WATER8848前言：專家們對全球水資源緊張與海水淡化產(chǎn)業(yè)的迅猛增長持有不同的看法，但普遍認(rèn)同以下幾點：
首先，全球水資源緊張已經(jīng)成為一個不可忽視的問題。隨著人口增長、氣候變化和工業(yè)化進(jìn)程的加速，對水資源的需求不斷增加，而可供利用的水資源卻越來越有限。這種供需矛盾不僅影響人們的日常生活，也制約了社會和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，海水淡化作為一種有效的解決方案，正在受到越來越多的關(guān)注和重視。
其次，海水淡化技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，為海水淡化產(chǎn)業(yè)的迅猛增長提供了有力支持。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步，海水淡化的成本逐漸降低，效率不斷提高，使得海水淡化成為一種更加經(jīng)濟(jì)、可行的水資源獲取方式。同時，各國政府也在加大對海水淡化產(chǎn)業(yè)的支持力度，通過政策扶持、資金投入等方式，推動海水淡化產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
然而，專家們也指出，海水淡化產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中面臨著一些挑戰(zhàn)和問題。例如，海水淡化需要消耗大量的能源和資金，對環(huán)境和生態(tài)也可能產(chǎn)生一定的影響。此外，海水淡化技術(shù)的推廣和應(yīng)用還需要克服一些技術(shù)難題和地域限制。因此，需要政府、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)等多方合作，共同推動海水淡化產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
對于以色列等成功發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)的國家，專家們認(rèn)為其成功的經(jīng)驗值得借鑒。這些國家通過制定明確的水資源戰(zhàn)略、加大技術(shù)研發(fā)投入、建立完善的產(chǎn)業(yè)體系等方式，成功實現(xiàn)了海水淡化產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。這些經(jīng)驗對于其他國家來說，具有重要的參考價值和啟示意義。
綜上所述，專家們普遍認(rèn)為全球水資源緊張問題亟待解決，而海水淡化產(chǎn)業(yè)作為一種有效的解決方案正在快速發(fā)展。同時，也需要政府、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)等多方合作，共同推動海水淡化技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用，以實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用和社會的可持續(xù)發(fā)展。
不露鋒芒的“藍(lán)色礦業(yè)”: 海水淡化的地緣政治分析
來源：歐亞系統(tǒng)科學(xué)研究會時間：2023-07-03
導(dǎo)讀：近年來，眾多海灣國家提出雄心勃勃的發(fā)展戰(zhàn)略，尤為引人注目。全球能源價格上行周期中，這些國家的豐厚能源稟賦構(gòu)成支撐其戰(zhàn)略的物質(zhì)基礎(chǔ)。然而，它們面臨的最大掣肘也來自于資源短缺，并且是一種特殊的資源短缺：淡水。環(huán)境變化及人口增長讓水資源緊張的壓力愈發(fā)明顯，而中東與北非地區(qū)尤甚：在17個最缺水的國家中，有12個位于該地區(qū)。以沙特為例，沙特50%水需求來自海水淡化，并計劃在2030年將這一比例將提升至90%。因此，海水淡化是關(guān)乎這些國家生存和發(fā)展的基礎(chǔ)性戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。
