0 引言
习近平总书记高度重视节水工作,多次就发展节水产业作出重要指示。节水产业作为节水型社会和现代化产业体系的重要组成,是保障我国水安全、粮食安全、能源安全、生态安全的战略支点。发展节水产业是贯彻新发展理念、发展新质生产力、推进高质量发展的内在要求,是落实《节约用水条例》和水资源刚性约束制度的重要举措。认真贯彻落实习近平总书记关于发展节水产业的重要指示精神,大力推动节水产业发展,以节水产业化推动产业节水化,对于建立节水型生产生活方式、提升水资源节约集约利用能力、推动经济社会绿色转型具有十分重要的意义。
国外部分发达国家节水工作开展较早,节水产业发展比较成熟,取得了显著节水成效。以日本为例,由于水资源分布严重不均衡、淡水资源短缺等,日本积极推动社会各领域节水和水资源精细化管理,大力发展节水有关产业,在工业节水减排、城镇供水管网漏损控制等方面积累了丰富的经验,并培育了多家节水领域世界知名龙头企业。本文通过分析日本开展节水工作的基本情况,总结了日本发展节水产业的重点举措和取得的成效,以及可供我国和其他国家借鉴的节水产业发展经验。在此基础上,根据实际情况,提出加快发展我国节水产业的对策措施,以期为我国加快发展节水产业、推动水利高质量发展提供参考。
1 日本节水基本情况
1.1 日本水资源禀赋
日本主要位于温带和亚热带气候地带,年平均降雨量1700毫米,是世界上降雨量较多的地区。但是由于国土面积小、地势陡峭、河长较短等原因,水资源调蓄难度很大。日本的水资源总量约为4500亿立方米,但人均水资源量只有3300立方米/年,不到世界平均水平的一半,尤其是人口集中的关东都市圈,人均水资源量只有526立方米/年。另外,日本部分地区干旱频繁发生,水资源供需矛盾突出,对国民生活和社会经济造成较大影响。整体来看,日本水资源总量丰富,但人均水资源量偏少、时空分布不均衡,利用难度大,因此日本政府十分重视节水工作。
1.2 日本节水相关法律框架
日本水资源管理的最基本的法律是《河川法》,颁布于1896年,经历多次修订,最新修订于2011年,该法实行“水系一贯式”管理(类似于我国的流域管理),对流域管理原则、中央与地方政府分工、河流开发利用等作了规定。为加强水资源开发与管理,日本还制定了《水资源开发公团法》(1961年)和《水资源开发促进法》(1961年)。在水资源开发总体规划方面,日本编制了《国家水资源综合规划》,阐明水资源开发、保护和利用的基本方向。此外,与节水相关的法律还包括《国土综合开发法》(1950年)、《工业用水法》(1956年)、《供水法》(1957年)、《水污染防治法》(1973年)等。2014年,日本为加强水循环全过程管理和保护,颁布了《水循环基本法》,随后在2015年制定《水循环基本规划》,以落实《水循环基本法》的实施。以上法律文件共同构成了日本节水法律框架体系。
1.3 日本节水管理体制
为加强水资源管理,落实《水循环基本法》,日本内阁设立了水循环政策本部,负责水循环基本规划草案编制、推进实施和综合协调相关事务。水循环政策本部部长为内阁总理大臣,副部长由内阁官房长官(相当于政府秘书长)及水循环政策担当大臣担任。日本水资源管理由国土交通省牵头,环境省、厚生劳动省、经济产业省和农林水产省四大部门协调合作。其中,国土交通省(其职能与我国自然资源部、住房和城乡建设部、交通运输部和水利部等全部或部分职能相当)主要负责水资源开发、利用和规划,环境省(其职能与我国生态环境部职能相当)负责水污染及环境治理,厚生劳动省(其职能与我国人力资源和社会保障部、国家卫生健康委员会职能相当)负责居民生活供水,经济产业省(其职能与我国国家发展和改革委员会、工业和信息化部职能相当)负责工业用水,农林水产省(其职能与我国农业农村部职能相当)负责农业用水。除此之外,日本还组建了半官方的水利机构—水资源开发公团,主要负责协助政府制定长期水资源规划,研究并管理日本七大水系,吸纳政府和社会资金建设水利工程等。
1.4 日本主要用水效率指标
