“未來新水務”是由京津冀國家技術創新中心、北控水務集團共同支持，行業十余位權威專家聯合于2023年3月發起的重大開發計劃，以為美麗中國建設提供“充足、健康、持續的水資源”為愿景，通過“智庫建設，技術創新，范式革新”的方式，凝聚行業智慧，探索未來發展之道。
在當前全面建設美麗中國的時代背景下，面對氣候變化嚴峻挑戰與人工智能技術革命的疊加歷史機遇，水務行業正迎來歷史性革新點，壓力與契機并存。對此，未來新水務專家委員會經過系統思考形成清晰完整的認識，期望能夠帶來大范圍的智慧融通與啟迪創新，推動水務行業升級發展。本報全文刊登思想成果，向行業各界展示。
過去四十載，中國經濟社會取得了舉世矚目的跨越式發展，水務行業亦歷經深刻變革，取得了輝煌成就。如今，中國已建成全球規模最為龐大的水資源調蓄系統、城鎮供水網絡和排水設施，積累了規模空前的水務資產。這些成果不僅滿足了農業持續增產、工業高速發展和城鎮化進程加速對水資源的龐大需求，還在很大程度上遏制了工業化、城鎮化伴生的水污染問題，為經濟社會的可持續發展筑牢了根基。
展望未來，中國水務行業正處于歷史發展的新起點。“機遇與挑戰并存，關鍵在于如何把握。”美麗中國建設對水務行業提出了更高的要求，這無疑是行業再次騰飛的重大契機。氣候變化帶來諸多嚴峻挑戰，但“雙碳”目標的提出也為行業發展帶來新的機遇。以人工智能（AI）為代表的新一輪科技革命正在深刻改變社會發展模式，水務行業必須積極擁抱變革，緊跟時代發展步伐。
“謀定而后動，知止而有得”。在這樣的時代大背景下，中國水務行業迫切需要以“統籌全局、頂層規劃”的戰略思維，立足時代潮頭，錨定發展航向，重新審視和規劃行業未來發展路徑。
現狀與挑戰
針對當前水務行業的問題，我們有如下認識：
1、支撐美麗中國建設任重而道遠
生態文明和美麗中國，是中國式現代化的重要組成部分，關乎國家高質量發展和長久繁榮。水務事業作為美麗中國建設的關鍵支撐，當前的發展布局與這一宏偉目標之間尚存較大差距。
其一，水務行業支撐生態環境健康安全的整體目標尚不清晰。習近平總書記明確指出，要讓城鎮居民“望得見山、看得見水、記得住鄉愁”。實現“人水和諧”，經濟發展與生態環境相得益彰，構建水量充沛、水質良好、生態完整的綠色流域系統，是美麗中國與生態繁榮的具象化，也是我國經濟社會發展可預期的未來。
“理念革新比技術革新更困難，也更重要。”水、自然與社會是一個有機整體，而當前水務工作缺乏對美麗中國的整體性和系統性把握，囿于局部視角、長于分組指標，供水、用水、排水、水環境和水安全等水務領域的人為割裂，未能形成有機統一的工作體系，仍然習慣于用“農業思維”和“工業手段”來解決問題。現有的“流域－社會循環系統”存在對上游水資源過度依賴、對下游水生態影響較大、對經濟發展支撐不足、對自然災害抵抗薄弱等問題，缺乏整體生態建設和水生態安全保障工作頂層設計。從理念和目標上，應當從水資源量的管理向保障水生態、水安全轉變，以恢復和保護生態系統完整性為核心規劃發展。
