陳愛慧，劉淑靜，王 靜，徐 顯

(國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所，天津 300192)

海水利用是解決我國沿海地區(qū)水資源短缺的重要途徑，是發(fā)展綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)、保障國家水安全、推進(jìn)生態(tài)文明和海洋強(qiáng)國建設(shè)的重要組成部分，對于解決沿海地區(qū)淡水資源短缺、優(yōu)化水資源結(jié)構(gòu)、保障沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，具有重大意義。

本文根據(jù)中國統(tǒng)計(jì)年鑒、中國海洋統(tǒng)計(jì)年鑒、全國海水利用報(bào)告等數(shù)據(jù)資料以及各沿海省、區(qū)、市統(tǒng)計(jì)部門網(wǎng)站等相關(guān)數(shù)據(jù)，在綜合評價(jià)我國沿海11個(gè)省、區(qū)、市2011—2015年海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力的基礎(chǔ)上，探索制約廣東省海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力發(fā)展的主要因素，并提出相關(guān)建議。

1 廣東省海水利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

廣東省多年平均降雨量1 771 mm，水資源總量 1 830億m3，過境客水2 361億m3，水資源相對充沛。廣東省人口總量和經(jīng)濟(jì)總量均較大，人口總量約占全國總?cè)丝诘?%，經(jīng)濟(jì)總量約占全國經(jīng)濟(jì)總量的11%；而人均水資源量相對不足，多年平均為 1 675 m3，低于全國人均水平的2 200 m3，不到世界人均的1/4。近年來，廣東省隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，分階段出現(xiàn)的水資源與水環(huán)境問題目前已集中凸顯，水資源與水環(huán)境問題對全省經(jīng)濟(jì)發(fā)展布局的制約越來越大。此外，廣東省水資源時(shí)空分布不均，夏秋易洪澇，冬春常干旱，沿海臺地、低丘陵區(qū)及海島地區(qū)不利蓄水，缺水現(xiàn)象突出，尤以粵西的雷州半島最為典型。不少河流中下游河段由于城市排污造成水污染，存在水質(zhì)性缺水問題[1]。

廣東省海岸線長為全國之首，海水水質(zhì)優(yōu)良，具有發(fā)展海水利用的自然條件。廣東省是我國較早開展海水綜合利用的地區(qū)，尤其在海水冷卻應(yīng)用方面。1978年，廣東粵華發(fā)電有限公司建成了廣東省首套海水冷卻系統(tǒng)，為廣東地區(qū)電力、鋼鐵、化工等高耗水行業(yè)利用海水開了先河。

改革開放以后，廣東省作為我國首批對外開放的省，經(jīng)濟(jì)得到了快速的發(fā)展，電力、鋼鐵等沿海高耗水行業(yè)紛紛采用海水作為冷卻水。隨著廣東省核電產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，大亞灣核電站、嶺澳核電站、嶺澳核電B站及陽江核電站相繼建成并投入運(yùn)行，廣東地區(qū)海水冷卻利用量逐年增長，年均增長率達(dá)8.12%，截至2016年底，廣東省年海水冷卻量達(dá)386.06億m3(圖1)，占全國總量的32.14%，是我國海水直接利用的第一大省。

圖1 廣東省年海水冷卻利用量變化

在海水淡化應(yīng)用方面，1990年，深圳大亞灣電廠安裝了一套200 m3/d的海水淡化裝置，用于解決廠區(qū)供水不足問題。隨后，廣東惠州華德石化有限公司、廣東揭陽惠來電廠、廣東惠州平海電廠、寶鋼湛江鋼鐵基地、汕尾華潤海豐電廠等紛紛采用海水淡化作為廠區(qū)的重要補(bǔ)給水源，緩解了地區(qū)的用水壓力。

廣東省海島眾多，數(shù)量約占全國海島總數(shù)的16%，僅次于浙江和福建兩省，海島淡水資源短缺。目前，廣東省在南澎島、放雞島、桂山島、東澳島等海島安裝了海水淡化設(shè)備，為海島的旅游、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供保障。截至2016年底，廣東省海水淡化裝機(jī)總規(guī)模為8.12萬m3/d(圖2)，占全國總量的6.83%，全國排名第6。

