北京市工業(yè)行業(yè)用水現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

北京市工業(yè)行業(yè)用水現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

0北京市水資源概況北京位于中國(guó)北方平原的西北部。水資源非常豐富，人均占水量為3003公頃。據(jù)北京市水利局1989—1991年水資源普查結(jié)果,北京市年均降水595mm,境內(nèi)水資源總量為42億m3,其中地表水量約23億m3,地下補(bǔ)給19億m3。20世紀(jì)90年代以來(lái),降水量減少,北京市近十年的水資源量少于40億m3。楊重光先生在《中國(guó)城市可持續(xù)發(fā)展的矛盾與對(duì)策》中指出:“水資源是城市興起和發(fā)展的生命線。水是城市最重要的資源,是未來(lái)制約中國(guó)城市成長(zhǎng)和發(fā)展最重要的因素”。水資源的短缺已經(jīng)在很大程度上影響了北京市的發(fā)展。在水資源總量一定的條件下,加強(qiáng)節(jié)約用水是緩解水資源短缺的重要措施之一。在我國(guó),北京是較早開(kāi)展節(jié)水工作的城市之一,2000年北京市萬(wàn)元GDP產(chǎn)值的取水量為180m3,萬(wàn)元工業(yè)產(chǎn)值取水量為41m3,在全國(guó)31個(gè)省、市、自治區(qū)中處于領(lǐng)先地位。但是,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有很大差距。北京市現(xiàn)有工業(yè)企業(yè)3萬(wàn)余家,其中非個(gè)體企業(yè)2萬(wàn)多家。據(jù)預(yù)測(cè),2010年北京市用水總需求量將達(dá)53.95億m3(P=95%),其中工業(yè)用水量為13.49億m3。在當(dāng)前的水資源條件下,工業(yè)取水總量不可能有太大增加,只能維持在9億～10億m3/a。要保持北京市國(guó)民經(jīng)濟(jì)8%～10%的增長(zhǎng)速度,單純依靠提高水資源的重復(fù)利用率已沒(méi)有出路。劉俊良等對(duì)河北省11個(gè)城市進(jìn)行工業(yè)用水研究,并提出解決當(dāng)前城市工業(yè)用水問(wèn)題的對(duì)策。賈紹鳳研究提高水價(jià)對(duì)工業(yè)用水、節(jié)水的影響。關(guān)于北京市工業(yè)用水問(wèn)題的研究,大多停留在宏觀層次,缺乏微觀的分析;數(shù)據(jù)多來(lái)自各種統(tǒng)計(jì)資料,由于統(tǒng)計(jì)口徑、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取方式不同以及工業(yè)企業(yè)的基礎(chǔ)計(jì)量系統(tǒng)不健全,很難系統(tǒng)、準(zhǔn)確地反映北京市工業(yè)用水情況。筆者研究北京市工業(yè)用水水平和各行業(yè)用水現(xiàn)狀與特點(diǎn),探索影響用水水平的主要因素,為決策部門提供工業(yè)節(jié)水管理對(duì)策。1水消耗或占用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)用水量是指工業(yè)企業(yè)完成全部生產(chǎn)過(guò)程所需要的各種水量的綜合,包括主要生產(chǎn)用水量、輔助生產(chǎn)用水量和附屬生產(chǎn)用水量。工業(yè)用水定額是指在一定的生產(chǎn)技術(shù)條件和管理水平下,為合理利用水資源而核定的水消耗(或占用)標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)用水定額是隨著企業(yè)生產(chǎn)工藝的更新、節(jié)水技術(shù)的改進(jìn)、節(jié)水管理水平的提高而變化的管理指標(biāo)。定額管理是節(jié)水部門以用水定額這一宏觀指標(biāo)為基本依據(jù),以保證水的合理配置為原則,通過(guò)計(jì)量核算、制定計(jì)劃、價(jià)費(fèi)政策等手段,達(dá)到水資源的高效利用。這個(gè)管理過(guò)程包括制定宏觀的用水定額、確定水分配計(jì)劃的制定原則、設(shè)計(jì)合適的價(jià)費(fèi)政策、制定科學(xué)的管理方案實(shí)施細(xì)則等。