其二，支撐全面現代化進程，“總量”問題愈發凸顯。得益于最嚴格的水資源管理制度，我國在水資源緊缺的嚴峻國情下，實現了經濟社會的快速發展。然而，當前我國水資源已經接近潛在供給能力的天花板。一方面，剛性需求激增。為實現“到2049年達到中等發達國家水平”的發展目標，城鎮化率需從67%到80%（發達國家平均水平），這意味著將有近兩億人口涌入城鎮，形成數個超級城市群，僅人口增加預計就會使用水量上升20%以上。另一方面，節水潛力見頂。當前我國萬元GDP用水量為41.7立方米，顯著低于中高等收入國家平均值，全球“最嚴格”節水措施帶來的經濟增長空間已接近極限。在人均GDP從1.26萬美元邁向4萬美元的發展進程中，水資源總量不足或將成為我國現代化進程的掣肘。面向新時期、新發展、新需求，“水資源與發展”這一命題需要新的解答。
其三，水資源供給不充分、分配不平衡的矛盾，亟待徹底解決。黨的十九大指出，我國社會主要矛盾已經轉化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發展之間的矛盾。這一矛盾在水務行業更加突出：我國水資源開發利用率高達73%，遠超國際警戒線40%，地域性錯配與功能性擠占共同構成復合型危機。一是區域失衡。北方地區人均水資源量不足全國的1/3，黃淮海流域僅靠全國7%的水資源，支撐38%的人口和44%的GDP，地下水超采面積達28萬平方公里。“一方水土養一方人，地理環境的差異決定了發展的多樣性與挑戰性。”區域水資源的不均衡分布，不僅加劇了發展的壓力，也為生態環境保護帶來了嚴峻挑戰。二是功能失衡。農業用水占比超過一半，工業與生活用水爭奪地表水，生態用水長期被擠占，導致河流斷流、濕地萎縮、水環境水生態改善遲緩等問題。功能性失衡的背后，是人與自然關系的錯位，也是發展理念的偏差。三是氣候變化沖擊。氣候變化進一步擾亂水資源時空分布，傳統“以豐補歉”調配機制逐漸失效，加劇“生產－生活－生態”三水“爭搶”的困境。“氣候變化如同自然的老師，它教會我們尊重規律、敬畏自然。”“水資源的平衡不僅是發展的基石，更是文明永續的保障。”只有解決這一深層次矛盾，才能真正實現人民日益增長的美好生活需要與經濟社會發展的協調統一。
2、對氣候變化認識和應對不足
其一，“水危機”是氣候變化的重要表現形式。在氣候變化的背景下，水問題已成為全球關注的焦點。降雨模式愈發難以預測、冰蓋加速融化、海平面持續上升，洪水、干旱等極端天氣事件頻繁發生，均凸顯了氣候變化對水資源的深遠影響。當前，極端天氣事件的強度和不確定性日益增加，由此引發的公共安全事件給社會經濟帶來巨大損失。同時，氣候變化導致冰川、冰蓋和雪原迅速消融，眾多大型河流上游的水源供應減少、徑流不足，進而引起全球水資源格局的劇烈變化。一些原本水資源豐富的地區，也開始面臨干旱缺水的困境。
案例：氣候變化與水危機
·極端天氣：北京“7·21”特大暴雨導致160.2萬人受災，經濟損失高達116.4億元；2023年涿州地區因暴雨積水，道路被淹，水深一度達到6米；同年北京市門頭溝區最大降雨點位降雨量超過1000毫米，遠超往年平均總降水量。
·水資源格局改變：2022年，長江上游多省出現江河斷流，重慶25座水庫一度干涸，上游水資源供應的減少還引發了入海口咸潮入侵、生態穩定性失衡等一系列問題，上海長江口遭遇了歷史上最早且最為嚴重的咸潮侵襲，青草沙水庫連續78天無法取水，創下了建庫以來的最長記錄。
預計到2050年，全球將有超過20億人口棲息于水資源極度匱乏的國家與地區，22個國家將遭遇嚴峻的水資源短缺挑戰。聯合國明確指出，實現水資源的可持續管理對于構建社會與生態系統的韌性、降低碳排放至關重要，氣候政策的制定者們應將水資源管理作為核心工作內容。
