在全球水资源日益紧张的当下，海水淡化技术正成为解决淡水短缺问题的关键力量。随着2025年的到来，该行业技术不断革新，传统以化石能源驱动的海水淡化模式逐渐式微，而清洁、低碳能源与海水淡化的结合成为发展主流。小型模块化核反应堆(SMR)凭借其独特优势，在海水淡化领域崭露头角，为行业发展带来新的机遇与变革。

  一、核能发展为海水淡化带来新机遇

  (一)能源转型中的核能优势凸显

  能源转型朝着电气化、低碳发电、热电联产、低碳制氢与能源结构多元化方向发展，这为核能发展创造了良好环境。全球核反应堆已拥有200多年运行经验，400 余座核裂变电站稳定运行超半个世纪。核电站反应堆产生的大量 “废” 蒸汽，能满足海水淡化对热源的需求，通过热电联产耦合海水淡化，能量利用效率可超 80%，远高于热转化为净电的 30% - 33%。与风能、太阳能和波浪能等其他低碳能源相比，核能供电连续稳定，在 “双碳” 目标下，其能源价值将逐步提升，成为化石燃料的首选替代能源。预计到 2060 年，我国波动性可再生能源发电量虽将占总电力供应的 58%，但仅占峰值容量的 8% 左右，核电的稳定供电特性愈发重要。

  (二)小型模块化核反应堆的突破性优势

  SMR模块功率低于300MW，组件和系统可工厂制造、模块运输和现场安装，相比传统大型核反应堆，具有显著优势。我国长达 32647km 的海岸线为 SMR 提供了广阔布局空间，其分散式布置能满足不同规模沿海工业区的能源需求，还可结合海水淡化技术，为沿海、海岛乃至近海 100 - 200km 缺水地区提供稳定淡水资源。模块化部署具有高度可扩展性，制造 54 个以上模块后，效益最大化，模块成本可降低 40%，还能避免现场建设浪费和返工，降低 20% 的间接成本，最终成本预计可降低 40%。在安全方面，SMR 配备自动关闭系统、多备用发电机和安全壳建筑等安全设施，非能动安全系统设计、较低功率输出以及较小堆芯等特点，有助于缩小场外应急区域，提高社会接受度，同时核废料可回收再利用。截至2022年，世界各地开发了80多种 SMR 概念与设计，中国、俄罗斯和阿根廷处于研发领先阶段，多种 SMR 项目正在建设或已投入运营，SMR 在替代燃煤发电厂和非电力应用方面潜力巨大。

  二、海水淡化技术发展现状与趋势

  (一)海水淡化规模持续扩大与发展趋势

  《2025-2030年中国海水淡化市场专题研究及市场前景预测评估报告》指出，随着全球水资源需求增加和海水淡化技术进步，海水淡化工程向大型化发展。全球运营中的海水淡化规模从 1969 年的 2.725×10⁴m³/d 增长至 2020 年底的 1.1×10⁸m³/d。海水淡化属于能源密集型技术，市场增长使能源需求相应增加，传统海水淡化能耗大、成本高、碳排放高，浓盐水排放还会损害海洋生态系统，因此清洁或低碳能源的应用以及卤水资源化是未来发展方向。

  (二)海水淡化工艺分类与特点

  海水淡化工艺可根据目标物质、分离工艺和能量类型分类。其中，多级闪蒸(MSF)、多效蒸馏(MED)和反渗透(RO)技术最为成熟且广泛应用。MSF 装置核心是闪蒸室，工作温度 90 - 110℃，适用于需要较高温度的场景;MED 在加热管外表面蒸发，能源利用效率更高，操作温度 70℃，适合与可再生能源结合;RO 通过压力驱动半透膜分离盐水，适用于大规模海水淡化，但需对海水预处理，膜易堵塞。三种工艺各有优劣，适用于不同应用场景，RO 因能耗低、效率高、操作简单等优势，成为近 20 年来工程应用最多的海水淡化技术。