過去二十年來，海水淡化行業(yè)發(fā)展迅猛。當(dāng)前，全球有3億人的基本用水由淡化水保障；到2030年，全球海水淡化產(chǎn)能將翻倍。由于海水淡化產(chǎn)業(yè)的極端重要性，其地緣政治意義也越發(fā)凸顯。在中東內(nèi)部，以色列率先發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)，獲得水資源戰(zhàn)略優(yōu)勢；借此，加強(qiáng)海水淡化產(chǎn)能合作，成為美國推動的以色列與阿拉伯國家“和解”的重要內(nèi)容。從產(chǎn)業(yè)格局來看，歐洲長期主導(dǎo)海水淡化產(chǎn)業(yè)的技術(shù)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、乃至資金及整體解決方案，這也無疑是歐洲在中東布局和推進(jìn)合作的重要抓手。
海水淡化雖然能緩解水資源短缺問題，但卻也對當(dāng)?shù)貧夂蚝铜h(huán)境治理造成負(fù)面影響：目前該區(qū)域海水淡化產(chǎn)業(yè)主要依靠化石燃料供能，屬于高能耗、高污染產(chǎn)業(yè)。因此，海水淡化產(chǎn)業(yè)能否加速朝著工藝改進(jìn)和再生能源替代發(fā)展，將成為關(guān)乎綠色轉(zhuǎn)型的重要議題。本文為歐亞系統(tǒng)科學(xué)研究會“關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)創(chuàng)投生態(tài)”系列編譯成果，文章原刊于法國國際關(guān)系研究所（IFRI），僅代表作者本人觀點。
文｜Marc-Antoine EYL-MAZZEGA & Élise CASSIGNOL
翻譯｜慧諾
來源｜法國國際關(guān)系研究所（IFRI）
▲ 沙特阿拉伯的海水淡化工廠。圖源：互聯(lián)網(wǎng)
2022年夏天，世界上許多國家都經(jīng)歷了異常干旱期。水資源壓力正在增加，并在地理上蔓延。如果一個國家的可用水量低于1700立方米/年/人，那么這個國家就處于水資源緊張狀態(tài)。非洲、近東和中東的一些國家已經(jīng)遭到嚴(yán)重缺水的影響，地中海地區(qū)也有明顯缺水趨勢。為滿足工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活的需求，海水淡化業(yè)在過去20年里經(jīng)歷了非常強(qiáng)勁的增長。氣候變化導(dǎo)致干旱及淡水資源減少，伴隨著人口增長帶來的巨大水需求，有的地區(qū)可直接使用的水資源正在枯竭（例如沙特阿拉伯的地下水資源）。簡言之，在水資源領(lǐng)域，供給與需求的差距正在不斷擴(kuò)大。一些國家在意識到相關(guān)問題后，已開始系統(tǒng)部署海水淡化能力：不僅是針對當(dāng)前的應(yīng)急需求，而且也是為未來儲備的戰(zhàn)略能力。2017年，全球有18000個海水淡化工廠，日產(chǎn)能約為9700萬立方米水；到2022年，工廠數(shù)量已迅速增長到21000多個，產(chǎn)能近1.1億立方米，年增長率為6-12%。自2000年以來，全球產(chǎn)能已增加五倍；尤其在2019年和2020年之間，全球海水淡化產(chǎn)能增加了約470萬立方米/天。如今，全球每天有3億多人使用著8700立方米的淡化水。中東國家約占全球海水淡化產(chǎn)能的50%。僅在海灣國家，2019-2020年度的裝機(jī)量增長就達(dá)到約120萬立方米/日，并且以大規(guī)模工廠為主。在沙特阿拉伯、卡塔爾和阿聯(lián)酋的海水淡化工廠中，單臺設(shè)備的日均產(chǎn)能就超過20萬立方米，而行業(yè)內(nèi)其他工廠的日均產(chǎn)能往往不足1000立方米。（譯注：卡塔爾的Umm al Houl工廠的日產(chǎn)能為28.2萬立方米，阿聯(lián)酋的Jebel Ali工廠的日產(chǎn)甚至能達(dá)到200萬立方米。）新建的巨型工廠生產(chǎn)的海水淡化水，大部分供往不斷擴(kuò)張的中心城市和地區(qū)。阿聯(lián)酋90%的飲用水來自于海水淡化，科威特為95%，卡塔爾為90%。在干旱和人口增長等因素的驅(qū)動下，北非、美洲乃至亞洲等非中東地區(qū)的海水淡化產(chǎn)業(yè)也逐步發(fā)展起來。面對逐步擴(kuò)大的水資源供需差距，以及全球范圍的氣候與環(huán)境變化，未來十年的海水淡化行業(yè)將會發(fā)展到何種程度？對于各國政府、企業(yè)和消費者等利益相關(guān)者而言，又將對這個新型行業(yè)施加何種影響？
