城市如何将水资源挑战转化为创新机遇

A delivery man carries water as he walks past the Sagrada Familia Basilica during a heatwave in Barcelona, Spain June 30, 2025. REUTERS/ Albert Gea
Hundreds of millions of people live in urban areas where water demand regularly exceeds supply.Image: REUTERS/ Albert Gea
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  • 从阿克拉到旧金山,六座城市证明,治理、投资与协作能够构建生态系统,推动水创新规模化。

  • 从瓦伦西亚的数字化转型到巴塞罗那的多方利益相关者平台,每座城市都展现了各具特色的水创新路径。

  • 世界经济论坛的 Water-BOOST 框架帮助城市梳理其创新生态系统、识别缺口,并根据当地情况调整成功机制。

全球水危机日益加剧,城市地区正成为危机的前沿阵地。

如今,数亿人生活在用水需求经常超过供应量的城市地区。到2050年,随着城市人口大幅增长,城市用水需求预计将增加80%。

随着干旱、基础设施老化和快速城市化等压力不断加大,越来越多城市中心正凭借适当的治理、投资与协作组合,将这些挑战转化为机遇。

世界经济论坛通过其水资源多方利益相关者社群——Water Futures——于2025年发布了一份白皮书,旨在帮助私营部门及公私合作将 GCEW 的愿景转化为行动。在提出的行动路径中,政策与创新的结合被视为关键杠杆;Uplink 的Aquapreneur Innovation Initiative也对这一议题进行了探讨。本研究直接回应了这一呼吁,旨在加强有利环境,让创新生态系统得以形成、联结,并跨领域实现规模化。

世界经济论坛《洞察报告》介绍了 Water-BOOST(机遇衔接与支持优化工具包)。这是一个系统框架,旨在帮助城市了解并加强水创新所需的有利环境,从而将试点项目转变为可规模化的创新体系。该报告提出的问题是:哪些条件能让城市水创新蓬勃发展?关键参与者和机构需要如何互动,才能实现这一目标?

以系统方法应对水资源挑战

报告指出,应对这些水资源挑战需要的不只是新技术和一次性政策。要推动水创新规模化,城市需要采取系统性方法,并在各领域及利益相关者生态系统之间协调行动。

利益相关者参与和实地研究的结果表明,成功的水创新取决于生态系统内关系的稳固程度,也取决于支持这些关系的赋能机制——许可框架、投资结构、跨领域平台。报告认为,推动水创新规模化需要采取系统性方法,并在各领域和利益相关者群体之间协调行动。

报告总结了 Water-BOOST 倡议提出的三项重要经验:

  • 创新需要恰当的利益相关者组合和赋能机制

  • 协作与参与同样关键

  • 城市应通过有组织的比较相互借鉴,并根据自身情况调整成功机制。

这些经验共同塑造了 Water-BOOST 的设计。该框架以六座城市的利益相关者参与和实地研究为基础,围绕三项核心原则构建,帮助城市了解、比较并加强水创新所需的有利环境。

Water-BOOST 水创新生态系统结构图,展示治理、aquapreneurship(饮水创新创业)及支持层面。Image: 世界经济论坛

旧金山

与加利福尼亚州其他地区一样,旧金山面临反复发生且日益加剧的干旱风险。该市通过州和市两级监管框架应对这一挑战,积极为创新提供便利。

2015年,旧金山成为美国首个要求现场水回用的新建建筑城市。规定要求,所有面积超过100,000平方英尺的新建筑都必须安装系统,收集并处理灰水、雨水或地基排水,以用于冲厕和灌溉等非饮用用途。

这使现场水回用从自愿举措转变为具有约束力的监管标准,也为该市转向循环型、分散式水系统奠定了基础,并持续带动对回用技术的需求。

这一做法的一个实例是Epic Cleantec——该公司是世界经济论坛 UpLink Aquapreneur 倡议评选出的杰出创新者之一。如今,该公司在61层高的 Salesforce Tower 运营着全美最大的楼宇内水循环系统,展示了以许可框架和资助为支撑的政策如何降低创新者进入市场的风险。

这家初创公司帮助建筑物回收利用高达 95% 的水。
这家初创公司帮助建筑物回收利用高达 95% 的水。
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瓦伦西亚

西班牙城市瓦伦西亚在大型基础设施领域有着大胆决策的历史——1957年遭遇毁灭性洪灾后,该市将图里亚河改道,使其绕开市区。但2024年末的严重洪灾等近期事件凸显了持续推进水创新的必要性。

该市私营部门为水创新的采用和规模化提供了范例,其中水务公司Global Omnium发挥了引领作用。15年来,该公司通过安装超过100万个传感器实现运营数字化,并采用先进的数据分析优化服务交付。

由此诞生了数字化衍生企业 Idrica,该公司开发了如今的Xylem Vue 平台——一个由人工智能赋能的实时水网管理系统。为进一步推动创新,Global Omnium 于GoHub Ventures于2019年成立,向初创企业投资超过1亿美元。

