源利用路线上的多重循环闭合(如图1)。其中,NEWater指城市污水经过常规二级处理后,再经过反渗透处理所获得的达到饮用水标准的新生水。新加坡对NEWater和海水淡化的开发,充分利用了二十世纪膜技术的突破,不仅满足了新加坡国内部分供水需求,还推动了水务行业的整体发展和产业升级,为其开拓国际水务市场和奠定世界水务枢纽的地位做出了决定性贡献。

从极端缺水到世界水务枢纽的跨越发展

产业升级转型核心——确定超前的技术路线

新加坡的产业升级转型之路并非一帆风顺。事实上,早在上个世纪70年代,新加坡就开始了污水再生利用的尝试,但受限于当时的技术经济条件,最后以失败告终。到20世纪末,膜技术尤其是反渗透技术的发展又带来了新的契机。当时,依托海水淡化需求而发展起来的反渗透技术正逐步取代热法 在海水淡化市场上的主流地位。在技术面临重大变革的历史环境下,新加坡政府敏锐把握住了新兴技术的发展方向,确定了以膜技术为核心的海水淡化和污水再生利用技术路线。在成功的将反渗透技术应用于海水淡化和污水再生利用领域后,新加坡的海水淡化技术走向世界,同时世界闻名的NEWater工艺应运而生。从1998年新加坡公共事业局联合环境部成立至今,新加坡借助打造NEWater项目,分阶段分步骤地推动了水行业的整体发展和产业升级,形成了特色鲜明的“新加坡模式”。回顾十多年的发展历程,可以具体分为三个阶段。

从极端缺水到世界水务枢纽的跨越发展

1初期发展阶段:技术引进与吸收为主,孕育产业基础(1998-2006年)

从历史来看,新加坡属于淡水资源匮乏,污水处理技术积累薄弱的国家。但在树立了以膜技术为核心的技术路线后,积极引进吸收国外先进技术成为了该国的首要任务。1998年,新加坡曾派遣工程技术人员考察美国膜技术在污水再生利用领域的最新进展。与此同时,新加坡公共事业局在国内Bedok污水厂开展了为期两年的中试工程研究,并依据美国环保署和世界卫生组织的饮用水标准,对接近 190项参数进行了超过25,000次的测试分析,得出NEWater水质安全性优于常规饮用水的结论。随着NEWater工艺开展的科学深入研究,不仅消除了人们对污水再生利用水质安全性的担忧,也给予了新加坡政府发展污水回用技术的勇气和信心,直接推动了新加坡迅速推广NEWater工艺在污水回用领域上的应用。

2003年至2006年,新加坡相继建设了三座规模适中的NEWater污水回用厂(Bedok、Kranji和Seletar水厂,规模在24,000-40,000 m³/day之间)。早期的三座水厂都由凯发(Hyflux)、吉宝(Keppel)等新加坡本土公司负责工程的建设、运行和维护。在政府主导下,新加坡本土水务公司获取了工艺运行的第一手资料,并在工程设计和管理运行上积累了宝贵经验,完成了对于国外先进技术的引进和整合,孕育了良好的产业基础。NEWater供水产量也稳步上升,于2006年达到新加坡国内总供水量的10%。

2发展阶段:整合资源与培育市场,促进产业进一步发展(2006-2008年)

早期的成功发展使新加坡政府充分意识到,由NEWater带动的环境与水务行业不仅在技术上有望解决困扰其多年的供水安全问题,还有潜力从国家层面成为经济增长的新引擎。为了继续整合资源并培育新兴市场, 2006年新加坡政府宣布将于五年内投入3.3亿新元,立志将新加坡打造为环境及水务方案的研发中心,乃至世界水务枢纽。同时专门成立了环境与水务行业发展委员会(EWI,Environment and water industry program)来承担此历史使命。

从极端缺水到世界水务枢纽的跨越发展

EWI理事会由新加坡的国家水务机构——公用事业局(PUB,Public Utilities Board)领导,整合了新加坡经济发展局(EDB,Economic Development Board)、新加坡国际企业发展局(IESingapore,International Enterprise Singapore)、新加坡标准生产与创新局(Singapore Productivity and Standards Board)、国家科技研究局(A*STAR, Agency for Science, Technology and Research),国家环境局(NEA,National Environment Agency),南洋理工大学(NTU, Nanyang Technology University)以及新加坡国立大学(NUS, National University of Singapore)等机构,通过顶层设计,统筹政策导向、市场引导和技术研发等领域的整体发展规划。在国内市场上,依靠技术创新严格控制NEWater的生产成本,有效促进了污水回用市场的发展。2007年投产的Ulu Pandan污水回用厂的NEWater投标价为每立方米0.3新元,相比当时新加坡每立方米1.17新元的水价,NEWater存在较大的利润空间,有力地促进了国内市场的拓展,并吸引了社会资本对水务行业的关注。新加坡同时采取积极政策扶持培育新兴的水务市场,Newater市场在PUB管理下向社会敞开。Ulu Pandan和Changi两座污水回用厂都在PPP框架下(Public-Private-Partnership initiative)通过DBOO (design, build, own and operate)的方式实现了市场运作。经过两年的资源整合和市场培育,2008年NEWater的产量约占新加坡总供水量的1/4,正式成为名副其实的四大供水渠道之一。新加坡本土公司则依托国内市场实现迅速发展,通过污水回用领域的工程实践和积累,逐渐摆脱对国内饱和市场的依赖,具备了成为世界水务行业领导者的潜力,为进军国际市场夯实了基础。

3成熟阶段:发挥国际竞争力,打造世界品牌(2008年-至今)

摆脱国内市场不足的局限,走向世界水务市场是新加坡水行业摸索出的发展出路。新加坡充分发挥会展经济的作用,筹划设立了新加坡国际水周活动(Singapore International Water Week)。2008年,首届水周隆重召开,吸引了众多各国政要、专家学者、技术骨干和商务人士的参与。为期五天的水周内容涵盖政府高峰论坛、国际学术会议、设备博览会和商务论坛等等。此外,新加坡还设立了以首任总理李光耀命名的新加坡水奖(Lee Kuan Yew Water Prize)。首届李光耀水奖颁发给了低压膜发明者Andrew Benedek博士,随后历届水奖分别颁发给了国际厌氧技术专家Gatze Lettinga博士,中国黄河水利委员会以及脱氮除磷技术发明者James Barnard博士。目前,新加坡水奖已经成为代表水界最高荣誉的奖项之一,新加坡水周也成为世界上最具影响力的水业盛典。

时刻准备着,迎接我国水行业的进一步发展

水资源的极度短缺促使新加坡迫切需要发展污水再生利用技术。事实上,世界各国普遍都在关注回用技术的研发和应用,但只有新加坡成功借此契机促成了产业突破,实现了社会水资源利用模式的彻底改变。新加坡水行业紧紧把握住膜技术发展的历史机遇,打造了先进的可持续水资源管理理念,推动了行业跳跃发展并创造了巨大商机。

回顾新加坡成功的产业升级历程,科技创新引领产业升级,敏锐把握新兴技术的发展,政府分阶段、分步骤地引导和推动产业发展,是新加坡模式的重要特征,也为我国水行业的未来发展提供了重要启示。我国水环境污染治理已经经历了几十年的发展,在取得巨大成就的同时,也存在着产业规模小、发展不成熟的问题。2014年,我国预期将实施预算高达2万亿元的新一轮《水污染防治行动计划》。在新的水环境保护形势和历史机遇挑战下,我国水行业必将迎来进一步的发展。


编辑:李艳茹

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