2 “藍(lán)色礦業(yè)”：增長迅猛的海水淡化產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)，水資源緊張的趨勢愈發(fā)明顯。如今，超過22億人缺乏清潔的飲用水；到2050年，僅荒漠化就將威脅到約100個國家近10億人的基本生存。中東地區(qū)尤其受水資源緊缺的影響：超過60%的人口生活在高水資源壓力（stress hydrique）的地區(qū)，并且中東70%的經(jīng)濟(jì)活動在這里也發(fā)生。到2050年，該地區(qū)的水資源緊缺等級還將加劇一倍。水資源的匱乏不僅涉及地表水，也涉及地下水，而農(nóng)業(yè)是造成該地區(qū)水資源匱乏的重要原因（消耗了約85%的水）。此外，中東有超過4100萬人無法獲得管理良好的水，6600萬人缺乏基本的衛(wèi)生服務(wù)。一些地區(qū)尤其容易受各種極端條件的影響，如伊拉克的巴士拉地區(qū)，以及約旦、蘇丹和也門等受嚴(yán)重干旱影響的貧窮國家。此外，從美國西海岸，到北非（尤其是摩洛哥、突尼斯、阿爾及利亞和利比亞）、非洲南部、中亞和南美等曾擁有豐富淡水供應(yīng)的地區(qū)，也開始遭遇缺水問題。此外，從澳大利亞、佛得角、菲律賓、加那利群島到馬達(dá)加斯加，“被水包圍”的島國也在遭受缺水的困擾。世界資源研究所（World Ressource Institute）的預(yù)測顯示，如果人類不采取任何措施，上述地區(qū)的水資源壓力將增加2.8倍。
▲ 圖1：中東和北非地區(qū)的水資源壓力狀況。圖源：世界資源研究所
1、以色列：發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)，獲得水資源戰(zhàn)略優(yōu)勢
在眾多普遍使用海水淡化的國家中，以色列的水資源戰(zhàn)略、技術(shù)和產(chǎn)能相對突出。對于這個擁有900萬人口的希伯來國家而言，水資源一直是國家韌性戰(zhàn)略（stratégie de résilience）的關(guān)鍵參數(shù)。由于加利利海（Tibériade）前所未有的干涸枯竭，以色列在21世紀(jì)初被迫重新考慮其水戰(zhàn)略。2005年至2016年期間，以色列政府在地中海沿岸緊急建造了五個海水淡化廠。2005年，該國在南部城市亞實基倫（Ashkelon）建造了第一個年產(chǎn)能為5000萬立方米的海水淡化工廠（當(dāng)前已增加到1.18億立方米）。從2013年到2020年，該國的整體年產(chǎn)能從5.05億立方米增加到了7.5億立方米。以色列的海水淡化產(chǎn)業(yè)主要由國家及其供水機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)。目前，該國有四家中型海水淡化廠在運營（年產(chǎn)能4.95億立方米），以及為首都特拉維夫居民供水的索雷克工廠（Sorek，2億立方米/年）和一個在加利利新建的工廠（1億立方米/年）。到2022年，該國的海水淡化年產(chǎn)能應(yīng)達(dá)到8億立方米，覆蓋超過80%的國內(nèi)用水量。根據(jù)以色列財政部的規(guī)劃，2030年產(chǎn)能應(yīng)達(dá)到12億立方米，而新工廠建設(shè)可獲得多邊金融機(jī)構(gòu)的補(bǔ)貼：例如，歐洲投資銀行（EIB）已為索雷克工廠二期項目提供了1.5億歐元貸款，這將幫助其成為世界上最大的海水淡化廠之一。
▲ 表1：以色列工廠的海水淡化產(chǎn)能。資料來源：以色列政府官網(wǎng)
受氣候變化嚴(yán)重影響的地區(qū)往往也伴隨著水資源危機(jī)導(dǎo)致的高地緣政治風(fēng)險。此前，“大壩”議題就是這種緊張關(guān)系的主要載體：蘇丹、埃及和埃塞俄比亞之間的緊張關(guān)系就在文藝復(fù)興大壩上得以具體顯現(xiàn)，土耳其在幼發(fā)拉底河和底格里斯河上修建的大壩也影響到了敘利亞和伊拉克。如今，海水淡化的基礎(chǔ)設(shè)施也成為了國家談判的重要議題。約旦1000多萬居民（其中290萬非國民）正面臨著不斷惡化的經(jīng)濟(jì)形勢：公共債務(wù)達(dá)到國內(nèi)生產(chǎn)總值的88.4%，失業(yè)率24%。此外，約旦正受到氣候變化的嚴(yán)重影響，預(yù)計到2030年降雨量將減少30%。雖然約旦首都安曼目前依然能獲得來自沙特邊境的水供應(yīng)，但該城市到2040年可能遭受完全的水短缺。此外，來自伊拉克、巴勒斯坦以及敘利亞等鄰國的大量難民更讓約旦的資源壓力激增。僅在扎塔里難民營中就有80000人，每天需要65輛卡車運送水。面對水資源危機(jī)，地區(qū)國家之間也在尋求合作。