2北京市工業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化,工業(yè)取水量穩(wěn)中略降北京市工業(yè)化進(jìn)程可劃分為3個(gè)階段:1)1949—1969年處在工業(yè)化初級(jí)階段,經(jīng)濟(jì)規(guī)模較小,結(jié)構(gòu)相對(duì)單一,主要以紡織、食品等輕紡工業(yè)為主導(dǎo)的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)。產(chǎn)業(yè)之間關(guān)聯(lián)較少,依存度較低,城市化進(jìn)程較為緩慢,工業(yè)取水量相對(duì)較少,城市水資源供大于求。2)自20世紀(jì)70年代到90年代初,北京市基本處在工業(yè)化中期階段,工業(yè)取水量從1979年的最高值14.4億m3逐步降至9億～10億m3,水資源供需矛盾逐漸趨向緩和。3)從90年代中期北京市工業(yè)逐步向工業(yè)化后期轉(zhuǎn)化,1990—2000年工業(yè)總產(chǎn)值平均每年以13.4%的速度增長(zhǎng),而工業(yè)取水量穩(wěn)中略降,這主要取決于工業(yè)結(jié)構(gòu)的大調(diào)整。北京市委八次全會(huì)上提出,首都經(jīng)濟(jì)的核心是發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。北京市是全國(guó)計(jì)算機(jī)、集成電路和軟件產(chǎn)業(yè)的重要基地,其研究、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)水平一直居我國(guó)領(lǐng)先地位。目前北京已建成首鋼日電和三菱四通兩家集成電路生產(chǎn)企業(yè),2000年總產(chǎn)值24.37億元,相當(dāng)于北京市紡織行業(yè)的總產(chǎn)值,而取水量?jī)H為紡織行業(yè)的7.7%。2000年中關(guān)村科技園區(qū)內(nèi)全部企業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值實(shí)現(xiàn)1067.6億元,占全市工業(yè)總產(chǎn)值的38.3%。在基因工程藥物、中醫(yī)藥系列產(chǎn)品、診斷試劑等領(lǐng)域,北京市擁有國(guó)內(nèi)一流研究機(jī)構(gòu)、科技人才和儀器設(shè)備,具有加快產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基礎(chǔ)。1998年底僅中關(guān)村科技園區(qū)生物技術(shù)和新醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)30億元。目前北京市在新材料方面已經(jīng)形成一個(gè)科研、試驗(yàn)、生產(chǎn)基本配套、種類較全的研制開(kāi)發(fā)體系,具備產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。隨著北京市西三旗新材料產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)的啟動(dòng),預(yù)計(jì)今后新材料產(chǎn)業(yè)將得到較快的發(fā)展。3北京市工業(yè)取水量和水資源量的現(xiàn)狀北京市的節(jié)水工作經(jīng)歷了以建立冷卻水循環(huán)系統(tǒng)為代表的初級(jí)階段;以更新設(shè)備和加強(qiáng)管理為代表的發(fā)展階段;到現(xiàn)在的以調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)為代表的提高階段。到20世紀(jì)90年代中期,北京市工業(yè)取水量已進(jìn)入零增長(zhǎng)狀態(tài),年取水量維持在9億～10億m3。北京市工業(yè)取水量和用水定額下降的原因很多,也較為復(fù)雜。筆者就北京市工業(yè)取水量與工業(yè)產(chǎn)值的關(guān)系、各工業(yè)行業(yè)重復(fù)利用率情況、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和工業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)工業(yè)用水節(jié)水的影響,水價(jià)調(diào)整對(duì)用水定額的影響,企業(yè)生活用水存在的問(wèn)題以及污水回用技術(shù)對(duì)工業(yè)用水節(jié)水的影響進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。