对于中东和北非等干旱地区而言,海水淡化长期以来一直是国家水资源战略的一部分。整个地区占全球海水淡化能力的一半,并拥有一些世界上规模最大的海水淡化厂。
然而,受水资源短缺担忧等因素推动,海水淡化的关注度和投资正扩展到世界其他地区——预计到2025年,全球将有14%的人口生活在水资源短缺地区。
据《全球水务情报》(Global Water Intelligence)称,总体而言,短短五年内,装机能力增长了57%,全球达到每天200亿加仑。以干旱为例,美国正在建设其有史以来最大的海水淡化厂。这座工厂位于加利福尼亚州卡尔斯巴德,预计每天可供水5000万加仑,并于今年年底前开始运营。
需求增长 并非推动海水淡化投资增加的唯一因素——这项技术在经济上也变得更可行。例如,新材料如 石墨烯可以降低运营成本。与此同时,反渗透海水淡化(目前占主导地位的技术)的膜性能有所提升,运营效率也随之提高;压力交换器等机械能量回收设备以及泵等辅助硬件的进步也有助于此。
然而,反渗透海水淡化仍是一个能耗很高的过程。位于得克萨斯州的环境保护基金会气候与能源项目经理凯特·泽伦纳(Kate Zerrenner)说:“大部分电力来自煤炭和天然气,而它们的生产非常耗水——基本上就是用水来制水。因此,可再生能源在这里有巨大的潜力。”
太阳能光伏系统成本下降带来了助力,但要让可再生能源驱动的海水淡化与化石燃料替代方案相比具有竞争力,仍有一段路要走。麻省理工学院清洁水与清洁能源中心主任约翰·林哈德(John Lienhard)说:“如今,每立方米花3或4美元就能买到太阳能淡化水,而目前最好的非太阳能淡化方式生产这种水只需50美分。但我们相信,这一差距是可以弥合的。”
阿美创业中心也持这一看法。该中心去年与通用电气(GE)合作发起了一项 开放式创新挑战赛 ,旨在寻找有前景的可再生能源海水淡化技术:这些技术既能达到每立方米50美分的成本,又符合世界卫生组织的饮用水标准。2015年1月公布的获胜技术团队之一是荷兰非营利机构TNO,该机构致力于利用太阳能热驱动的高压膜蒸馏,同时生产饮用水和电力。此外,阿布扎比的马斯达尔研究所已启动一项可再生能源海水淡化测试项目,目标是在2020年前达到商业化规模。
目前,海水淡化仍比许多其他水循环利用技术成本更高。在广泛使用可再生能源之前,这一技术也有其自身的环境足迹。但随着水资源短缺蔓延,越来越多寻水的人将转向海水淡化。
本文由 GE Look Ahead合作发布。本文的发布并不意味着世界经济论坛认可其中的观点。
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作者:萨拉·默里为GE Look Ahead撰稿。
图片:智利安托法加斯塔的一座海水淡化厂。路透社/朱莉·戈登(智利——标签:环境、能源、商业、商品)