日本年人均用水量为630立方米,约是中国的1.5倍。日本2019年每1万美元GDP用水量为153.2立方米,每1万美元工业增加值用水量为70.1立方米,而我国2019年这两项数据约为438立方米和276立方米。管网漏损控制方面,日本许多城市供水管网漏损率控制在5%以内,其中东京城镇供水管网漏损率控制在3.7%,我国城镇供水管网漏损率约为10%,北京市供水管网漏损率约为8.79%。重点用水行业方面,日本工业用水回收利用率为77.9%,化学和钢铁行业维持在80%~90%,造纸行业约为40%。日本最大的钢铁企业水重复利用率为90%,吨钢新水消耗量约为10吨;而2021年我国重点钢铁企业的水重复利用率为98%,吨钢新水消耗量为2.4吨,用水效率明显优于日本。日本造纸领域代表企业的水重复利用率为93%,而我国造纸领域龙头企业的水重复利用率则高达97%。由此可见,我国重点用水行业的用水效率要优于日本,而日本的GDP用水强度和工业增加值用水强度则明显小于我国,水资源精细化管理水平也优于我国,这与其经济社会发展阶段和产业结构存在一定关系。
2 日本节水产业发展举措和成效
2.1 加强节水技术研发和转化
日本鼓励发展先进节水技术,重视节水技术研发投入和成果转化,依靠先发优势和先进工业体系,在海水淡化技术、污水处理技术、生物净化技术中占据优势地位,是全球节水技术领跑者之一。以膜技术为例,从上世纪60年代开始,日本组织了一系列国家攻关项目并给予经常性的经费支持,构筑起日本膜领域的知识创新体系、技术创新体系和服务体系,企业的技术创新能力、市场开拓能力得到提升,在全球膜领域占据重要地位。近年来,日本对科技创新持续保持高研发投入态势,2023年全社会研发经费超18万亿日元,其中企业研发经费占比约78%。在国家和地方政府支持下,日本形成了企业、大学、科研机构之间科技成果互相转化的格局,专利利用率达50%左右,未转化部分中还有约30%为防御型专利,科技成果转化总体保持较高水平。科技领域的高投入和高转化率为日本节水技术发展提供了良好的基础条件。
2.2 建立激励机制和市场模式
从国家层面到地方政府,日本政府对节水产品推广和节水改造给予多种财政补贴。如日本居民购买节水马桶可获得2.2万日元补贴,购买节水龙头可获得5000日元补贴,公共建筑改装自动水龙头可补贴全部费用的三分之一。中小型企业在采购节水信息化设备时可申请“信息技术使用补贴”,补贴金额最高为450万日元。金融机构为实施节水项目的企业和个人提供低息贷款,利率低于市场利率,贷款期限也相对较长。
日本鼓励推广节水设备融资租赁模式,用户可以低价购买或免费使用节水设备,企业和用户双方共享节水收益或按供水量收费,类似于我国的合同节水管理模式。如部分节水设备公司通过签订合同免费为用户安装水处理设施,根据供应水量向用户收费;或免费为企业用户安装水处理设施,将低品质工业用水处理为高品质生活用水,并与用户分享节约水费的收益;部分专门从事节水器具更换服务的公司,通过销售或租赁的方式,为用户更换节水型水龙头、花洒等节水器具,定期维修维护,如节省水费金额低于节水器具的购置费或租赁费,将按照合同向用户补偿差额。
节水认证方面,目前日本关于可持续发展、节能环保、资源节约的认证种类繁多,认可度较高,这些认证往往将节约用水作为评价指标之一。日本计划于2025年开始实施企业水资源管理认证制度,评估企业节水措施、水源保护工作情况和节水量、水重复利用率等用水效率指标,并对获得认证的企业提供节水改造资金等鼓励措施。
2.3 实行差异化水价制度
日本通过建立差异化的水价机制来推动各领域节水。工业水价方面,日本采用责任水量制度和两部制水价制度,其中以责任水量制度为主,即供水公司与用水企业签订长期供水合同,双方约定基本用水量,即便用水企业的实际用水量未超过基本用水量,也需要满额支付基本用水量和水表使用费,当用水企业超过基本用水量时,要支付超额使用费,超额水价是基本水价的两倍。根据日本工业用水协会统计,日本各地工业基本水价不尽相同,最低仅为每吨2.4日元,最高可达每吨65日元,全国平均为每吨20日元。根据日本工业结构委员会工业用水政策小组的研究,日本企业实际用水量平均为基本用水量的70%,企业要额外支付30%水费。近年来,日本工业用水量呈下降趋势,为了保障水费收入稳定,一些地区还大幅度提高了水价。由此可见,在责任水量制度中,虽然超额水价的加价幅度很大,但制度设计更多出于获取合理投资回报和保障用水需求、促进供水稳定的考虑,节水并非首要目标。但是以市场为导向、以供需关系为调节的工业水价机制更能够体现出水的实际价值,从客观上促进了工业节水。
