全球水危机全新解决方案：RFD技术重大突破，将海水转化为饮用水【附海水淡化技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

纽约大学坦登工程学院的研究人员在氧化还原流海水淡化(RFD)方面取得了重大突破，这是一种新兴的电化学技术，可以将海水转化为饮用水，还可以存储负担得起的可再生能源。在《Cell Reports Physical Science》上发表的一篇论文中，由化学和生物分子工程教授、DC-MUSE(利用可持续电气化进行化学制造脱碳)主任 André Taylor 博士领导的纽约大学 Tandon 团队将RFD系统的盐去除率提高了约20%，同时通过优化流体流速降低能源需求。

RFD具有多种优势。这些系统提供了一种可扩展且灵活的能源存储方法，能够有效利用太阳能和风能等间歇性可再生能源。RFD还承诺为全球水危机提供全新的解决方案。RFD既可以减少对传统电网的依赖，也可以促进向碳中性和环保的海水淡化过程的过渡。此外，氧化还原液流电池与海水淡化技术的集成提高了系统效率和可靠性。

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技术价值观察

海水淡化产业链上游主要是海水淡化设备制造，包括膜及高分子材料、高压泵、能量回收装置等;中游则为开展海水淡化工程设计、咨询、服务的企业;海水淡化的下游应用主要在市政供水、工业用水等领域。

研究人员在氧化还原流海水淡化(RFD)技术取得重大突破，该技术属于海水淡化技术，因此，该技术处于海水淡化产业链的中游环节，对海水淡化工程产生较大影响。

宏观市场观察

——全球海水淡化产业进入成熟期

地球上71%的面积被海洋覆盖，但人类生产生活所需的淡水资源却相对匮乏。从数据来看，地球上的水总体积约有13亿5900万立方千米，海洋约占地球总水量为97.2%，湖泊咸水和地下咸水占0.94%，淡水资源只有约3500万立方千米，只占总水量的2.53%，再除去无法取用的冰川和高山冰冠中的水，陆地上可利用的淡水湖、地下水和河流的水量不到地球总水量的1%。因此，对资源丰富的海水加以开发和利用，使之变成淡水，一直是人们探索的方向。

早在16世纪，第一个陆基海水脱盐工厂就可能建在突尼斯的一座海岛上，海水淡化开始出现在人们视野中;17 世纪就有海水蒸馏的报道，在1675年和1683年的英国专利No.184和No.226提出了海水蒸馏淡化。进入20世纪，第二次世界大战后，由于国际资本大力开发中东地区石油，使这一地区经济迅速发展，人口快速增加，这个原本干旱的地区对淡水资源的需求与日俱增。而中东地区独特的地理位置和气候条件，加之其丰富的能源资源，又使得海水淡化成为该地区解决淡水资源短缺问题的现实选择，并对海水淡化装置提出了大型化的要求。21世纪以来，海水淡化产业进入成熟期，海水淡化已经成为世界许多国家解决缺水问题，普遍采用的一种战略选择。

——全球海水淡化工程规模超1亿立方米/日

全球海水淡化主要市场集中在中东、美国等地区，亚洲国家如日本、新加坡、韩国、印尼与中国等也都在积极发展海水淡化产业。

根据国际脱盐协会与GWI (Global Water Intelligence)统计数据，截至2022年10月，全球海水淡化工程规模每日可生产淡水10795万立方米，全球海水淡化厂数量达22757家。

——全球海水淡化市场将保持增长趋势

根据国际脱盐协会统计数据，2022年，全球海水淡化工程规模达到10795万立方米/天。数据显示，2021年，全球海水淡化行业市场规模约为192.9亿美元，未来全球海水淡化行业市场将进一步扩大。全球城市化率上升和人口增长是推动海水淡化市场增长的关键因素，此外，水资源短缺、淡水资源枯竭和海水淡化技术的快速改进预计将推动海水淡化市场的增长。同时，天气模式变化、污染加剧和森林砍伐等不断恶化的环境问题正在导致世界各地的水资源短缺和类似干旱的情况，各国政府正在投资开发海水淡化设施或项目以应对这种情况，预计这将推动市场发展。

基于上述分析，全球对海水淡化市场的需求将保持增长趋势，2022-2028年，全球海水淡化市场将以8.8%的复合增长率增长，至2028年，全球海水淡化市场规模将达346亿美元。

——中国海水淡化工程规模逐年增大

据《2021年全国海水利用报告》截至2021年底，全国现有海水淡化工程144个，工程规模1856433吨/日，比2020年增加了205350吨/日。其中，万吨级及以上海水淡化工程45个，工程规模1647248吨/日;千吨级及以上、万吨级以下海水淡化工程52个，工程规模198466吨/日;千吨级以下海水淡化工程47个，工程规模10719吨/日。

——需求：产水用途广

我国沿海11个省(区、市)创造了55%的国内生产总值，而水资源总量仅占全国的27%，成为经济社会发展的瓶颈制约。特别是55个沿海地级以上城市中有51个为缺水城市，12个海岛县全部为缺水县，水资源供需矛盾十分突出。海水淡化是重要优质增量水源，对缓解沿海地区和海岛水资源短缺，保障水安全具有重要意义。

海水淡化水主要用于工业用水和生活用水。其中，工业用水主要集中在沿海地区北部、东部和南部海洋经济圈的电力、石化、钢铁等高耗水行业;生活用水主要集中在海岛地区和北部海洋经济圈的天津、青岛2个沿海城市。2021年，新增用于工业用水的海水淡化工程主要是为化工、电力等高耗水行业提供高品质用水;新增用于生活用水的海水淡化工程主要是为广东省、福建省缺水海岛和浙江省抗旱应急提供可靠的水资源供给。

根据中国水利企业协会脱盐分会数据，截至2020年年底，我国已建成海水淡化项目，引用范围最广的领域为核电和电力与石化和化工，占比分别达到39.39%和20.90%。整体来看工业用水比例远高于市政用水。

——行业发展前景

2021年我国海水淡化总规模约为185.64万吨/日。根据《海水淡化利用发展行动计划(2021—2025年)》，到2025年，全国海水淡化总规模达到290万吨/日以上，新增海水淡化规模125万吨/日以上，其中沿海城市新增105万吨/日以上，海岛地区新增20万吨/日以上。前瞻预测2022年我国海水淡化总规模约为207万吨，2028年将达到400万吨/日左右，年复合增长率约为12%。

中国海水淡化技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，与海水淡化关键技术强关联的城市集群主要集中在华南和西北地区，并且以广州和海口市为重点发展区域，未来布局海水淡化技术及其他相关技术的发展路径，极大可能性在于华南地区优先导入，其中可重点关注广东省广州市天河区、海南省海口市龙华区、陕西省西安市未央区所处海水淡化的相关企业，以及该地方对于海水淡化的产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

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更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国海水淡化产业发展状况调研与投资战略规划分析报告》。

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