2021年，以色列、阿聯(lián)酋和約旦締結(jié)了一份三方諒解備忘錄，作為此前“亞伯拉罕協(xié)議”的延伸。（譯注：“亞伯拉罕協(xié)議”指以色列和阿聯(lián)合酋、巴林、蘇丹和摩洛哥等阿拉伯國家于2020年簽署的一系列協(xié)議。這些協(xié)議由美國斡旋，旨在推動以色列和這些阿拉伯國家之間的外交、經(jīng)濟(jì)和文化關(guān)系正常化。該協(xié)議的核心原則是簽約國之間的互利互惠，并標(biāo)志著此前一個長期共識被打破：阿拉伯國家與以色列的任何外交關(guān)系都必須與巴以沖突掛鉤。）諒解備忘錄中涉及到的繁榮計劃分為兩部分：其一是建造一座配有蓄電池的600兆瓦太陽能發(fā)電廠，以生產(chǎn)清潔能源出口至以色列；其二是在以色列建造一座可持續(xù)海水淡化廠，每年向約旦出口2億立方米淡化水。此外，以色列預(yù)計每年將為約旦政府和負(fù)責(zé)建設(shè)光伏設(shè)施的阿聯(lián)酋支付1.8億美元。然而，中東地區(qū)的復(fù)雜局勢也讓相關(guān)合作的前景變得撲朔迷離。在2022年拜登出訪阿聯(lián)酋期間，上述協(xié)議也得到美方的認(rèn)可和支持，但卻激發(fā)了約旦民眾的反對——他們反對與以色列開展任何形式的合作。當(dāng)該項目被正式宣布時，一般約旦議員通過離場以表示抗議。此前，約旦也在2020年宣布啟動從紅海港口城市亞喀巴至首都安曼的海水淡化和輸送項目，以期自主應(yīng)對該國嚴(yán)重缺水問題。該項目將包括紅海海水輸送系統(tǒng)、亞喀巴海水淡化設(shè)施和亞喀巴至安曼沿途淡水輸送系統(tǒng)。項目第一階段每年將輸送1.3億立方米的淡水，2025年或2026年項目完全建成后最大年產(chǎn)能將達(dá)到3.5億立方米。（三）北非和中東各國積極布局海水淡化產(chǎn)能針對水資源壓力的預(yù)測，北非和中東國家正在制定長期行動計劃。絕大多數(shù)國家都制定了明確的“五年規(guī)劃”：致力于在2030年將產(chǎn)能提升一倍，并到2050年再翻一番。在埃及的“2030戰(zhàn)略”框架中，2022年至2030年為第一階段，埃及將新建至少14個新的海水淡化廠。在此后的第二和第三階段中，埃及計劃在2050年建成約142個工廠，實現(xiàn)640萬立方米日均海水淡化產(chǎn)能。基于埃及當(dāng)前的人口增長趨勢，埃及預(yù)計將面臨250億立方米的淡水缺口。2017年，阿聯(lián)酋的能源和基礎(chǔ)設(shè)施部于公布了《2036年阿聯(lián)酋水安全戰(zhàn)略》，旨在確保阿聯(lián)酋在正常和緊急情況都能可持續(xù)地獲得水資源。當(dāng)前阿聯(lián)酋日均用水量為550升，是世界上最高的國家之一。因此，該戰(zhàn)略計劃將人均用水量減少50%，將公共用水需求減少21%；即便如此，2030年該國的總需求也將增加30%。阿聯(lián)酋的海水淡化產(chǎn)能目前占世界總量的14%（僅阿布扎比就占9%），預(yù)計將從2017年的150萬立方米/日增加到2030年的330萬立方米/日。沙特阿拉伯生產(chǎn)的海水淡化產(chǎn)能占世界的22%，2020年日產(chǎn)能超過560萬立方米，供應(yīng)沙特70%以上的飲用水需求。與該地區(qū)大多數(shù)國家一樣，沙特正面臨著雙重挑戰(zhàn)：一方面是人口增加，預(yù)計在2030年將達(dá)到4000萬，因此對水的平均需求每年增加7-8%；另一方面是水資源的減少。海水淡化是沙特《2030年愿景》和國家水戰(zhàn)略的核心——計劃在2030年實現(xiàn)90%的水需求由淡化水滿足（日產(chǎn)能從560萬立方米增加到850萬立方米），并且水消耗量減少43%。根據(jù)2019年公布的“國家節(jié)水計劃”，沙特希望到2040年實現(xiàn)90%水資源的重復(fù)利用。
在卡塔爾早在20世紀(jì)50年代就開始采用海水淡化技術(shù)�？ㄋ栴A(yù)計將從2018年的260萬增加到2030年的440萬，導(dǎo)致年人均可用水低于1000立方米的門檻。在“2030年國家愿景計劃”中，卡塔爾將致力于工藝改進(jìn)，采用可再生能源，提升海水淡化效率并降低全產(chǎn)業(yè)鏈的能源消耗和排放。
▲ 圖2：中東和北非地區(qū)海水淡化產(chǎn)能變化（當(dāng)前與2023年對比，單位：百萬立方米/日）。圖源：ifri