居民生活用水方面,居民生活水价与水管管径、阶梯用量等因素相关,而实缴水费由计量水费、月租费、税费等部分组成。日本家庭平均每年的消费支出为320万日元,其中水费约为5万日元,占消费支出的1.5%,介于国际平均水平的2%和中国的0.6%之间。此外,不同地区居民生活用水定价标准存在差异。农业用水方面,日本大多数采用定额收费制,农业水价整体偏低,水费大约占日本稻米产值的2%~3%,低于我国在制定水价政策时一般采用的5%~8%,相对我国较为宽松。事实上,日本主要通过水权分配来限制农业领域过度用水。
2.4 降低供水管网漏损率
日本城镇化水平和自来水普及率较高,非常重视供水管网的漏损预防与管理,采取多种措施降低管网的漏损率。比如,为了尽早发现漏水并及时修理,东京市水道局实施常规性检修和24小时机动性维修相结合的工作机制;并采用新技术提高检漏能力,联合私营企业研发应用了多种水管声音采集检漏、时间积分检漏、惰性气体检漏技术,取得了良好成效。
日本极低的管网漏损率还得益于不锈钢供水管网的广泛使用。东京逐步将老旧含铅水管和球墨铸铁水管更换为不锈钢管,并开发出波纹管技术减少接头,管网漏损率和维修次数显著下降。具体地,1992年不锈钢管使用率为64%,管网漏损率为10.2%;2004年不锈钢管使用率达到100%,漏损率也下降到4.4%;2012年漏损率曾降低到2%的历史最低值,近几年则维持在3.5%~3.7%之间。
除此之外,日本大力提升供水系统的精细化、信息化管理水平。2020年,东京市水道局开展“水务智能水表试点项目推广计划”,开发并推广新一代智能水表,利用3年时间在东京市安装12万块智能水表,具有自动抄表、通过手机APP反馈用水量数据和漏水情况、地震和漏水时识别浑浊水体等功能,显著提高了水资源管理效率。
2.5 推动节水企业向海外发展
日本节水技术和产业发达,但日本市场规模有限、市场发展已经饱和,因此日本将海外市场作为节水产业发展的主要方向。日本政府利用节水国际合作和援助扩大国际影响力,帮助日本企业打开海外市场,形成产业界、学术界和政府合作模式。2009年建立了全球城市卫生中心,通过举办海外展览会、研讨会,推动制定国际标准,向海外推广污水处理技术。2013年推动建立国际标准化组织水再利用技术委员会(ISO/TC282),积极主导参与国际标准化工作。2018年建立水资源领域企业海外发展协议机制,由国土交通省每年组织召开2次会议,了解日本企业向海外发展的需求,协调解决日本企业海外发展的困难,帮助日本企业发展海外项目。2023年日本水大奖(Japan Water Prize)的唯一特等奖,授予了“北九州市的水技术正在向世界传播”案例。案例中,北九州市通过日本国际协力机构,向全球13个国家派遣了约200名水领域专家,邀请了来自157个国家和地区的约6000名学员赴当地学习,支持东南亚、非洲等地改善给排水基础设施,并成立由企业、政府机构、大学、研究机构组成的海外供水事业振兴协会,推动有关产业向海外发展扩张。
3 关于发展节水产业的思考
3.1 收益回报是节水产业发展的动力
市场调节和价格杠杆是节水行政管理的重要补充,也是节水市场化的主要动力,让用水户获得节水收益、让节水行业收获利润回报,可以支撑节水产业的健康、持续发展。日本同样面临企业节水内生动力不足的问题,为此,日本多数企业在节水工作中更加注重投入与收益回报的平衡。比如,在部分节水设备公司的设计标准中,工业企业水循环利用率通常为75%左右,而非追求更高的水循环利用率,因为将高污染水处理达到再次利用的标准,能耗和成本过高;且随着工业用水重复利用率的增加,节水边际效益会逐步递减。因此,应综合考虑,平衡水价、节水目标规划和节水投入产出之间的关系,做好梯级利用和集约利用,以节水收益驱动节水投入,推动全社会节约用水和节水产业发展。
3.2 技术创新是节水产业发展的支撑