3.1工業(yè)取水量和用水定額下降1949—1999年,北京市工業(yè)取水情況大體可分為5個(gè)階段。1)1949—1962年北京工業(yè)和用水高速發(fā)展,初步建立起冶金、電力、化工、機(jī)械、造紙、紡織等工業(yè)基地,工業(yè)產(chǎn)值增長(zhǎng)20多倍。工業(yè)取水量由3000萬(wàn)m3/a增加到6.38億m3/a,期間北京市可用水資源量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于城市工業(yè)用水量,基本沒(méi)有節(jié)水措施。2)1963—1977年新建成石油化學(xué)工業(yè)基地,全市工業(yè)產(chǎn)值由26.75億元增加到152.89億元(以1980年不變價(jià)計(jì)),工業(yè)取水量增到13.5億m3/a,在一些工業(yè)用水集中的地區(qū),相繼出現(xiàn)了水源不足、供水日漸緊張的局面,一些用水量較大的工廠,被迫采取一些節(jié)水措施,將大量的冷卻水改直排為循環(huán)利用。一般工業(yè)用水(除電力外)重復(fù)利用率由零增長(zhǎng)到50%以上。3)1978—1984年北京工業(yè)節(jié)水取得顯著成效。6a間北京工業(yè)產(chǎn)值由152.89億元增加到281.4億元,平均每年增長(zhǎng)10.72%;工業(yè)用水卻由13.5億m3/a減少到9.4億m3/a,平均每年減少6.22%。期間北京市開(kāi)始實(shí)行計(jì)劃用水制度,對(duì)超計(jì)劃用水實(shí)行累進(jìn)加價(jià)收費(fèi)措施,限制各企業(yè)的取水量,促使工業(yè)取水量和用水定額逐步下降。4)1985—1992年工業(yè)取水量呈現(xiàn)微小波動(dòng),但漲幅不大,維持在9.10億～10.3億m3,而工業(yè)產(chǎn)值由454.21億元增加到878.53億元,年均增長(zhǎng)9.88%(圖1)。期間基本杜絕了冷卻水的直排現(xiàn)象,并在設(shè)備改造和工藝用水回收方面加大改革力度,用水定額進(jìn)一步下降。5)1993—1999年工業(yè)取水量減至9.0億m3左右,年均減少2.2%,而工業(yè)產(chǎn)值平均每年以12.2%的速度增加,期間主要靠工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,限制高耗水工業(yè)的發(fā)展,實(shí)施關(guān)、并、轉(zhuǎn)等措施,低耗水、高附加值的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,取水量逐年降低。3.2提高工業(yè)水重復(fù)利用率3.2.1升降幅度不其用水特點(diǎn)主要是以冷卻水為主,電力工業(yè)水的重復(fù)利用率一直很高,1998年為80.96%、1999年為79.48%、2000年為83.97%、2001年為84.03%,升降幅度不大。據(jù)筆者調(diào)查,近5a北京京能熱電股份有限公司和北京大唐發(fā)電股份有限公司用水的重復(fù)利用率,一直維持在85%～92%的水平,用水定額不斷下降,由1998年的3.50m3/MW·h下降到2001年的2.28m3/MW·h,下降了35%。3.2.2北京市工業(yè)取水量和水資源量其用水量取決于工業(yè)的規(guī)模、結(jié)構(gòu)、工藝技術(shù)水平、節(jié)水技術(shù)與措施等,通過(guò)結(jié)構(gòu)調(diào)整、更新生產(chǎn)設(shè)備和改進(jìn)工藝技術(shù)來(lái)減少取水量,對(duì)工業(yè)用水定額下降起著決定性作用。1985—1998年,一般工業(yè)的萬(wàn)元產(chǎn)值取水量以年均15.3%的速度遞減,而重復(fù)利用率以年均1.6%的速度增加,用水定額下降的速度遠(yuǎn)大于重復(fù)利用率的上升速度。這說(shuō)明工業(yè)用水重復(fù)利用率達(dá)到80%以上時(shí),再提高難度很大,而用水定額的下降可以通過(guò)各種措施實(shí)現(xiàn)。根據(jù)北京市6個(gè)行業(yè)用水水平與大連市同行業(yè)比較可知:大連市紡織行業(yè)中用水定額是北京市的48.47%,而重復(fù)利用率為64.00%,低于北京市的80.60%,原因是紡織行業(yè)中的結(jié)構(gòu)不同。北京市紡織行業(yè)中以棉和毛紡織為主,耗水量較多,循環(huán)水量較大;大連市紡織行業(yè)中以服裝產(chǎn)業(yè)為主,企業(yè)主要以生活用水為主,生產(chǎn)用水極少,因此循環(huán)用水較小,致使在低重復(fù)利用率水平下,用水定額反而較低(表1)。