（四）海水淡化的成本過去十年內(nèi)持續(xù)下降水資源稀缺推動了海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，也為技術(shù)擁有者帶來了越來越高的利潤。海水淡化廠日產(chǎn)能100立方米對應(yīng)的資本支出（CAPEX）大約為65萬至120萬美元，并且近幾年已顯著下降。此外，能源約占日常運營支出（OPEX）的三分之二，但中東得益于充足的化石能源供應(yīng)，相關(guān)成本也較為有限。如果采用熱蒸發(fā)或反滲透等不同工藝，海水淡化的單位成本會有很大不同。理論層面，反滲透技術(shù)平均消耗的能源為其他工藝的一半，將降低運營成本。然而對于大多數(shù)海灣國家而言，情況并非如此——鑒于當(dāng)?shù)厮柠}度，熱蒸發(fā)的效率更高，并且對膜的損害更小。一般情況下，工廠越大，淡化成本越低。對于大型工廠而言，每立方米淡化水的平均成本是0.5美元，而小型工廠則可能飆升到1.25美元及以上。十年前，海灣地區(qū)的單位成本是1美元，但如今大型工廠（超過50萬立方米/天）甚至可以降到非常有競爭力的0.5美元以下：延布四期（Yanbu IV）的成本為0.47美元/立方米，索雷克二期為0.32美元/立方米。
3 海水淡化產(chǎn)業(yè)格局：歐洲長期主導(dǎo)，亞洲快速追趕海水淡化廠類型多樣，規(guī)模不一：在全球22000家工廠中，既包括日產(chǎn)能不足1000立方米的“微型廠房”，也有日產(chǎn)能超過100萬立方米的舉行工廠。全球大規(guī)模商業(yè)化海水淡化技術(shù)分為兩類：首先是熱法海水淡化，包括多級閃蒸工藝（multi-stage flash，MSF）和多效蒸餾工藝（multi-effect distillation，MED）；其次是膜法海水淡化，即反滲透和電透析。最初，大多數(shù)（特別是在海灣國家）的工廠采用熱脫鹽工藝，因為MED工藝幾乎不受水中鹽度的影響，而鹽度會使損壞滲透膜。如今，70%以上的工廠開始采用膜工藝，因為與熱工藝相比，反滲透法的能耗和運營成本較低。海水淡化水的用途也十分廣泛。在全球范圍內(nèi)，70%的用于農(nóng)業(yè)，20%用于工業(yè)，10%用于家庭。然而在中東地區(qū)，農(nóng)業(yè)用水占需求的80%以上，并且由于各國保障糧食安全的決心，這個占比可能還會上升。在全球海水淡化市場上，以法國和西班牙為代表的歐洲企業(yè)具有明顯的領(lǐng)先地位。基于長期積累的專業(yè)知識、對地方實際情況的了解、快速建廠投產(chǎn)的能力，歐洲企業(yè)能非常迅速的籌集資金，并進(jìn)一步擴(kuò)大自己的行業(yè)影響力。法國的威立雅集團(tuán)（Veolia）和蘇伊士集團(tuán)（SUEZ）作為行業(yè)翹楚，是很多地區(qū)相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策乃至水資源戰(zhàn)略的重要參與者。隨著威立雅完成對蘇伊士的并購，蘇伊士的中東業(yè)務(wù)被納入威立雅版圖；重組的新蘇伊士集團(tuán)將繼續(xù)保持原名稱和品牌（SUEZ），并在非洲、澳大利亞、中國、印度及部分歐洲獨立運營。作為全球最大的兩家水務(wù)集團(tuán)，威立雅和蘇伊士保證了法國企業(yè)在北非和中東地區(qū)水務(wù)的主導(dǎo)地位。（譯注：在合并前，威立雅是全球最大的水務(wù)集團(tuán)。在過去四十年中，其水務(wù)技術(shù)公司在85個國家建造了超過1950個反滲透海水淡化廠和系統(tǒng)，日產(chǎn)能超過675萬立方米。例如，威立雅在澳大利亞悉尼設(shè)計、建造和運營的反滲透海水淡化設(shè)施，提供本市超過15%的日常用水需求。整體而言，威立雅在108個國家海水淡化日產(chǎn)能超過1300萬立方米。蘇伊士為全球第二大水務(wù)集團(tuán)，于上世紀(jì)60年代就進(jìn)入海水淡化業(yè)務(wù)，并參與了以色列亞實基倫海水淡化廠的建設(shè)和運營——該廠在2005年竣工時是世界上最大和最先進(jìn)的海水淡化設(shè)施。）西班牙公司在海水淡化領(lǐng)域也很突出。安訊能集團(tuán)（Acciona）旗下的水務(wù)公司（Acciona Agua）擁有超過85個工廠，日產(chǎn)能超過500萬立方米，并且2020年在沙特、墨西哥和菲律賓取得明顯的市場拓展。（譯注：與競爭對手威立雅、蘇伊士不同，Acciona Agua并不積極購買水處理技術(shù)。作為集成商，主要通過解決方案來充分利用各種資源，從而達(dá)到投資的目的。）