发布时间：2025.07.28
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随着水资源短缺问题日益加剧，各国政府正投入数十亿美元发展一项伴随自身环境代价的技术
每个清晨，Christos Papapetrou 都会仰望天空。“我们大家都是如此，”这位塞浦路斯农民工会主席说道，“我们希望能看到云朵，期待降雨。”然而，随着这个岛屿进入连续第三个干旱年，云和雨的迹象寥寥无几。
今年夏天，塞浦路斯将首次在近年记忆中不得不进口长期自给的番茄、西瓜及其他农产品，因为农民无法进行灌溉。政府已将农业用水配额减半，季节性作物的灌溉被完全切断。
“我们已经接受了这个现实，”Papapetrou 说，“但别假装这只是农民的问题。这影响到整个国家，物价将会飙升。” --- 每天早晨，塞浦路斯农民工会主席 Christos Papapetrou 都会抬头望天，“我们都在盼望云层和雨水。”然而，随着岛上进入连续第三年干旱，雨云和降雨的迹象几乎看不到。 今年夏天，塞浦路斯将首次不得不进口长期自种的番茄、西瓜等农产品，因为农民无法灌溉。政府已将农业用水量减半，季节性作物的灌溉被完全停止。 Papapetrou 表示，“我们已经接受了这个事实，但这不仅仅是农民的问题，影响波及全国，物价必将上涨。”
随着气候变化导致降雨变得更加不稳定，地下水资源日益枯竭，全球各国政府正寻求解决方案以保障供水不断——这对快速发展的海水淡化产业来说是个利好。市场研究机构预计，到 2027 年该行业规模将超过 200 亿美元，而 2024 年估值不足 150 亿美元。
在塞浦路斯，多年来的投资不足、政策制定分散以及对降雨的依赖，使得水资源系统濒临崩溃。截至 6 月初，该国 18 个主要水库的蓄水量仅为 21.7%。五年前，这一数字还高达 97%。
如今，加大对高能耗海水淡化的投入被视为唯一可行的选择。塞浦路斯已经拥有四座大型海水淡化厂，在水资源紧缺时投入运行。该国农业部长玛丽亚·帕纳约图将海水淡化作为一项包含 28 条措施的紧急供水计划的核心，目标是在两到三年内通过持续运行这些设施，满足塞浦路斯全部饮用水需求。
南欧国家只是一个日益扩大的水资源紧张区域中的一员，这一带大致从印度延伸至北美，太平洋部分地区和南部非洲也受到影响。据联合国水务机构估计，现今约有十分之一的人口生活在被归类为“高度和极度水资源紧张”的国家。
随着人口和经济的增长，“社会对水的需求越来越大”，联合国大学水、环境与健康研究所所长卡维·马达尼表示。“我们有限的可再生水资源由于气候变化的影响，正变得比以往更加紧缺。”
近年来，海水淡化技术取得了显著进步，逐渐摒弃了古老的煮沸海水方法，转而采用更为先进的反渗透技术。这种技术利用特殊设计的膜上微小孔隙过滤盐分。纽约大学阿布扎比分校水资源研究中心主任尼达尔·希拉尔教授估计，全球海水淡化产能每年增长率在 6%至 12%之间。
但无论是较早的热能技术，还是较新的版本，都存在相同的问题：它们需要大量能源来驱动工厂，且该过程会产生超高盐度的废水污染。
如今，随着需求增长，中东及其他地区的企业和政府正投入数十亿美元，扩大适应更温暖、更干燥世界所需的海水淡化基础设施建设，同时应对这一技术带来的不良副作用。
“它产生大量盐水，对生态系统有显著影响，”马达尼说。
然而，对于一些国家来说，海水淡化是唯一的立竿见影的解决方案。“现在我们甚至在考虑海水淡化后再输水……比如输水 800 公里，”他补充道。“这听起来很疯狂，但这正反映了人们的迫切无奈。”
推动海水淡化现代化的动力，正是那些依赖这一工艺生存的海湾周边社区。
富含石油资源的海湾国家科威特没有常年河流，曾一度不得不从邻国伊拉克运送淡水。科威特在中东地区率先采用海水淡化技术，于 1951 年建成了首座海水淡化厂。
同样干旱的邻国也迅速效仿。根据欧盟蓝色经济观察站的数据，如今干旱的中东和北非地区约占全球海水淡化能力的 70%。目前，该地区最大的海水淡化厂能够生产足够的水，供应超过一百万人口。