1985年北京市一般工業(yè)產(chǎn)值為441.22億元,1992年達(dá)853.44億元,年均增加9.88%,同期萬(wàn)元產(chǎn)值取水量年均下降9.97%,工業(yè)取水量由1985年的6.77億m3下降至1992年的6.12億m3。1985—1998年,北京市一般工業(yè)產(chǎn)值年均增長(zhǎng)11.9%,而萬(wàn)元產(chǎn)值取水量年均下降15.3%,工業(yè)取水量趨于負(fù)增長(zhǎng)。1998年一般工業(yè)取水量為4.58億m3,小于1985年的取水量(圖2)。3.3北京市在第四系統(tǒng)中存在“1.2.2”現(xiàn)象,居第一,2.1991—2000年,北京市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了較大的調(diào)整,1991年第二產(chǎn)業(yè)占52.4%,位居第一;第三產(chǎn)業(yè)為38.8%,位居第二;第一產(chǎn)業(yè)為8.1%。2000年第三產(chǎn)業(yè)比例增至58.4%,位居首位;第二產(chǎn)業(yè)占38.0%,退居第二位;第一產(chǎn)業(yè)僅占3.6%。GDP從1991年的558.68億元增加到2000年的2478.8億元,年均增長(zhǎng)速度為18.0%,而北京市總用水量在這10a內(nèi)基本維持在40.0億m3左右。20世紀(jì)90年代發(fā)達(dá)國(guó)家(如日本、美國(guó)、法國(guó)和英國(guó))第一產(chǎn)業(yè)比例僅占2%,而三產(chǎn)比例高達(dá)60%～72%。1994年日本第一、二、三產(chǎn)業(yè)比重為2.0%、38.0%、60%,與北京市2000年的比重相似。1992年美國(guó)第三產(chǎn)業(yè)的比重已達(dá)72%,北京市第三產(chǎn)業(yè)比重從58.4%升至80%,還有較大調(diào)整空間。3.4取水量與產(chǎn)出比重1990—1998年,北京市一般工業(yè)(除電力)用水定額年均下降速度為17.2%,大于工業(yè)產(chǎn)值的年增長(zhǎng)速度13.8%,一般工業(yè)取水量趨于負(fù)增長(zhǎng)。1990年一般工業(yè)取水量為5.77億m3,1998年取水量減為4.58億m3。據(jù)筆者調(diào)查,1985—2000年電力、冶金、石化、輕工、紡織5個(gè)行業(yè)的產(chǎn)值比重都以不同的速度在下降,其中以冶金行業(yè)下降速度最快,年均下降8.8%,電力和石化6.0%以上,紡織5.7%,只有電子和通訊產(chǎn)業(yè)以前所未有的速度在增加,年均增長(zhǎng)速度高達(dá)14.6%,成為北京市的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。2000年一般工業(yè)的用水定額減少到24.1m3/萬(wàn)元,成為全國(guó)用水定額最低的城市之一,這主要?dú)w功于北京市工業(yè)內(nèi)部的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整(表2)。3.5北京市工業(yè)用水價(jià)格分析合理的水價(jià)是科學(xué)用水的前提,也是用經(jīng)濟(jì)手段管理水資源不可缺少的條件。對(duì)于不同用戶和企業(yè),執(zhí)行不同價(jià)格,有利于產(chǎn)業(yè)的調(diào)整,抑制高耗水企業(yè)的發(fā)展。20世紀(jì)90年代以來(lái),北京市水價(jià)上漲迅速。1991年底工業(yè)用水水價(jià)從0.25元/t提高到0.45元/t,1996年調(diào)到0.80元/t,1997年12月1.0元/t,1998年8月1.6元/t,1999年10月2.10元/t,2000年11月3.2元/t,平均上漲幅度為32.7%。按照國(guó)務(wù)院的部署,2005年北京市工業(yè)用水水價(jià)將提高到6.0元/t。北京市水價(jià)的上調(diào),對(duì)工業(yè)用水定額的下降起到明顯的推動(dòng)作用。從宏觀角度而言,北京市工業(yè)萬(wàn)元產(chǎn)值用水量的價(jià)格彈性系數(shù)為-0.395～-0.593,這反映了工業(yè)用水對(duì)水價(jià)反應(yīng)的靈敏性。水價(jià)每提高1%,工業(yè)用水定額萬(wàn)元產(chǎn)值用水量將下降0.39%～0.59%。