在全球水資源日益緊張的當下，海水淡化技術正成為解決淡水短缺問題的關鍵力量。隨著2025年的到來，該行業技術不斷革新，傳統以化石能源驅動的海水淡化模式逐漸式微，而清潔、低碳能源與海水淡化的結合成為發展主流。小型模塊化核反應堆(SMR)憑藉其獨特優勢，在海水淡化領域嶄露頭角，為行業發展帶來新的機遇與變革。

  一、核能發展為海水淡化帶來新機遇

  (一)能源轉型中的核能優勢凸顯

  能源轉型朝著電氣化、低碳發電、熱電聯產、低碳制氫與能源結構多元化方向發展，這為核能發展創造了良好環境。全球核反應堆已擁有200多年運行經驗，400 余座核裂變電站穩定運行超半個世紀。核電站反應堆產生的大量 「廢」 蒸汽，能滿足海水淡化對熱源的需求，通過熱電聯產耦合海水淡化，能量利用效率可超 80%，遠高於熱轉化為淨電的 30% - 33%。與風能、太陽能和波浪能等其他低碳能源相比，核能供電連續穩定，在 「雙碳」 目標下，其能源價值將逐步提升，成為化石燃料的首選替代能源。預計到 2060 年，我國波動性可再生能源發電量雖將占總電力供應的 58%，但僅占峰值容量的 8% 左右，核電的穩定供電特性愈發重要。

  (二)小型模塊化核反應堆的突破性優勢

  SMR模塊功率低於300MW，組件和系統可工廠製造、模塊運輸和現場安裝，相比傳統大型核反應堆，具有顯著優勢。我國長達 32647km 的海岸線為 SMR 提供了廣闊布局空間，其分散式布置能滿足不同規模沿海工業區的能源需求，還可結合海水淡化技術，為沿海、海島乃至近海 100 - 200km 缺水地區提供穩定淡水資源。模塊化部署具有高度可擴展性，製造 54 個以上模塊後，效益最大化，模塊成本可降低 40%，還能避免現場建設浪費和返工，降低 20% 的間接成本，最終成本預計可降低 40%。在安全方面，SMR 配備自動關閉系統、多備用發電機和安全殼建築等安全設施，非能動安全系統設計、較低功率輸出以及較小堆芯等特點，有助於縮小場外應急區域，提高社會接受度，同時核廢料可回收再利用。截至2022年，世界各地開發了80多種 SMR 概念與設計，中國、俄羅斯和阿根廷處於研發領先階段，多種 SMR 項目正在建設或已投入運營，SMR 在替代燃煤發電廠和非電力應用方面潛力巨大。

  二、海水淡化技術發展現狀與趨勢

  (一)海水淡化規模持續擴大與發展趨勢

  《2025-2030年中國海水淡化市場專題研究及市場前景預測評估報告》指出，隨著全球水資源需求增加和海水淡化技術進步，海水淡化工程向大型化發展。全球運營中的海水淡化規模從 1969 年的 2.725×10⁴m³/d 增長至 2020 年底的 1.1×10⁸m³/d。海水淡化屬於能源密集型技術，市場增長使能源需求相應增加，傳統海水淡化能耗大、成本高、碳排放高，濃鹽水排放還會損害海洋生態系統，因此清潔或低碳能源的應用以及滷水資源化是未來發展方向。

  (二)海水淡化工藝分類與特點

  海水淡化工藝可根據目標物質、分離工藝和能量類型分類。其中，多級閃蒸(MSF)、多效蒸餾(MED)和反滲透(RO)技術最為成熟且廣泛應用。MSF 裝置核心是閃蒸室，工作溫度 90 - 110℃，適用於需要較高溫度的場景;MED 在加熱管外表面蒸發，能源利用效率更高，操作溫度 70℃，適合與可再生能源結合;RO 通過壓力驅動半透膜分離鹽水，適用於大規模海水淡化，但需對海水預處理，膜易堵塞。三種工藝各有優劣，適用於不同應用場景，RO 因能耗低、效率高、操作簡單等優勢，成為近 20 年來工程應用最多的海水淡化技術。