在阿拉伯海起伏的水面下，数千立方米的海水流入高得足以让人直立的管道，沿着超过一公里的距离输送回阿曼最大的海水淡化厂——巴尔卡四号厂，该厂采用反渗透技术。
将海水引入工厂十分困难。必须轻柔地虹吸，以避免吸入海洋生物。进水管周围环绕着一堵气泡墙，用以驱赶水母。
塞浦路斯帕福斯灯塔眺望地中海。政府将海水淡化厂作为保障国家饮用水需求计划的核心。© Giannis Alexopoulos/NurPhoto/Getty Images
流入水箱的咸水因藻类繁殖而呈现绿色，必须利用气泡将藻类推至水面，形成一层泥状的藻毯，随后才能进行撇除和过滤。阿拉伯海藻华现象日益频繁，威胁着海水淡化设施的正常运行：“几次藻类爆发就能使工厂停产，”一名员工表示。
这种预处理必须在高压将水推过精密膜之前完成。随后，矿物质被添加到纯净水中。剩余的高盐浓缩盐水则被排回海洋。
据纽约大学阿布扎比分校的希拉尔介绍，海湾的海水是“地球上最难淡化的水”。这个半封闭的海湾比大西洋等更大、更开放的水体盐度更高。希拉尔表示，“盐度越高，淡化所需的能量越大”，而且由于海湾的航运路线和废水存在，水体的“浑浊度”也很高，这使得情况更加复杂。
该行业尝试通过转向反渗透技术来降低能耗，比如在巴尔卡四期项目中采用的技术，这种方法的能耗远低于传统热法脱盐技术。希拉尔解释说：“它的能耗大约是热法脱盐技术的四分之一，甚至五分之一。膜技术已经取得了很大进展，而在我看来，我们仍然只是触及了它的表面。”
降低能耗使得海水淡化的温室气体排放减少，生产成本也随之下降。以色列索雷克 B 海水淡化厂生产的水价格约为每立方米 40 美分，据泰晤士水务公司称，这相当于 25 次淋浴用水。迪拜公用事业公司 Dewa 将以每立方米 37 美分的价格购买哈桑海水淡化厂的水，该厂预计明年开始运营。
能源与水务公司威立雅首席执行官埃斯特尔·布拉克利亚诺夫表示：“我们在研发上投入了大量资金……以降低能耗。在过去 12 年里，我们已经将成本降低了五倍。”
这家市值 224 亿欧元的法国跨国公司是受益于全球水资源日益脆弱的公用事业和工程企业之一。该公司表示，全球已有 18%的海水淡化能力采用了其技术。
学术研究人员正致力于通过寻找材料和技术来防止膜被残留物堵塞，从而延长其使用寿命。
人们希望反渗透海水淡化技术能够实现更高的能源效率。在美国，所谓的深海淡化技术正在试点，通过利用海洋自身的压力将海水推送通过膜过滤。
但廉价海水淡化的好处并非人人共享。塞浦路斯采用反渗透技术，但依赖进口化石燃料供能，导致每立方米的生产成本高达 1.5 欧元——几乎是迪拜新建哈西扬工厂成本的五倍。
政府计划为抽水站安装太阳能电池板，但岛上的空间有限，电网也缺乏支持稳定供电的储能能力。前水务发展部门负责人潘娜约塔·哈吉乔治乌表示：“海水淡化不能断断续续地运行，它需要可靠的电力保障。”
海湾地区仍依赖寿命较长的传统技术。迪拜作为阿拉伯海湾人口第二大城市，仅次于利雅得，其 86%的海水淡化水源来自热蒸馏法。
该地区的企业表示希望改变这一现状。阿布扎比的公用事业公司 Taqa 负责为该市提供海水淡化水，计划到 2030 年将其海水淡化产能中采用反渗透技术的比例提升至 66%，而目前这一比例为 40%。此外，Taqa 还在其庞大的 Taweelah 工厂增设了 70 兆瓦的太阳能发电设施，该工厂采用反渗透技术，以减少对化石燃料的依赖。
塔卡公司首席执行官贾西姆·侯赛因·塔贝特表示：“提高效率是我们的首要任务。因此，我们正在推广更多的反渗透技术，同时关注其他举措，包括再利用废水和减少管道泄漏造成的损失。每一滴水的利用都至关重要。”
索菲·贝特朗，苏伊士国际商业协调副主任，该公司提供水和废水管理服务，她认为，随着蒸馏厂逐步淘汰，使用可再生能源也在减少反渗透技术的环境影响。“大多数招标都明确要求采用反渗透技术，旧的蒸馏厂将在未来几年内被替代，”她表示。