目前节水领域的核心工艺和设备,多数为欧美日韩企业原创,它们在工业水处理、海水淡化、地下水修复、水质监测、超纯水生产等领域,形成了较强的节水技术壁垒和技术屏蔽,基本垄断了节水产业高端市场,利润率丰厚,如法国和日本代表性的节水设备公司相关业务利润率分别达到了19%和13%。而我国节水行业公司在中低端市场具有成本优势和较强竞争力,但大而不强,盈利能力较弱,平均利润率约为7%。近年来,随着新技术和交叉学科的快速发展,节水新技术不断涌现,智能化、低碳化、资源化是当前节水技术新赛道,通过智慧水务系统实现水资源的精细化管理,可以有效提升水资源节约集约利用水平,必须加大技术研发投入,占领节水科技创新发展高地。
3.3 基础设施是节水产业发展的抓手
节水基础设施是开展节水工作的重要抓手,我国拥有世界最大的单一水市场,近年来大力投入取、供、用、耗、排等节水各领域环节相关基础设施建设,但存在不均衡、不充分问题,还有提质增效的空间。农业是用水大户,我国2023年农业农田灌溉水有效利用系数为0.576,与0.7~0.8的世界先进水平还存在一定差距,农业节水灌溉基础设施还有较大的完善空间。我国再生水利用量增长迅速,但以河湖补水、环卫绿化的生态环境用水为主,再生水管网建设滞后,2021年全国城市再生水固定资产投资38.4亿元,仅占全国城市市政公用设施建设总投资的0.16%。而且我国管网漏损率偏高,参考日本东京、韩国首尔和我国台北地区治理管网漏损的成功经验,随着经济社会的发展,利用财政投资、合同节水管理等开展管网更新改造,可为节水产业发展带来巨大的市场机遇。
3.4 海外市场是节水产业发展的增长点
产业出海是建立国内国际双循环发展格局的必然要求。全球水智库测算,2023年全球水市场总规模超过9000亿美元。部分国际水业巨头形成以海外市场为主的经营方式,国际市场占公司营收80%以上,而我国水务企业以国内市场为主。节水产品方面,日本最大卫浴公司的国际市场占公司营收34%,而我国最大卫浴公司的国际市场份额仅占其营收的2%,因此提升我国节水企业竞争力,拓宽海外市场业务是未来推动节水产业发展新的增长点。
4 加快发展我国节水产业的建议
4.1 激发节水产业市场活力
加强节水产业发展顶层设计,制定节水产业发展中长期规划,健全包括水权水价、财税金融、科技创新等全方位支持节水产业发展的政策体系。强化水资源刚性约束,完善用水定额、计划用水、节水评价等制度,限制浪费水的行为。实施水效领跑者引领行动,扩大水效标识范围,推动节水认证纳入统一的绿色产品认证标识体系。推广合同节水管理和“节水贷”金融服务,拓宽节水领域融资渠道,吸引社会资本和金融资本投入节水领域。鼓励开展水权交易,持续推动水利工程供水价格改革、农业水价综合改革,结合我国经济社会发展阶段合理确定水价,形成有利于节水产业发展的水价机制。
4.2 加强节水领域科技创新
加强科技创新是水利领域发展新质生产力、推动高质量发展的重要组成部分。要积极推进农业、工业、城镇等领域节水科技创新,大力支持节水产品、技术、装备研发,深化“政产学研用”综合服务交流,支持高校和地方建立节水科技成果孵化中心,建立健全先进技术应用推广机制,进一步发挥科技对节水产业发展的支撑作用。加强新一代信息技术与节水技术、管理及产品深度融合,加大先进适用节水技术、工艺、装备的推广应用力度。
4.3 完善节水配套基础设施
以节水基础设施建设为抓手推进节水产业发展。加快农业领域灌区续建配套和现代化改造,推动高效节水灌溉工程建设。加快完善再生水、集蓄雨水、海水及海水淡化水等非常规水利用基础设施,加强非常规水源配置利用。开展城镇管网漏损控制,降低供水管网漏损率,逐步更换年久失修、漏损严重的供水管道。落实节水“三同时”制度,新建、改建、扩建项目应配套建设节水设施,推动各领域补齐节水设施短板,开展节水领域设备更新和消费品以旧换新,推广普及更新节水器具。
4.4 推动节水产业国际化发展
我国在节水实践中积累了丰富的经验和理念,节水理念和实践完成了从“引进来”、到“走出去”的积淀,我国节水产业具备了在海外发展的能力。近几年,我国企业在西亚逐步打开市场,在推进“一带一路”建设中发挥着越来越重要的作用,为节水企业拓展海外业务提供了良好的经验和基础。可以采取政府搭桥、技术输出、产业跟进的模式,讲好中国节水故事,向海外输出具有中国特色、中国智慧的节水技术和实践经验,通过企业出海扩大市场增量,形成国内国际市场相互促进的格局,进一步提升国内和全球水资源集约节约利用水平。
来源:《水利发展研究》网络首发论文 作者:李佳奇,秦国帅,李炳垠,邵思勇