  (三)海水淡化能耗与成本分析

  海水淡化的能源成本在总成本中占比最高可达 30%。MSF 和 MED 需同时消耗电能和热能，总能耗和制水成本高于仅消耗电能的 RO。MSF 总能耗(总电当量)为 13.5 - 25.5kW・h/m³，制水成本为 3.72 - 12.52 元 /m³;MED 总能耗(总电当量)为 6.5 - 11.0kW・h/m³，制水成本为 3.72 - 7.22 元 /m³;RO 能耗为 2 - 5kW・h/m³，制水成本为 2.00 - 4.00 元 /m³。最新技术显示，海水淡化最低能耗已达 2kW・h/m³，制水成本低至 2 元 /m³，相比国内南水北调不低于 10 元 /m³ 的调水成本，具有更强市场竞争力。

  三、SMR 耦合海水淡化的显著优势

  (一)降低制水成本

  在海水淡化项目中，建设成本占比达 52%，是制约发展的主要因素。对比 SMR 海水淡化、超超临界火电(USC)海水淡化和大型核反应堆(LR)海水淡化的建设与运营成本，SMR 海水淡化投资需求最低。在碳税价格为 140 元 /t 时，低碳能源海水淡化可降低近 20% 运行成本，在欧洲碳税标准下，成本优势更突出。

  (二)高效利用低碳能源

  SMR 同时耦合热脱盐工艺与 RO 工艺，能量利用率超 80%，通过多工艺集成可显著降低整体制水成本。利用 MSF 排出的卤水作为 MED 热源，将两者产生的优质淡水作为反应堆冷却剂和蒸发器的给水，RO 给水可通过热脱盐系统排放的卤水预热，RO 排出的卤水可作为 MSF 或 MED 的给水，RO 产水与热脱盐系统产水混合可改善水质、降低成本。

  (三)错峰满载制氢

  SMR 所有机组模块可满负荷运行，在夜间 / 谷电期间，通过切换部分机组工作模式，可实现全功率和最大转换效率工作，进行错峰满载制氢。核电作为低碳能源，利用 SMR 谷电电解水制氢(绿氢)具有成本优势。电解水制氢成本受电价影响大，电费占总成本 70% 以上，当电价低于 0.3 元 /(kW・h) 时，成本接近传统化石能源制氢成本。核电电价成本仅为 0.212 元 /(kW・h)，合理利用 SMR 错峰谷电制氢，成本可达 13 元 /kgH，可与煤炭气化制氢(12 元 /kgH)和天然气重整制氢(14.6 元 /kgH)技术竞争。

  (四)卤水资源化利用

  海水中富含多种化学资源，将卤水转化为有价值的副产品潜力巨大。从卤水中提取镁、锂等金属，可满足欧洲等地区对关键原材料的需求;提取氢氧化钠可用于平衡海水淡化进水口酸度，防止膜污染。海水中铀含量丰富，随着技术进步，有望从海水中提取铀满足核电需求;海水中氘浓度约 30mg/L，可作为核聚变反应原料，核聚变若实现，将彻底改变能源和水的生产方式。卤水提取物兼具资源回收和作为海水淡化处理药剂与能量来源的双重价值。

  (五)环境影响较小

  SMR海水淡化对环境影响较小。在大气影响方面，使用化石燃料进行海水淡化会产生大量温室气体和有毒排放物，每增加 1000×10⁴m³/d 规模，CO₂、SO₂、NOₓ等排放量将大幅增加。而核能海水淡化可避免 GHG 排放问题，以 RO 工艺为例，核能海水淡化向大气中释放的 CO₂ - eq 约 10 - 60g/m³，远低于天然气和煤炭海水淡化。在海洋影响方面，SMR 核能海水淡化厂海水取水量较少，可采用间接进水系统，降低对水生生物的撞击和夹带现象;对于浓卤水排放，可通过卤水资源化利用或合理排放，减轻对海洋环境的影响。

  综上所述，2025年海水淡化行业技术发展呈现出向清洁、低碳能源转型的趋势，小型模块化核反应堆与海水淡化的耦合技术具有诸多优势。SMR 海水淡化可降低制水成本、减少碳排放、实现错峰满载制氢，同时对环境影响较小，卤水资源化利用还能提升海水利用的综合价值。尽管 SMR 技术仍存在一些需要解决的问题，但随着技术不断进步和完善，其有望替代传统化石能源海水淡化技术，为沿海、海岛及近海缺水地区提供稳定、低价的淡水资源，在海水淡化领域发挥重要作用，开启海水淡化行业低碳高效发展的新征程。