尽管海水淡化过程中的排放量有所下降，但盐水这一难以解决的问题依然存在。盐水是提取纯净水后留下的高浓度盐分物质。
全球海水淡化每天产生约 1.5 亿立方米的盐水，这一数据来自科学研究。这种浓稠、乳白色的液体通常被排回海洋。一项研究将海水淡化盐水排放与亚喀巴湾的珊瑚白化联系起来，其他研究则发现排放点周围海底的海洋生物受到影响。
沙特阿拉伯东部的拉斯哈伊尔。该国学者正努力解决提取纯净水后留下的高盐度物质所引发的环境问题 © Fayez Nureldine/法新社/盖蒂图片社
塞浦路斯特别担心盐水对地中海的影响。Hadjigeorgiou 表示：“每提取一立方米淡水，就会排放近半立方米盐水。”该岛采用海底管道和扩散器，将盐水排放至距海岸 2 公里处，远离敏感生态系统，“目前尚无损害证据，但我们必须保持警惕，”她说。
在这个面积小、水浅的海湾中，超过 800 座海水淡化厂依赖这里，盐水排放引发了盐度上升及对敏感物种影响的担忧。
塔卡公司的塔贝特承认：“盐水排放存在挑战。这不仅仅是我们的问题，而是整个行业都面临的，需要集体行动来解决的难题。”
沙特阿拉伯作为全球最大的海水淡化水生产国，其学者正致力于解决盐水排放问题。阿卜杜拉国王科技大学的赖志平教授正在从盐水中提取锂、钾等具有商业价值的元素。
他的团队在《科学》杂志上发表了一种提取锂的新方法，锂用于制造电池，赖已创办了一家初创公司，试图将这一新技术商业化。
原则上，如果我们能够从这种盐水中提取锂元素，就有望提升经济可行性，从而解决这一问题，赖表示。尽管盐水中的锂含量非常低，但“该王国愿意投入努力来攻克这一难题”。
鉴于海湾地区将海水淡化视为高度优先事项，威立雅集团负责人布拉克利亚诺夫表示，当地政府已经找到成功的项目承包和融资模式。她补充说，这些通常是公私合营模式，具有“特定的融资方式和客户的特定购买或支付模式”。她特别提到阿联酋，近年来通过公私合营模式向威立雅授予了三个项目。
维奥利亚表示，中东市场是其去年各项服务中增长最快的地区。“水技术”是其全球增长最快的服务之一，去年销售额接近 50 亿欧元。
中东“始终清楚水资源对工业来说是绝对必要的。因此，我们建有海水淡化厂，为中东的炼油厂提供用水，不仅仅是为了满足人口或其他工业需求，”布拉克利亚诺夫说。“这种‘水是万物之源’的认识，欧洲显然还远远落后于此。”
威立雅面临众多跨国竞争对手。西班牙的阿西奥纳公司，其水务部门 2024 年收入达 12 亿欧元，承包运营从澳大利亚珀斯到卡塔尔的海水淡化厂，市值达 93 亿欧元。韩国斗山能源也在海湾地区运营多座海水淡化设施。
中东地区的基础设施建设者也在寻求出口其海水淡化技术。总部位于利雅得的 ACWA Power 是该地区最大的电力和水务开发商。该公司表示，其掌控了沙特阿拉伯、阿联酋、阿曼和巴林超过四分之一的海水淡化水资源。
“我们现在的目光已经超越了海湾地区，”首席执行官 Marco Arcelli 表示。“我们希望能尽快在阿塞拜疆和塞内加尔签署协议。我们正在关注中国、马来西亚和菲律宾的项目。许多国家都在联系我们，甚至我的祖国意大利以及南欧地区，也在寻求我们的专业知识来解决未来的问题。”
然而，一些专家警告称，尽管海水淡化对企业来说利润可观，但它远非解决水资源短缺的唯一途径。各国也在加大对水利基础设施的投资。
例如，欧洲投资银行去年向西班牙的水利项目贷款约 4 亿欧元，用于翻新或安装了 2000 公里的管道。2023 年至 2024 年间，受干旱影响的加利福尼亚州在水资源回收、捕集和储存项目上投入了 6300 万美元。上周，希腊政府宣布了紧急水利项目，以应对水库水位下降问题，包括开展公众意识宣传活动以及计划合并数百个负债累累的地方供水机构，以提升监管和抗风险能力。
“我们有商业体系，而另一边则是走投无路的政府，”联合国大学官员马达尼说。“增加供应远比减少消费容易得多。”
他补充说，减少用水和利用废水同样至关重要。“海水淡化可以发挥并且将发挥重要作用……但这并不是解决之道。这意味着在你的国家建造最大的海水淡化厂不一定值得庆祝。”