其二，實現“雙碳”目標及技術布局已顯著落后。在應對氣候變化的全球行動中，加強碳減排、實現碳中和已成為國際社會的普遍共識，也是各行業升級實現轉型升級和技術進步的重要戰略機遇。“氣候變化不是遙遠的威脅，而是現實的挑戰。”碳中和不僅是環境治理的核心任務，更是推動經濟社會全面轉型的關鍵動力。
我國已明確石化、建材、鋼鐵等七大重點碳減排行業，水務行業則被歸入“自愿性減排”領域，這在一定程度上影響了行業的政策支持和發展積極性。“戰略的高度決定行動的廣度。”相比之下，歐美諸多發達國家將水務行業作為實現“雙碳”目標的重要力量，積極布局。他們不僅制定了明確的戰略目標，還建立了完善的技術體系，涵蓋水的化學能、熱能、物質元素等各類潛能的循環利用。在能源回收方面，發達國家提出了基于進水碳源“預濃縮”的新技術范式；在磷資源回收方面，歐盟新修訂的水指令設定了明確的磷回收目標；部分發達國家在碳中和與資源循環利用方面已經完成工業化布局，并進入實施階段。我國水務行業在理念、目標、技術上與發達國家差距明顯。
案例：部分歐美發達國家水務碳中和戰略
·荷蘭2030年污水廠碳中和路線圖（NEW s）：NEW s是Nutrient(營養物)+Energy(能源)+W ater(水)factories(工廠)詞組的縮寫，表示可持續理念下的污水處理廠其實是營養物、能源和再生水三位一體的生產工廠。
·新加坡PUB綠色水廠計劃：到2030年水廠能源自給、實現碳中和。為此，PUB將采用3R（減量、替代、去除）的方法來實現水系統的脫碳運營。
·美國水環境研究基金(WERF)提出“Carbon-free W ater”，制定至2030年所有污水處理廠均要實現碳中和運行的目標。
3、整體落后于新科技革命
在科技革命的強勁推動下，人類社會經歷了工業化、信息化、數字化等發展階段，當代強國的崛起，無不與科技革命緊密相連。如今，人工智能時代正以磅礴之勢席卷全球，強化學習、世界模型等領域的突破性進展，持續引發各應用領域的顛覆性變革。“科技革命不是漸進式的改良，而是對人類文明的重塑。”在公共事業領域，智慧交通網絡、智能電網系統等正在深度重構產業格局。我國生態環保大會提出的“四大戰略轉變”，即從重點整治轉向系統治理、從被動應對轉向主動作為、從全球參與者轉向規則引領者、從經驗探索轉向科學治理，與科技革命形成了時代共振，為環保行業指明了轉型升級的方向。
“科技革命的浪潮，既是機遇，更是挑戰。”水務行業在這場科技革命中的發展顯得相對遲緩。由于水務市場碎片化，且高度依賴行政性的“考核與標準”，行業長期陷入漸進式創新的路徑依賴，在應對新技術和信息化融合方面力不從心。“創新不是簡單的技術疊加，而是對傳統思維的根本性突破。”對于“AI+環保”蘊含的巨大潛力，水務行業尚未給予應有的重視，更缺乏顛覆性的自主創新。站在智能化社會轉型的關鍵節點，水務行業必須主動擁抱智能科技浪潮，從“治理跟隨者”轉變為“技術引領者”，借助算法驅動和數據賦能，開啟可持續發展的新篇章。
新水務新內涵
面對新形勢，水務行業應有新的使命和目標。經過廣泛而深入的研討，我們認為，中國式“未來新水務”應涵蓋以下內容：
1、再造水系統，支撐美麗中國建設
當前，我國的水資源、水環境及水生態均面臨功能弱化、余量不足的問題，亟需重構水資源系統，再造水生態系統，重塑分配格局，逐步恢復水生態的完整性。