圖2 廣東省海水淡化裝機(jī)規(guī)模變化

2 實(shí)證分析

構(gòu)建海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力評價(jià)指標(biāo)體系，并基于我國沿海11個(gè)省、區(qū)、市(本文參考的公開出版物未涉及港澳臺數(shù)據(jù)，故未將臺灣列入對比分析中)的面板數(shù)據(jù)，對2011—2015年廣東省海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力進(jìn)行分析。

2.1 評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)海水利用產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)及區(qū)域發(fā)展現(xiàn)狀，遵循指標(biāo)數(shù)據(jù)的科學(xué)性、系統(tǒng)性和可獲得性等原則，構(gòu)建海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力評價(jià)指標(biāo)體系。在參考相關(guān)產(chǎn)業(yè)競爭力評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建的基礎(chǔ)上[2-4]，充分考慮海水利用可以有效替代淡水資源、保障地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的特性，從產(chǎn)業(yè)需求、市場表現(xiàn)和產(chǎn)業(yè)投入3個(gè)方面選擇了8項(xiàng)指標(biāo)(見表1)，對11個(gè)沿海省、區(qū)、市的海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力進(jìn)行比較分析。

表1 海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力評價(jià)指標(biāo)體系

2.2 評價(jià)方法選擇

因子分析法是從研究相關(guān)矩陣內(nèi)部的依賴關(guān)系出發(fā)，將一些具有復(fù)雜關(guān)系的變量高度概括為少數(shù)幾個(gè)綜合因子的一種多元變量統(tǒng)計(jì)方法。利用該方法既可以減少變量的分析維度，又能減少信息的損失[5-7]。所以為了避免應(yīng)用截面數(shù)據(jù)進(jìn)行評價(jià)的片面性，運(yùn)用多維面板數(shù)據(jù)，選擇因子分析法，具體計(jì)算方法如下[8]。

a. 原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，消除數(shù)量級和量綱不同帶來的影響，計(jì)算各個(gè)時(shí)間截面上的樣本相關(guān)系數(shù)矩陣、特征值、特征向量、貢獻(xiàn)率、累計(jì)貢獻(xiàn)率和主成分的線性表達(dá)式。

b. 由主成分的貢獻(xiàn)率加權(quán)得到各個(gè)時(shí)間截面的樣本綜合評價(jià)函數(shù)Fi(tn)：

Fi(tn)=a1(tn)X1+a2(tn)X2+…+am(tn)Xm

(1)

式中：(tn)表示第i個(gè)樣本在tn時(shí)刻的綜合評價(jià)函數(shù)，為對應(yīng)主成分的貢獻(xiàn)率權(quán)重；am為各指標(biāo)的成分得分系數(shù)；Xm為標(biāo)準(zhǔn)化后各個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)。

c. 對綜合評價(jià)F矩陣進(jìn)行因子分析，得出因子得分，按照因子得分值排名對其進(jìn)行評價(jià)。因子分析的有關(guān)計(jì)算，由SPSS19.0軟件完成。

2.3 評價(jià)過程

2.3.1 KMO檢驗(yàn)和Barlett檢驗(yàn)

KMO檢驗(yàn)主要是為了檢驗(yàn)影響海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力評價(jià)的8個(gè)評價(jià)指標(biāo)之間的偏相關(guān)性，如果評價(jià)指標(biāo)之間的偏相關(guān)性過小，則不能進(jìn)行因子分析[9]。一般來說，KMO的統(tǒng)計(jì)量取值在0～1之間，如果KMO值>0.9表示非常適合，0.7

Barlett檢驗(yàn)是用來檢驗(yàn)相關(guān)系數(shù)矩陣是否是單位矩陣，如果Barlett的檢驗(yàn)結(jié)果接受相關(guān)系數(shù)矩陣為單位矩陣，則說明海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力評價(jià)的8個(gè)指標(biāo)之間是相互獨(dú)立的，不能進(jìn)行因子分析；如果Barlett的檢驗(yàn)結(jié)果不是單位矩陣，則說明選擇的8個(gè)指標(biāo)之間是相關(guān)的，適合進(jìn)行因子分析。利用采集的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行KMO檢驗(yàn)和Barlett檢驗(yàn)，得到的KMO值和Barlett檢驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 KMO和Bartlett的檢驗(yàn)

表2中的KMO值顯示，除了2012年為0.585，其余年份均高于0.6，檢驗(yàn)結(jié)果表明這些指標(biāo)比較適合進(jìn)行因子分析。Bartlett檢驗(yàn)的概率值均為0.000，則海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力評價(jià)指標(biāo)之間是相互獨(dú)立性假設(shè)不成立，說明所選擇的指標(biāo)之間存在比較高的相關(guān)性。因此，這些指標(biāo)適合進(jìn)行因子分析。