此外，另一家領(lǐng)先企業(yè)阿本哥（Abengoa）也在海灣地區(qū)和以色列繼續(xù)鞏固其市場地位。亞洲企業(yè)也在進(jìn)入海水淡化市場，并開始挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的市場地位。韓國的斗山重工（Doosan Heavy Industries）在全球擁有30多個工廠，并在近期贏得了沙特延布四期超大工程的建設(shè)訂單。在中國，成立于1985年的山東電力建設(shè)有限公司（SEPCO）作為中國電力建設(shè)集團(tuán)的子公司，如今也在沙特、約旦、尼日利亞、阿曼、新加坡和及大最大市場印度等地有超過85個工廠。許多水資源緊張的國家也在自主發(fā)展相關(guān)業(yè)務(wù)。例如，以色列的IDE技術(shù)公司建造了其國內(nèi)所有工廠，并且還管理著許多國際項目：最近獲得了智利一日產(chǎn)能為8.64萬立方米的項目，并且在沙特的業(yè)務(wù)也增加了兩倍。阿聯(lián)酋的Metito公司也在蓬勃發(fā)展，并在2019年獲得埃及日產(chǎn)能10萬立方米的海水淡化處理廠項目。本地供應(yīng)商一方面通過贏得大型工廠建設(shè)的主要合同積累相關(guān)行業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗，另一方面也逐步建立起在區(qū)域內(nèi)的市場地位。
4 治理問題凸顯：如何協(xié)調(diào)其環(huán)境影響和發(fā)展?jié)撃?/span>據(jù)世界經(jīng)濟(jì)論壇估計，全球到2050年的水資源赤字將增加五倍。若要確保基本干凈水資源，每年需要約1500億美元。即便全球能在未來數(shù)年充分管理用水需求，2030年的水資源供給能力也只是需求約70%。與此同時，如果按照《巴黎協(xié)定》的減排要求，以化石燃料為基礎(chǔ)的海水淡化廠模式似乎就不再具有可持續(xù)性。事實上，部分海灣國家（阿聯(lián)酋、沙特阿拉伯、阿曼和巴林）已提出在2050年或2060年前實現(xiàn)“零碳”目標(biāo)。這也意味著，海水淡化廠不僅自身要減少溫室氣體排放，而且整個產(chǎn)業(yè)鏈也應(yīng)減少其環(huán)境影響。（一）海水淡化產(chǎn)生巨大環(huán)境影響海水淡化是高耗能行業(yè)，并且涉及大量溫室氣體排放。不同工藝的耗能程度也有區(qū)別。熱法海水淡化的單位能耗最高，其中多級閃蒸法為19.6-27.3 kWh/m3、多效蒸餾法為14.5-21.4 kWh/m3、機(jī)械蒸汽壓縮（MVC）法為7-12 kWh/m3。膜法海水淡化的單位能耗較低，其中反滲透法為2.5-3kWh/m3，電滲析法為2.7-5.6 kWh/m3。在海灣地區(qū)，海水淡化廠主要依靠化石燃料供能，因此碳足跡非常高�；�1000立方米的日產(chǎn)能估算，每年將消耗大約相當(dāng)于1萬噸的石油。即便采用反滲透法，每立方米的碳足跡也為0.4-6.7kg二氧化碳當(dāng)量/m3。2005-2020年期間，沙特海水淡化部門的電力消耗增加了三倍，占全國總電力消耗的約6%（17太瓦時TWh），相當(dāng)于一個大型核電站的年發(fā)電量。這種高消耗的原因主要是60%以上的工廠采用熱法工藝，其使用了大量的化石燃料。在以色列，淡化水供應(yīng)消耗了全國電力生產(chǎn)的近10%，占全國能源總需求的4-5%。根據(jù)國際能源署的估算，中東地區(qū)總能耗的5%來自于海水淡化廠。各國的能源結(jié)構(gòu)稍有不同，但全球每年至少有1.2億噸二氧化碳來自海水淡化產(chǎn)業(yè)，其中原油的溫室氣體排放貢獻(xiàn)是其他化石燃料的四倍。雖然該產(chǎn)業(yè)的能耗尚不及空調(diào)，但也有人逐漸對其可持續(xù)性產(chǎn)生質(zhì)疑。目前，全球只有1%的海水淡化廠由可再生能源供能。如果不能改變供能結(jié)構(gòu)，那么采用反滲透技術(shù)可能對氣候的影響最小——其二氧化碳排放為2.1-3.6kg/m3，而熱法工藝則高達(dá)8-20kg/m3。在完成脫鹽過程之后，海水被分離成兩部分：滲透物（淡化水）和濃縮物。濃縮物中含有非常高的鹽分以及用于預(yù)處理和設(shè)施維護(hù)的化學(xué)品。這種“濃縮鹽水”不適合任何農(nóng)業(yè)、工業(yè)或飲用用途，大部分會被排入大海（及河流、湖泊和濕地）。