这形成了一个自我强化的循环:初创企业开发解决方案,由 Global Omnium 整合到运营中;运营洞察随后又为未来投资提供依据。成果包括非收益水减少30%、能耗下降15%、运营成本降低20%。

在20个城市地区的初选名单中,最终选出六座城市,协助构建该框架。Image: 世界经济论坛

新加坡

新加坡通过创新生态系统应对其水资源有限的问题;这一生态系统以政府主导的综合性方式闻名于世。

新加坡转型为水创新中心,得益于公用事业局(PUB)的领导。该机构兼具国家水务公用事业机构和监管者职能,这一安排独具特色。

这一做法的基石之一是 Living Lab(活实验室)计划,它为水处理厂和城市基础设施中的新兴技术提供真实环境测试平台。

通过提供受控环境和简化的监管路径,Living Lab 降低了采用门槛,加快技术从原型走向部署。

这使初创企业Wateroam——世界经济论坛 UpLink Aquapreneur 倡议评选出的杰出创新者之一——得以测试并改进其便携式过滤技术。如今,这些技术已在40多个国家的人道主义救援场景中用于提供清洁饮用水。这一成功表明,公共部门降低风险并提供技术验证的机制,能够助力初创企业跨越国界实现规模化。

阿克拉

阿克拉的水创新受到基层解决方案和非政府组织参与的推动。这是对持续供水挑战的回应,而水到达付费用户前大量流失、基础设施缺口,以及气候变化和污染带来的威胁等问题又加剧了这些挑战。

监管和执法不一致制约了创新规模化,但公共事业机构正在试点变革,包括智能计量和数字化账单。该市面临的压力也推动了分散式应对措施,以及公私部门与社区之间的新型协作。

Pure Home Water例如,这家加纳社会企业利用当地黏土和稻壳生产陶瓷滤水器,以去除细菌、减少水传播疾病。这些滤水器最初由该企业与麻省理工学院合作开发,为家庭提供价格可负担且适合当地情况的水处理方案;迄今已惠及加纳超过80万人。

WaterAid 加纳分会和联合国儿童基金会等组织发挥关键的赋能作用,弥补资金和技术能力方面的缺口,支持太阳能钻井水源、预付费供水系统和专业化农村供水服务。

这些利益相关者将水资源解决方案与公共卫生、国际协作和地方自主相结合,正在为资源匮乏地区的水创新规模化开辟一条独特且影响深远的路径。

巴塞罗那

随着气候变化、人口增长和旅游业带来的压力日益加大,增强抗旱能力已成为加泰罗尼亚各地的核心政策优先事项。

巴塞罗那的生态系统也受益于强有力的公共部门领导。加泰罗尼亚政府和巴塞罗那市政府等机构正在投资大规模回用和含水层补给。然而,早期投资有限、规模化路径不足,仍制约着该市的水务初创企业发展。

巴塞罗那的加泰罗尼亚水务合作伙伴关系成立于2008年,汇集了来自公共、私营和学术领域的170多个成员。

作为中立的赋能机构,该组织推动水价值链各环节开展协作,参与方包括大型公用事业机构、中小企业、大学和政府机构。

其活动涵盖协作研究项目、战略对接、资金支持和知识共享活动。该合作伙伴关系每年推动20多个项目,使加泰罗尼亚成为全球水技术中心。

投资者可以帮助解决全球水危机。以下是具体方法。
投资者可以帮助解决全球水危机。以下是具体方法。
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班加罗尔

印度的“硅谷”具备良好条件,可通过创新和创业精神应对城市的水资源挑战。然而,政府和投资方面的弱点往往阻碍进展。

数十年来快速且往往缺乏规划的城市扩张已使该市资源逼近极限。但即使环境退化日益加剧,一波本地创新浪潮仍在重塑该市应对这一最基本资源的方式。

在班加罗尔,各社区团体正主动增强水资源韧性,恢复遭到忽视的湖泊,建设社区雨水收集系统,并尝试分散式卫生设施。Paani Earth Foundation向社区提供河流水文数据和开源工具,以评估水质;与此同时,WELL Labs分析城市水系统,为政策行动提供依据。

此类举措展现了自下而上的变革动力,填补碎片化治理留下的缺口。要充分发挥其潜力,下一步必须将这些基层解决方案纳入正式规划框架。

这六座城市表明,当不同利益相关者围绕共同目标协调一致时,水创新生态系统便能蓬勃发展。

采取行动刻不容缓。到2050年,全球近31%的国内生产总值将面临高度水资源压力。世界经济论坛的Water Futures 社群指出,多方利益相关者协作对于应对水资源挑战、推动解决方案规模化至关重要。

Water-BOOST 将复杂系统转化为清晰的行动路径,支持城市设计必要的有利环境,以坚定信心并实现规模化,迎接未来水资源挑战。

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