  (三)海水淡化能耗與成本分析

  海水淡化的能源成本在總成本中占比最高可達 30%。MSF 和 MED 需同時消耗電能和熱能，總能耗和制水成本高於僅消耗電能的 RO。MSF 總能耗(總電當量)為 13.5 - 25.5kW・h/m³，制水成本為 3.72 - 12.52 元 /m³;MED 總能耗(總電當量)為 6.5 - 11.0kW・h/m³，制水成本為 3.72 - 7.22 元 /m³;RO 能耗為 2 - 5kW・h/m³，制水成本為 2.00 - 4.00 元 /m³。最新技術顯示，海水淡化最低能耗已達 2kW・h/m³，制水成本低至 2 元 /m³，相比國內南水北調不低於 10 元 /m³ 的調水成本，具有更強市場競爭力。

  三、SMR 耦合海水淡化的顯著優勢

  (一)降低制水成本

  在海水淡化項目中，建設成本占比達 52%，是制約發展的主要因素。對比 SMR 海水淡化、超超臨界火電(USC)海水淡化和大型核反應堆(LR)海水淡化的建設與運營成本，SMR 海水淡化投資需求最低。在碳稅價格為 140 元 /t 時，低碳能源海水淡化可降低近 20% 運行成本，在歐洲碳稅標準下，成本優勢更突出。

  (二)高效利用低碳能源

  SMR 同時耦合熱脫鹽工藝與 RO 工藝，能量利用率超 80%，通過多工藝集成可顯著降低整體制水成本。利用 MSF 排出的滷水作為 MED 熱源，將兩者產生的優質淡水作為反應堆冷卻劑和蒸發器的給水，RO 給水可通過熱脫鹽系統排放的滷水預熱，RO 排出的滷水可作為 MSF 或 MED 的給水，RO 產水與熱脫鹽系統產水混合可改善水質、降低成本。

  (三)錯峰滿載制氫

  SMR 所有機組模塊可滿負荷運行，在夜間 / 谷電期間，通過切換部分機組工作模式，可實現全功率和最大轉換效率工作，進行錯峰滿載制氫。核電作為低碳能源，利用 SMR 谷電電解水制氫(綠氫)具有成本優勢。電解水制氫成本受電價影響大，電費占總成本 70% 以上，當電價低於 0.3 元 /(kW・h) 時，成本接近傳統化石能源制氫成本。核電電價成本僅為 0.212 元 /(kW・h)，合理利用 SMR 錯峰谷電制氫，成本可達 13 元 /kgH，可與煤炭氣化制氫(12 元 /kgH)和天然氣重整制氫(14.6 元 /kgH)技術競爭。

  (四)滷水資源化利用

  海水中富含多種化學資源，將滷水轉化為有價值的副產品潛力巨大。從滷水中提取鎂、鋰等金屬，可滿足歐洲等地區對關鍵原材料的需求;提取氫氧化鈉可用於平衡海水淡化進水口酸度，防止膜污染。海水中鈾含量豐富，隨著技術進步，有望從海水中提取鈾滿足核電需求;海水中氘濃度約 30mg/L，可作為核聚變反應原料，核聚變若實現，將徹底改變能源和水的生產方式。滷水提取物兼具資源回收和作為海水淡化處理藥劑與能量來源的雙重價值。

  (五)環境影響較小

  SMR海水淡化對環境影響較小。在大氣影響方面，使用化石燃料進行海水淡化會產生大量溫室氣體和有毒排放物，每增加 1000×10⁴m³/d 規模，CO₂、SO₂、NOₓ等排放量將大幅增加。而核能海水淡化可避免 GHG 排放問題，以 RO 工藝為例，核能海水淡化向大氣中釋放的 CO₂ - eq 約 10 - 60g/m³，遠低於天然氣和煤炭海水淡化。在海洋影響方面，SMR 核能海水淡化廠海水取水量較少，可採用間接進水系統，降低對水生生物的撞擊和夾帶現象;對於濃滷水排放，可通過滷水資源化利用或合理排放，減輕對海洋環境的影響。

  綜上所述，2025年海水淡化行業技術發展呈現出向清潔、低碳能源轉型的趨勢，小型模塊化核反應堆與海水淡化的耦合技術具有諸多優勢。SMR 海水淡化可降低制水成本、減少碳排放、實現錯峰滿載制氫，同時對環境影響較小，滷水資源化利用還能提升海水利用的綜合價值。儘管 SMR 技術仍存在一些需要解決的問題，但隨著技術不斷進步和完善，其有望替代傳統化石能源海水淡化技術，為沿海、海島及近海缺水地區提供穩定、低價的淡水資源，在海水淡化領域發揮重要作用，開啟海水淡化行業低碳高效發展的新征程。