一是水生態系統再造，構建充滿活力的區域水循環。在人與自然和諧共生的美麗中國愿景的宏偉藍圖下，水務行業應致力于推動水資源、水環境與水生態的協調統一。革新水環境治理策略，從傳統的斷面控制轉變為優化區域徑流管理，構建水文良性微循環，增強河湖系統的調蓄功能，提升區域引排能力。以水量充沛、生態完整的支流滋養活力充沛的干流；同時，以生態流量和生態系統完整性為指導，綜合運用人工干預與自然恢復的方法，有效解決生態用水短缺和水生態失衡等關鍵問題，恢復河流湖泊等自然水體的原始紋理、生態健康。
二是水資源系統重構，拓展水資源承載能力。水務行業應立足全球最大規模的水工業和基礎設施，應用新理念和新技術，大幅提升水資源供應能力，激發社會發展活力，打造新的經濟增長點。構建國家水網，更大范圍、更有效率地實現水資源的空間均衡；采用“近岸短流程海水淡化”等技術，規模化解決沿海經濟發達地區水資源總量不足的問題；推進區域再生水循環，補充河流生態基流，緩解各部門之間“爭搶”地表水、“擠占”生態水的困局，改善北方地區缺水和季節性河流缺水等狀況。
三是重塑水資源分配格局，實現均衡發展。構建以再生水和海水淡化為主體的工業用水體系，以優質天然水源為支撐的居民生活用水體系，以及以地表水和再生水高效利用為主要水源的農業用水體系，開創“用水新格局”。優化國家水網結構，改善區域水資源配置，有效緩解北方城市水資源短缺、水環境達標壓力大和地下水位下降等問題；建立以海水淡化為核心的沿海短程水循環系統，與現有大規模水資源調配模式相配合，為上游地區“降壓減負”；推進都市農業革命，大幅降低傳統農業灌溉用水需求，改變農業用水占比過高的格局，釋放更多高質量水源，支撐城市更新和產業創新。
2、在應對氣候變化中展現更大作為
“領導力可以將愿景提升到更高的目標，并激勵他人超越自我利益”。水務行業正從資源供給的幕后走向低碳社會構建的前臺，重新定義自身的價值與使命，這不僅關乎行業在新時期的發展方向，還涉及資源整合與文化重塑。
一是領導構建行業整體“雙碳”目標及實施路線圖。目前，我國城鎮污水處理系統碳排放呈現出部門集中、能源替代碳減排潛力巨大的特點。未來新水務專家委員會已經明確提出“2040碳中和”的行業目標和具體的實施路線圖，涵蓋化糞池改造、管網水力優化、污水處理廠工藝過程優化、節能降耗、排外水處理、污泥厭氧消化等九大技術路線；同時，從企業層面和政策層面提出了八大行動建議，形成了可操作、可實施的行動方案。“碳中和目標的實現，不僅是技術的突破，更是行業共識與集體行動的體現。”水務行業應展現出更大的格局和擔當，引領低碳轉型，為應對氣候變化貢獻更大力量。
案例：我國城鎮污水處理廠部分碳減排實踐
·北控水務集團開展了節能降耗優化行動，通過優化水泵等降低電能消耗達到30%；
·北京排水集團積極推廣再生水廠水源熱泵應用，熱能回收用于廠區供暖，減少對熱能輸入的依賴，2016—2020年，累計供熱量為530萬GJ，累計減碳29萬t CO 2-eq；
·宜興城市污水資源概念廠采用有機質協同厭氧消化處理，產生的沼氣被用于熱電聯產，反哺污水處理廠能耗，引領污水處理廠向能源工廠的轉變。
二是推動建立韌性安全水系統。在城市規劃與設計過程中，積極融入水敏感性城市設計（WSUD）理念，全面考量水文環境、現有基礎設施、經濟社會發展以及城市系統間的相互作用，減小對自然水循環的負面影響。推廣綠色屋頂，實現其蓄水功能，調節城市微氣候，緩解熱島效應，減少碳排放；建設雨水公園，利用公園綠地吸收和滯留雨水，降低徑流速度，為市民提供休閑空間；從整體水循環的角度出發，為水基礎設施構建韌性框架，對供水、排水、防洪、排澇等系統進行韌性評估，提升水基礎設施抗風險能力，增強城市對氣候變化的適應力。