每1立方米的淡化飲用水將產(chǎn)生1.5升被氯和銅污染的液體，其對環(huán)境的影響取決于當(dāng)?shù)厮奶卣骱秃Ｑ罅鲃印?/span>根據(jù)2019年的一份聯(lián)合國報告，海水淡化產(chǎn)業(yè)每天產(chǎn)生超過1.5億立方米的“濃縮鹽水”，其中含有大量的污染物，并且80%是在離海岸不到10公里的地方被排放并最終沉積在海床上。事實上，55%以上的“濃縮鹽水”來自沙特、阿聯(lián)酋、科威特和卡塔爾——這些國家的大多數(shù)工廠依然采用熱法工藝，導(dǎo)致75%的海水以“濃縮鹽水”的形式被排放。如果不采取任何措施，到2050年每日濃縮鹽水排放可能達(dá)到240 km³（目前為40 km³），溫室氣體的排放量也將達(dá)到4億噸（相當(dāng)于法國2021年的總排放量）。（二）工藝改進(jìn)和能源供應(yīng)的去碳化如今，反滲透已逐步成為是最廣泛使用的工藝。自1970年以來，反滲透工廠的單位能耗已減少了10倍，但其依然是能源密集行業(yè)。如何降低膜的采購維護(hù)成本并繼續(xù)優(yōu)化能源效率，依然是領(lǐng)先市場主體的重要研發(fā)課題，相關(guān)的技術(shù)積累也是這些企業(yè)的核心競爭力。與此同時，通過太陽能等可再生能源進(jìn)行海水淡化，也是實現(xiàn)該行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要路徑。當(dāng)前，有兩種主要的太陽能供能的海水淡化方法：其一是通過聚光太陽能（CSP）直接產(chǎn)生熱量，常用于熱法工藝的蒸發(fā)；其二是利用太陽能電池板的光伏發(fā)電（PV），為反滲透泵提供動力。例如，沙特阿拉伯的Al Khafji工廠每天就能利用光伏生產(chǎn)6萬立方米的反滲透淡化水。在現(xiàn)階段，大多數(shù)大型海水淡化的可再生能源都來自于風(fēng)能。這種形式特別適合于沿海和島嶼社區(qū)，因為能源、水源和用戶人口的地理位置都很接近，如西班牙的大加那利島和富埃特文圖拉島、澳大利亞的珀斯工廠。以阿聯(lián)酋為例，核能、太陽能、風(fēng)能的耦合供能方案，也具有相當(dāng)大潛力。相比之下，這些地區(qū)的潮汐能開發(fā)卻相對緩慢。目前只有1%的海水淡化廠使用可再生能源。對此，由國際脫鹽協(xié)會（International Desalination Association）成立的全球清潔水聯(lián)盟（Global Clean Water Alliance）制定了一個目標(biāo)，即在2020年至2025年期間，至少20%的新建海水淡化工廠應(yīng)使用可再生能源。澳大利亞的目標(biāo)更為激進(jìn)，要求所有新建海水淡化廠都必須由可再生能源驅(qū)動。可再生能源的供給存在間歇性問題，因此儲能也是海水淡化廠供能結(jié)構(gòu)調(diào)整的關(guān)鍵要求。目前已有幾種解決方案：將太陽能和風(fēng)能同時接入電網(wǎng)，并在白天黑夜間進(jìn)行切換；通過集中式太陽能發(fā)電廠等形式完成熱量存儲，以便在沒有陽光的情況下繼續(xù)運行；建設(shè)水塔等儲水裝置，在晚上釋放發(fā)電供能。在中東地區(qū)，水在供給網(wǎng)絡(luò)中的損耗比例巨大，在城市地區(qū)可達(dá)30-50%。這意味著每生產(chǎn)1000立方米淡化水，只有500至700立方米能最終運抵用水終端。例如，沙特在2018年有4.74億立方米淡化水損耗，約占總產(chǎn)量的40%。如果能減少水網(wǎng)中的泄漏等損耗，不僅能降低環(huán)境負(fù)擔(dān)，還具備明顯的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。馬耳他島在上世紀(jì)90年代就建設(shè)了海水淡化廠，由于高泄漏率等問題，該地區(qū)的淡化水需求也在始終上升。對此，水務(wù)公司（Water Services Corporation）對水網(wǎng)進(jìn)行改造，讓損失從1995年的4000 m3/h減少到如今的450m3/h，直接打消了新建兩座海水淡化廠的需求。以色列、意大利和卡塔爾也都在相關(guān)領(lǐng)域有較多積累，并有明確的成功案例。在中東和非洲，盡管當(dāng)?shù)鼐用窠?jīng)常缺水，但農(nóng)業(yè)也在總耗水量中占據(jù)了非常大的份額。中東國家的農(nóng)業(yè)消耗了超過85%的淡水，而世界平均水平只有70%。