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淡水海中来
作者:小9直播官网 发布时间:2024-06-24 13:32:15

  根据世界资源研究所2019年发布的报告,全球有17个国家的近18亿人正面临水资源危机,未来几年有极大几率会出现更严重的短缺。在这17个国家中,有12个位于中东和北非,卡塔尔就是这里面一个。卡塔尔官方发布的统计多个方面数据显示,该国年均降水量不到100毫米,但年均蒸发量高达2000毫米,人均供水量低于每年人均1000立方米的国际贫水线卡塔尔世界杯期间的转播来看,这里似乎没什么缺水的迹象。且不谈城市中大片的绿植以及偶尔闪过电视画面的喷泉景观,就说那一片片葱绿的球场,就明显带着一副“我不渴”的傲娇小表情。

  据媒体报道,为更好服务于本届世界杯,卡塔尔精心培育了144块绿地,这中间还包括8个球场和136个训练场地。为应对突发状况,卡塔尔还在首都多哈北部的农场内种植了42.5万平方米的预备草坪,面积相当于40个标准足球场。

  长期以来,卡塔尔主要依赖三大“水源”:其一为淡化海水,其二为地下水,其三为净化后循环再利用的再生水。不过,仅从规模来说,淡化海水是绝对的龙头。目前,卡塔尔全国用水总量的六成均为淡化海水,其中生活用水几乎全部来自于此。

  首先,位置上必须近海。这一点很好理解,无论对于什么产业来说,足够多的原材料和足够低的运输成本都是重要的先决条件。目前,全世界大约有1.6万个海水淡化厂,大多分布在世界各地的海岸线附近。

  目前,海水淡化的主流技术最重要的包含反渗透技术(也称“膜法”或“膜技术”)、多级闪蒸技术和多效蒸馏技术。第一种的原理是,通过大型管道从海洋中汲水,将水喷射到允许水分子通过但能把盐分子挡住的薄膜上,从而将海水里的盐脱掉。后两者则都属于蒸馏法,即通过加热方式脱盐。无论采用哪种技术路线,其本质都是以能源换取水资源。

  而卡塔尔恰恰不缺能源。卡塔尔不仅是OPEC组织第11大原油生产国,还是世界第一大液化天然气生产和出口国,天然气总储量排名全球第三,那真是要油有油,要气有气。

  海水淡化是个系统工程,涉及复杂的产业链供应链。尤其是当这个系统工程需要服务全国时,资金需求只会呈指数级增长。

  因此,建厂只是第一步。依据不同生产规模和技术路线,海水淡化厂的建设成本浮动极大,少则几亿块钱,多则上百亿元。

  按照目前三种主流海水淡化技术中成本最低的反渗透技术测算,每吨水至少需要耗电4千瓦时,化学品费用约0.5元,再加上人工、维修、设备折旧与易耗品更换,成本至少为每吨淡水3元以上。卡塔尔人口数量为293万,按人均供水量每年1000立方米的最低标准乘一下,90亿元,没了。

  需要明确的是,这个简陋的算式计算的只是最低成本、最低供水量。而真实的情况是:大多数海水淡化厂的生产所带来的成本远远不止3元/吨淡水,5元/吨淡水已经算国际领先水平了;卡塔尔人均实际用水量远超国际贫水线倍以上;为确保国民经济稳定运行和国民用水安全,淡水储备是必须的,这部分费用还没有算在内;此外,世界杯期间,有近200万球迷与游客来到这里,约占卡塔尔全国人口的三分之二,他们也是要用水的……

  储水也是吸金大户。2015年,作为重要战略民生工程,卡塔尔启动了又一轮供水工程建设。其中战略蓄水池项目共包含15座巨型蓄水池,每座水池长300米、宽150米、高12米,大约相当于9个足球场的面积,单体容量50万立方米。目前,这些蓄水池已被吉尼斯世界纪录认证为“世界最大饮用水水池”。为确保淡水不会被二次污染,相应的监测和再净化设备都要配套建好。

  还有运输管网。没有合理地布局的运输管网,就没办法做到水资源的合理调配。因此,管网系统不仅要大建特建,还要提前规划。甚至于,这个规划要先于城市规划本身,才能避免重复建设和资源浪费。

  这个投入规模有多大,目前还没看到官方数据。但毫无疑问的是,很大,大到连富得流油的卡塔尔都挠头。据新闻媒体报道,2015年,卡塔尔曾提出了一个修建24座蓄水池和相应管网的计划。不过后来因为国际油价下跌,国家财政收入受一定的影响,计划被迫“缩水”。

  从建厂到运营再到储运,可以说,淡化海水每一个咕噜噜的水泡泡都是资金在舞蹈。也难怪业界一致认为,海水淡化只有特别富庶的国家才有能力推广,并不适用于全球更多地区。

  近年来,随着海水淡化技术发展,尤其是反渗透技术的发展,海水淡化的能耗已经大幅度降低。根据韩国学者的研究,此前很多年里,大多数淡化水厂采用的都是热法海水淡化技术,淡化一吨水至少需要用电10千瓦时。现在最流行的反渗透技术也是从高耗能版本升级而来的,最初每吨水耗电超过20千瓦时,不过现在已大多降至8千瓦时以内。

  同时,学界和产业界也在一直努力,一方面提高膜的性能,提升淡化效率;另一方面采用能量回收装置,对淡化后产生的高压浓海水进行“压力回收”,降低工作能耗。

  有学者指出,海水淡化过程中会向海洋排放高盐废液,其中可能包含淡化过程中添加的氯、重金属、消泡剂等化学成分,会危害近海生物及珊瑚等脆弱物种。

  也有专家觉得,海水淡化的规模再大,与海水总量相比依然是微不足道的。经过处理的废液只要不集中排放,就能很快扩散,对海洋环境的影响在可控范围内。

  不过,排废这种事,毕竟还是越少越好。目前,有很多科研团队正在攻关,大体的思路大多分布在在提升膜材料性能和减少化学添加剂两个方面。前者需要新材料科学的突破,后者则与化工产业密切相关。

  一个很有意思的尝试来自中东本地的研究机构。其思路有些像分布式光伏电站:基于中东地区气温高、光照时间长的天气特征情况,将太阳照射带来的热能与小型海水淡化系统结合,利用太阳能“生产”淡水。在商用技术并没有质的提升的当下,这似乎也不失为一个不错的选择。

  应该说,加大节能减排研发技术力度本质上是在投资未来,势在必行但过程不易。但仅仅把希望寄托在未来是不够的,从现在做起,提高用水效率,推广更加绿色的生产生活方式同样刻不容缓。

  左手未来,右手当下。不如,考虑一下“双减”? (韩 叙 来源:经济日报)