三是通過技術探索，拓展行業增長空間。未來新水務專家委員會積極開展與應對氣候變化相關的研究。推進地下式污水處理系統中各種低碳高效技術的應用研究，將污水處理與生態景觀、休閑娛樂、科普教育、科技研發、濕地綠化等公共服務有機融合，探索綠色基礎設施建設及價值提升新模式；開展“云-鏈-端”系統構建和運行模式研究，借助大數據與人工智能技術，推動水務行業的技術變革和集成創新，打破傳統運營范式；開展基于膜分離的城市污水碳源預濃縮（MPC）技術研究，解決污水處理高能耗、低資源回收問題，為有機物回收和污水處理廠的能量自給創造新的可能；探索更有效的污泥原位減量及資源化路徑，在源頭除砂、過程減量、末端減容等各個環節取得突破，為行業降低碳減排、推動資源化利用提供有力支持。基于氣候變化的技術探索，既是應對挑戰的必然要求，也是拓展行業增長空間的核心動力。
3、充分供給“發展水”，全面支撐現代化進程
未來的水務發展，面臨著“剛性用水”和“柔性用水”兩方面的增量壓力。剛性用水與城市化和GDP增長正相關，是經濟社會發展的基礎；柔性用水則涉及提高生活質量和人居環境美化等需要，是發展進階的體現。
一是保障“剛性用水增量”。長期來看，要實現我國經濟社會均衡、可持續、跨越式發展，需充分考慮未來用水大規模增長的需要，包括超大城市發展的剛性用水、城市戰略功能轉型的用水壓力、發展新質生產力過程中的用水增量等。
二是保障“柔性用水增量”。過去二十年，我國在經濟實現飛躍式發展，GDP增長十余倍的同時，保持了用水總量的穩定，其背后是社會整體的巨大努力和犧牲，包括美麗的自然景觀、豐富多彩的生活場景以及可持續發展的基礎。在最嚴格水資源管理制度下，我國對于水資源的使用需求尚停留在“保障基本生活與生產的水”上。但我們極度缺少“生態水”“幸福水”“發展水”。展望未來，在現代化建設過程中，應更加注重滿足人民豐富多樣的用水需求。
案例：失卻的柔性用水
在城市用水緊張的背景下，“城市內部不應存在大面積水域”的理念一度成為主流，特別是在北方城市，大型景觀水面較為稀缺；
國家通過實施高額水費等嚴格節水措施，控制洗浴、高爾夫等水資源消耗大的行業用水需求；
為了節約用水，明確禁止對桉樹等耗水植物的種植；限制對水資源需求較大的農作物的種植，嚴厲打擊“水稻上山”。
三是保障“想象力”與“新場景”。水資源短缺嚴重制約著經濟社會發展對未來的“想象力”。而在全球范圍內，水資源利用格局的深刻變化，正對國家發展規劃的演變產生重大影響。一些國家通過實施海水淡化戰略，成功實現了發展與先天水資源稟賦的“脫鉤”，極大地釋放了發展動能。當前，我國正處于發展新質生產力的關鍵時期，現代化工、綠氫制造、算力升級等領域均需要大量高品質用水。在這一背景下，迫切需要解除各種要素限制及思維束縛，通過水的“解放”，進一步釋放發展動能。
案例：充足用水下的國家發展與未來規劃
·作為“建在沙漠上的國家”，以色列長期受困于水資源嚴重短缺。通過海水淡化，以色列重構了社會水循環系統——人喝的（生活用水）靠海水淡化，土地喝的（灌溉用水）靠再生水。據此，以色列發展成為農業強國；支撐了遠超傳統水資源能夠支撐的人口上限，大大提高了人均GDP等經濟指標。