以沙特為例，該國自1980年代以來使用的農(nóng)業(yè)政策和灌溉方法可能導(dǎo)致其三分之二的地下水損失。相比之下，以色列的農(nóng)業(yè)用水管理則相對成功：1965年，該國一家公司發(fā)明了滴灌技術(shù)并不斷發(fā)展，現(xiàn)已應(yīng)用于75%的以色列農(nóng)業(yè)種植園（世界平均水平只有5%）。此外，以色列農(nóng)民還有高達(dá)的87%廢水被回收用于灌溉（世界平均水平為20%）。隨著以色利與阿聯(lián)酋、卡塔爾和沙特等國關(guān)系正�；�，這些用水技術(shù)也正在中東地區(qū)逐步普及。越來越多的研究人員正在開發(fā)高濃度鹽水的潛力，比如用于增加水產(chǎn)養(yǎng)殖（螺旋藻）或提取其他礦物。威立雅在該領(lǐng)域的創(chuàng)新工作中脫穎而出，在距離約旦首都阿曼三小時車程的Sur工廠，該公司已制定了政策實現(xiàn)鹽水的再利用及再過濾措施，不僅用于保護(hù)海洋物種，還孵化了一個人工珊瑚礁。（四）海水淡化用于解決其他地區(qū)的用水資源緊張問題一些地區(qū)（特別是發(fā)展中國家和島嶼）遠(yuǎn)離能源網(wǎng)，因為需要可擴(kuò)展和模塊化的海水淡化方案。在這些地區(qū)，相比在短期內(nèi)擴(kuò)大電網(wǎng)以便用常規(guī)電力供應(yīng)海水淡化，不如就地新建可再生能源設(shè)備。此外，小規(guī)模（或稱為“模塊化”）海水淡化系統(tǒng)也并不需要接入電網(wǎng)。雖然小規(guī)模系統(tǒng)的建設(shè)成本是普通工廠的1.5-3倍，但光伏成本的下降也使其競爭力大大增強(qiáng)。威立雅/蘇伊士等頭部企業(yè)已經(jīng)在沙特開始投產(chǎn)模塊化海水淡化系統(tǒng)，一些如Mascara Renewable Water的法國初創(chuàng)企業(yè)也在快速崛起。在波拉波拉島、佛得角和馬達(dá)加斯加等島嶼地區(qū)，“光伏+反滲透”的整合方案還能直接架設(shè)在船上并供應(yīng)淡水；在印度尼西亞的科莫多國家公園和馬爾代夫群島，該地區(qū)的家庭乃至旅游度假區(qū)的清潔用水也由此成為可能。相比直接向陸地購水，這種解決方案具備顯著的成本優(yōu)勢。在水資源高度緊張的地區(qū)建立海水淡化廠，可以得到不同方面的補(bǔ)貼和支持：開發(fā)銀行、非政府組織、第三方運營商。在《巴黎協(xié)定》要求下，法國開發(fā)署（AFD）等主要資助方也對海水淡化項目的可持續(xù)性（如使用可再生能源）提出要求，這或?qū)⑺茉煨袠I(yè)的未來發(fā)展趨勢。
過去二十年來，海水淡化行業(yè)一直在迅速發(fā)展。環(huán)境變化及人口增長讓水資源緊張的壓力愈發(fā)明顯，而一些國家加強(qiáng)農(nóng)業(yè)以保障糧食安全的舉措更加劇了其淡化水需求。該行業(yè)長期由歐洲（法國）企業(yè)引領(lǐng)和推動，但如今亞洲和“本土”企業(yè)也在迅速發(fā)展——通過承建當(dāng)?shù)仨椖窟M(jìn)而向產(chǎn)業(yè)鏈上下游拓展。與此同時，海水淡化產(chǎn)業(yè)的治理問題也更加突出：在生產(chǎn)端，高能耗和排放，以及淡化后產(chǎn)生“濃縮鹽水”的處理都將產(chǎn)生巨大環(huán)境影響，亟待相關(guān)主體在工藝和供能結(jié)構(gòu)上做出調(diào)整；在供給端，淡化水的傳輸和使用依然存在較大“浪費”，但很多國家寧愿新建工廠擴(kuò)大產(chǎn)能，而不愿加強(qiáng)測量和管理，并改變相關(guān)政策和制度；在需求端，更多樣的場景和對可持續(xù)發(fā)展的更高要求，也在催生更多落地形式，因而模塊化的小型解決方案也能找到其獨特的市場。簡言之，在2022年埃及擔(dān)任主席國的第二十七屆締約方會議（COP27）、2023年的聯(lián)合國水事會議和在阿聯(lián)酋舉行的第二十八屆締約方會議（COP28）上，水資源管理尤其是海水淡化的相關(guān)議程將成為關(guān)鍵。至關(guān)重要的是，海水淡化產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展不應(yīng)成為加劇氣候變化和破壞生物多樣性的新原因。
*文章原刊于Institut français des relations internationales，原題為The Geopolitics of Seawater Desalination。