2.3.2 提取公共因子

以主成分分析法作為提取公共因子的方法，按照特征值大于1的提取原則進(jìn)行公共因子提取，提取的公共因子的特征值及方差貢獻(xiàn)率見表3。

表3 特征根及方差貢獻(xiàn)率

由表3可知，2011—2015年均提取了2個(gè)公共因子，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率分別為79.383%、80.425%、80.096%、81.111%、81.406%，5年的公共因子累計(jì)方差貢獻(xiàn)率均大于或接近80%。當(dāng)累計(jì)方差貢獻(xiàn)率的取值在80%以上時(shí)，原有變量的信息丟失較少。因此，提取2個(gè)公共因子，能夠比較全面地反映實(shí)際情況，可以將其作為評價(jià)海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力的公共因子。

2.3.3 因子命名

通過計(jì)算得出成分矩陣表，用于說明各個(gè)變量是由哪些因子進(jìn)行解釋的。但是由于各變量分解后的結(jié)果區(qū)分度不大，因此，運(yùn)用Kaiser標(biāo)準(zhǔn)化的正交旋轉(zhuǎn)法對其進(jìn)行因子旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)，可將每個(gè)公共因子進(jìn)行命名解釋。表4是經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的因子載荷矩陣，可以看出主因子P1在產(chǎn)業(yè)增加值、從業(yè)人員數(shù)、年替代淡水量和區(qū)位商上載荷較大，因此，因子P1被稱為市場表現(xiàn)因子。因子P2在發(fā)明專利數(shù)、R&D經(jīng)費(fèi)投入和從業(yè)人員數(shù)上載荷較大，因此，因子P2被稱為創(chuàng)新投入因子。

2.3.4 因子得分計(jì)算

表5是運(yùn)用Kaiser標(biāo)準(zhǔn)化的正交旋轉(zhuǎn)法，利用主成分分析得出因子得分函數(shù)的系數(shù)矩陣。根據(jù)因子得分系數(shù)矩陣，利用式(2)可直接得出各個(gè)公共因子的得分：

Pj=a1X1+a2X2+…+a8X8

(2)

表6和表7為計(jì)算出的各個(gè)公共因子得分及排名。

根據(jù)得到的各個(gè)公共因子得分，再利用式(3)計(jì)算各個(gè)地區(qū)的海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力綜合得分：

(3)

式中：Pi為第i地區(qū)的綜合得分；λj為第j個(gè)主因子的貢獻(xiàn)率；λ為所提出公共因子的累計(jì)貢獻(xiàn)率；Pij為第i地區(qū)在第j個(gè)主因子上的得分。由式(3)計(jì)算出的沿海11個(gè)省、區(qū)、市海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力的綜合得分及排名[4]見表8。

表4 旋轉(zhuǎn)成分矩陣

表5 成分得分系數(shù)矩陣

表6 2011—2015年海水利用產(chǎn)業(yè)市場表現(xiàn)因子得分及排名

表7 2011—2015年海水利用產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新投入因子得分及排名

表8 2011—2015年海水利用產(chǎn)業(yè)綜合競爭力得分及排名

3 競爭力分析

從表6～8的各項(xiàng)得分和排名可以看出，我國沿海各省、區(qū)、市在各個(gè)因子方面的競爭力差異較大。在綜合競爭力方面，從縱向比較看，2011—2015年，各個(gè)省份的排名較為穩(wěn)定，沒有大起大落的現(xiàn)象。廣東省海水利用產(chǎn)業(yè)綜合競爭力在5年內(nèi)均排名第4，說明廣東省海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力在全國沿海11個(gè)省、區(qū)、市中處于中等偏上水平，與排名靠前的浙江省、天津市等地區(qū)相比還有很大距離，需要進(jìn)一步借鑒其他優(yōu)勢省、市、區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，彌補(bǔ)自己的劣勢。從橫向比較看，各個(gè)省、市、區(qū)的海水利用產(chǎn)業(yè)競爭力有不同程度的增減，其中，浙江省、廣東省和福建省呈上升趨勢，其余地區(qū)競爭力上升趨勢不明顯。

