水资源是人类生存和发展不可或缺的，虽然大部分地球表面覆盖有水资源，然而其中 96.5% 是海水，无法直接使用，仅有 0.26%的地下水、湖水与河水等淡水资源可以被人们直接利用。
从全球需求来看，目前全球淡水资源不足， 气温不断上升导致冰川正在迅速融化，过度抽取也使地下蓄水层正在干涸。据估计，目前全球有五分之一的人口无法获得安全饮用水，而且这一比例还在增加。据世界银行公布的数据，到 2025 年，将有超过 10 亿人生活在缺水地区，多达 35 亿人可能面临缺水问题。
就国内需求而言，我国是世界上 13 个最缺水的国家之一，人均淡水资源仅为世界平均水平的四分之一。我国水资源分布不均衡，大城市缺水现象普遍，全国 660 多座城市有 400 多座城市缺水，其中 110 座左右严重缺水。淡水资源缺乏已成为制约城市发展的重要因素，严重影响城镇化进程。
淡水短缺是未来主要的威胁之一，是各国关注的全球性问题。我国应结合加强能源应急能力建设，加快发展核能海水淡化产业，抢占全球核能新应用的制高点，服务全球能源资源应急能力建设，服务人类健康生活。
没有绝对正确的工艺，只有更适合的工艺
16 世纪，人们开始尝试在海水中提取淡水，起初是将海水加热产生水蒸气，冷却凝结就可以得到纯水，这是海水淡化技术的开始。目前，海水淡化技术主要分为两类，一类是通过加热得到蒸汽，再使蒸汽冷凝得到蒸馏水;另一类是使用压力泵给水通过半透膜，过滤得到淡水。常用的海水淡化技术主要有三种。
多级闪蒸(MSF)，是将海水加热到一定温度后使其依次流经若干个压力逐渐降低的闪蒸室，热盐水自身温度降低，从而使所产生的蒸汽冷凝成为所需的淡水。
低温多效蒸馏(MED)，是用一定量的蒸汽输入，通过多次的蒸发和冷凝，从而得到多倍于加热蒸汽量的蒸馏水。具有可利用低温热源、能耗低等优点。
反渗透(SWRO)，是在外加压力作用下使海水的水分子通过半透性能的薄膜而不允许海水中的盐分透过，从而淡化海水。随着反渗透膜材料的不断改进，以及膜元件价格的下降，反渗透海水淡化技术越来越引起人们的关注。
由于核电站同时提供电能和蒸汽，以上三种技术都可以与核电站耦合。多级闪蒸与低温多效蒸馏可以使用核电站产生的蒸汽，反渗透技术可使用核电站提供的电能。将蒸馏法和反渗透法结合起来还可以降低海水淡化的成本。
利用热电联产模式，提升海水淡化的经济和环保优势
核能海水淡化可以利用现有在运核电站， 配套建设海水淡化设施，以热电联产模式运行; 也可以研发建造适用于海水淡化等领域的多用途先进核能系统。先进核能系统因体积小、灵活性强、功率比大、适应性好、应用领域广等综合优势，应用于海水淡化领域前景广阔。
根据国际原子能机构(IAEA)的报告，核能海水淡化形成产业规模后 ，成 本约为 0.47 美元/ 立方米~0.5 美元/ 立方米 ，而 对应使用化石能源海水淡化，成 本约为 0.77 美元/ 立方米~0.8 美元/ 立方米，核能海水淡化具有显著的经济优势和清洁无污染的环保优势。
哈萨克斯坦、印度、日本等国经过多年的发展，已经积累了 150 余堆?年的核能海水淡化经验，证实了核电站热电联产用于海水淡化的可行性与可靠性。
日本有 10 余座海水淡化设施与压水堆核电联产项目，可生产 14000 立方米/天的淡水， 已积累 100 多堆?年的核能海水淡化生产运行经验。2002 年，印度在卡培坎建造了一项核能海水淡化示范工程，利用两座 170MWe 的加压重水堆(PHWR)进行海水淡化，配套建设产能为 1800 立方米/天的反渗透海水淡化设施和4500 立方米/天的多效蒸馏海水淡化设施。
2010 年，巴基斯坦卡拉奇压水堆核电站海水淡化联产项目投产，产能为 4800 立方米/天，哈萨克斯坦BN-350 快中子反应堆曾采用热电联产模式运行 ，将 60% 的电能用于海水淡化和供热。俄罗斯利用罗斯托夫核电站配套建设 8 座海水淡化设施，淡水产能为 9600 立方米/天。
2018 年，俄罗斯曾探讨与埃及在埃合作建造一座双机组 AES-2006 核电站，并配套建设海水淡化设施，淡水产能为 34 万立方米/天。
同时，俄罗斯、韩国等国正研发适用于核能海水淡化的先进核能系统，国际竞争格局正逐步形成。
俄罗斯研发的KLT-40S 先进核能系统，技术源自破冰船反应堆，适用于海水淡化、供热等领域，装机容量为 85MWe，海水淡化设计产能24 万立方米/天。2019 年，装载两个 KLT-40S核能系统的改进“罗蒙诺索夫院士”号浮动核电站，正式投入使用。
韩国研发的 SMART 先进核能系统，功率为 330MWt，装机容量为 90MWe，适用于海水淡化和热电联产等，淡水产能为 4 万立方米/天 。 2019 年 9 月 ，韩 国 与 沙 特 阿 拉 伯 签 署SMART 反应堆商业化合作协议，并拟建造首台 SMART 反应堆。
阿根廷研发的 CAREM 先进核能系统，功率为 100MWt，适用于海水淡化和热电联产。
2014 年，阿根廷在阿图查附近开始建造一座CAREM 原型堆，预计 2021 年开始运行。
我国核能海水淡化领域取得进展
我国辽宁省红沿河核电厂已实现利用核电站余热进行海水淡化，为核电机组提供冷却水， 产能为 10080 立方米/天。我国一直紧跟世界前沿研发多用途先进核能系统，目前已成功研发“ 燕龙”“ 玲龙一号”等先进核能系统，适用于海水淡化、供热等领域。
虽然我国在核能海水淡化领域已有成功实践，但笔者建议，我国核能海水淡化发展还应从如下几方面继续推进。
一是积极开发核能海水淡化示范工程项目。将核能海水淡化项目作为我国加强能源应急能力建设、应对重大突发事件的优先选项。优先在山东、浙江等条件较好的地区建设核能海水淡化示范工程，积累建造运行经验，创造新商业模式。
二是加快推进先进核能系统的研发。充分利用我国在核反应堆设计、建造方面的科研优势，动员国内的科研队伍，加快组织对国内先进核能系统的研发，并用于海水淡化项目。开发建设先进核能系统应用于海水淡化的示范工程，推广商业化。
三是推动核能海水淡化项目“ 走出去”，尽早占领核能海水淡化市场。随着地球淡水资源的缺乏，中东、北非等淡水资源禀赋不足的国家对海水淡化的需求不断增加，应当充分整合我国在核电海水淡化等多方面的现有资源，考虑在淡水资源缺乏但能源资源丰富的国家，推动核能海水淡化项目与本地能源、资源置换，推动核能海水淡化项目“走出去”。
（作者：孙小凯 李林蔚 刘达 王鹏飞 石安琪 刘洪军
中核战略规划研究总院）