·沙特國土面積內沒有一條河流，年降水量100—200毫米，幾乎是不適于人類生產的地區。海水淡化徹底改變了沙特的自然環境稟賦，使其躋身全球第二大人均水資源消費國之列。基于此，沙特還謀劃推出面向未來的“line City計劃”——建設一個寬200米，高500米，長170公里的直線型未來城市，極具未來感的水基礎設施系統是其中重要一環。
行業使命
我們呼吁，未來新水務應有新擔當：
1、確保水資源充分供給
在追求中國式現代化、美麗中國、美好生活的偉大征程中，工業發展、生態優化、基礎設施升級等對水資源的質與量提出了更高要求。水務行業的職責不再局限于解決水的凈化、輸配以及污染控制，確保水的充足供應將變得更加關鍵。行業應深入挖掘未來經濟社會發展和人民美好生活中的多樣用水場景，充分發揮想象力，將水的處理、使用、運輸等不同階段與之充分結合，以水產業支撐產業，以水經濟發展經濟，以水繁榮促進社會繁榮，以未來水務的活力為經濟社會發展提供持續向上的推動力。
2、突破水資源區域稟賦
技術創新的科技變革與社會管理的理念變革（認知變革）是驅動水務未來發展的一體兩面，共同推動行業現代化和可持續發展。兩者之間的循環和動態平衡發展是實現水務行業效率、效益提升以及長期可持續發展的關鍵。傳統觀念認為，“水資源稟賦決定地區發展上限”，但隨著膜技術、新能源等新興技術的不斷成熟和應用，呈現新的表達與闡述。例如，新加坡，沙特等國家通過海水淡化和再生水循環利用，成功突破了近海區域的水資源束縛。以再生水、海水淡化為主的非常規水資源開發，將逐漸成為解決水資源總量問題的有效手段，拓展水資源、延展“海綿國土”、應對氣候沖擊、摘掉貧水國的帽子。
3、構建發展新場景
水正從單純的自然資源向可穩定高質生產的“工業品”的轉變，其軌跡與人類歷史中從果實采摘向糧食種植的演進頗為相似。當人類社會對水的利用從“采擷”轉變為“生產”，水資源供給就將呈現為純粹的經濟議題，為淡水資源缺乏地區突破自然稟賦限制、實現跨越式創新發展提供了新的可能。
隨著“雙碳”目標推進，“新場景、新業態、新需求”將不斷涌現，對水資源“質”“量”提出了更高要求。水務行業應積極推動與其他領域的深度整合，在構建服務發展新場景的過程中釋放更大的潛能。以水的充足供給為動力，推動能源、芯片等高耗水戰略性新興產業蓬勃發展，確保各地區生態用水，拓展都市農業、都市森林等新領域，為綠色發展注入新活力，助力經濟社會實現均衡、可持續、跨越式的發展。這既是中國水務行業的新使命與新任務，也是自身可持續發展的堅實基礎，以此實現對國家整體發展目標的強有力支撐。
愿景
我們相信，通過對水、水系統、水與經濟社會關系等各維度的顛覆式重構，一個更加鮮活的“美麗中國”將呈現在世人面前：豐盈的現代農業、充分的工業發展、美好的人居生活以及優美的生態景觀，突破資源稟賦的限制，實現人與自然和諧共生。
伴隨水系統的再造，我們的社會結構、經濟格局、生活就業、技術創新會更加自然地適應并孕育更大的變化。應對氣候危機的使命，也或將在此過程中呈現全新的面貌。
未來新水務已經出發，將未來交托于行業的先進力量，期待每一個方向上的“回響”。我們更希望循蹤求索的路上“長歌有和”，更多有識、有志之士的勠力同行，攜手邁向美麗中國的全新圖景。
來源：中國環境報
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