據(jù)調(diào)查,74%的企業(yè)用水定額水價(jià)彈性系數(shù)小于-0.2,對(duì)水價(jià)反應(yīng)敏感;40%的企業(yè)用水定額水價(jià)彈性系數(shù)小于-0.6,對(duì)水價(jià)反應(yīng)很敏感;近20%的企業(yè)用水定額水價(jià)彈性系數(shù)小于-1.0,對(duì)水價(jià)反應(yīng)非常敏感。賈紹鳳對(duì)北京市工業(yè)用水的研究結(jié)果表明,水價(jià)上升0.10元/m3,萬(wàn)元產(chǎn)值耗水量下降約3.33m3/萬(wàn)元。由于水價(jià)與用水需求關(guān)系非常復(fù)雜,目前還很難建立一個(gè)科學(xué)可靠的定量關(guān)系。3.6企業(yè)生活用水管理情況在企業(yè)用水構(gòu)成中,個(gè)別企業(yè)生活用水達(dá)50%,甚至高達(dá)67%。如2000年紡織行業(yè)的生活用水平均占總?cè)∷康?5%～47%;電子行業(yè)生活用水平均占7%～10%,三菱四通生活用水高達(dá)50%;冶金行業(yè)生活用水占16%～24%;啤酒和飲料行業(yè)占13%～17%;化工行業(yè)占6%～16%;電力平均占1.2%。同一行業(yè)、不同企業(yè)之間的生活用水比例相差1～2倍,這說(shuō)明企業(yè)的生活用水管理不到位。有85%以上的企業(yè)用水管理存在漏洞,企業(yè)二級(jí)、三級(jí)水表系統(tǒng)不健全,有的單位雖然安裝了水表,但是缺乏管理。另外,缺乏用水信息化管理,造成歷史數(shù)據(jù)殘缺不全,用水管理工作“斷代”情況比較普遍。3.7北京市污水處理概況城市污水資源化是解決城市水資源短缺的一條重要途徑,對(duì)緩解我國(guó)北方水資源危機(jī)具有重要意義。污水回用技術(shù)上可行,經(jīng)濟(jì)上合理。北京市現(xiàn)有污水處理能力129萬(wàn)m3/d,1998年建成的高碑店二期50萬(wàn)m3/d,每年處理污水3.9億m3。根據(jù)北京市規(guī)劃,2007年北京的污水處理率達(dá)到90%,處理量為268萬(wàn)m3/d,全年達(dá)9.78億m3,污水資源化再利用量為50萬(wàn)m3/d,全年利用量1.82億m3,可以有效的緩解北京市的水資源短缺問(wèn)題。4水重復(fù)利用率分析通過(guò)對(duì)北京市6個(gè)行業(yè)和大連、青島、上海等城市的工業(yè)用水調(diào)查,目前北京市工業(yè)用水節(jié)水水平和管理水平在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。2000年全市工業(yè)用水重復(fù)利用率已達(dá)84.7%,萬(wàn)元產(chǎn)值取水量?jī)H39m3/萬(wàn)元。但是,北京是一個(gè)資源型缺水的城市,工業(yè)節(jié)水工作任重道遠(yuǎn),為繼續(xù)推進(jìn)北京市的工業(yè)節(jié)水工作,提高節(jié)水水平,需要注重以下幾方面。(1)推動(dòng)工業(yè)用水定額實(shí)施方案研究,提高企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)技術(shù)水平用水定額管理是水資源需求管理的重要組成部分,采取必要的法律、行政、經(jīng)濟(jì)、科技、宣傳等手段,對(duì)水資源利用過(guò)程、結(jié)構(gòu)、技術(shù)、方式等因素進(jìn)行廣義管理,提高用水效率。目前,北京市工業(yè)用水還未真正實(shí)施工業(yè)用水定額管理,定額本身只是一個(gè)參考意義上的數(shù)值。因?yàn)楣I(yè)用水千差萬(wàn)別,很難制定一套科學(xué)、先進(jìn)、可操作的用水定額指標(biāo)體系。筆者認(rèn)為,當(dāng)前有必要開(kāi)展工業(yè)用水定額實(shí)施方案研究,推動(dòng)北京市工業(yè)用水定額管理的進(jìn)程。制定工業(yè)用水定額需要考慮以下因素:1)企業(yè)生產(chǎn)主導(dǎo)產(chǎn)品的實(shí)際單位產(chǎn)品的取水量;2)企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的類型(勞動(dòng)力密集型、技術(shù)密集型、資金密集型);3)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)能力;4)企業(yè)的建廠時(shí)間和工藝技術(shù)水平;5)企業(yè)的實(shí)際開(kāi)工狀況;6)企業(yè)排