在市場表現(xiàn)因子方面，廣東省5年平均得分為0.824，高于沿海11個(gè)省、區(qū)、市的平均水平，位居第2。可見，廣東省海水利用產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)業(yè)增加值、年替代淡水量、區(qū)位商和從業(yè)人員數(shù)等方面與多數(shù)沿海地區(qū)相比具有一定的優(yōu)勢。廣東省是我國海水利用大省，尤其在海水冷卻方面，2016年，廣東省年海水冷卻利用量占全國總量的32.15%，位列全國首位，但海水淡化裝機(jī)規(guī)模僅占全國總量的6.83%，與海水冷卻相比，廣東省海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展較緩慢，海水淡化為水資源可持續(xù)發(fā)展的貢獻(xiàn)率較低。因此廣東省還需進(jìn)一步加強(qiáng)海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加大海水淡化應(yīng)用率，提高海水淡化技術(shù)、裝備等的市場競爭力。

在創(chuàng)新投入因子方面，廣東省5年平均得分為-0.628，排名從第8名下滑到第9名，整體呈下降趨勢。廣東省海水利用發(fā)明專利總數(shù)雖不斷增長，年平均值為158件，但與天津、山東、浙江、江蘇和上海等地區(qū)相比還有一定差距；R&D經(jīng)費(fèi)投入和從業(yè)人員數(shù)也與上述地區(qū)存在較大差距。由此可見，廣東省需進(jìn)一步加大海水利用科技創(chuàng)新投入，積極培養(yǎng)海水利用科技人才，加速科技成果轉(zhuǎn)化，提高海水利用產(chǎn)業(yè)的綜合競爭力。

4 對策建議

a. 發(fā)揮優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)作用，提升綜合競爭力。廣東省海水冷卻應(yīng)用量居于全國首位，針對當(dāng)前國家生態(tài)文明建設(shè)、最嚴(yán)格水資源管理制度等政策的要求及市場的需求，應(yīng)積極開展“高效、節(jié)能、綠色、低成本”的海水循環(huán)冷卻關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，鼓勵(lì)沿海電力、鋼鐵、石化等行業(yè)進(jìn)行海水直流冷卻技術(shù)的升級和改造，建成高效、環(huán)保的海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)；制定產(chǎn)業(yè)優(yōu)惠政策，對海水淡化工程給予農(nóng)業(yè)電價(jià)、以電補(bǔ)水等優(yōu)惠政策，進(jìn)一步提高沿海高耗水行業(yè)及海島地區(qū)海水淡化的應(yīng)用比例；加快培育海水利用龍頭企業(yè)，打造海水利用產(chǎn)業(yè)集群，形成規(guī)模優(yōu)勢，提升海水利用產(chǎn)業(yè)綜合競爭力。

b. 加大資金支持，提高創(chuàng)新能力。廣東省政府要在科技創(chuàng)新方面加大資金投入，如設(shè)立海水利用專項(xiàng)資金，開展自主海水循環(huán)冷卻、自主海水淡化核心技術(shù)、關(guān)鍵裝備系列產(chǎn)品的研究及開發(fā)，支持海水利用新技術(shù)、相關(guān)檢驗(yàn)檢測技術(shù)的研發(fā)，提高海水利用產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力和配套能力。同時(shí)，進(jìn)一步推進(jìn)科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化，將科技成果充分應(yīng)用于海水、苦咸水、污水、廢水等水資源可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域，增強(qiáng)海水利用對地區(qū)水安全、生態(tài)文明建設(shè)的保障能力。

c. 加強(qiáng)人才培養(yǎng)，集聚海水利用高端人才。建議廣東省進(jìn)一步整合現(xiàn)有人才、智力資源，完善人才培養(yǎng)和激勵(lì)機(jī)制，激發(fā)海水利用科研人員的積極性和主動(dòng)性；鼓勵(lì)省內(nèi)高校聯(lián)合相關(guān)科研院所、企業(yè)，開展海水利用職業(yè)教育培訓(xùn)，加強(qiáng)專業(yè)隊(duì)伍培養(yǎng)；鼓勵(lì)有條件的高校、科研院所和相關(guān)企業(yè)建立合作研究中心和聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，吸引國外高端人才、團(tuán)隊(duì)、機(jī)構(gòu)、企業(yè)落戶廣東，依托人才引進(jìn)優(yōu)惠政策，引進(jìn)高端人才，培育創(chuàng)新人才隊(duì)伍。