地球表面71%是水,看上去蓝得像个水球。但当你打开水龙头、面对干旱、听说“缺水危机”时,会不禁想问:水这么多,我们怎么还会缺水?
更让人困惑的是,海水占地球水资源的97.5%,我们却只能使用那剩下的0.3%。这时一个自然的疑问就冒出来了:为什么不把海水淡化呢?这个听起来简单甚至理所当然的问题,但背后的答案远比你想象的复杂。
地球的水很多,但人类能用的少得可怜
地球上确实有14亿立方公里的水资源,其中绝大多数,将近97.5%是海水,咸得无法直接饮用,也不能用于灌溉、工业冷却或养殖。
剩下的2.5%是淡水,但在这其中,超过2/3冻结在南极和格陵兰的冰盖里,或者深藏于地下岩层,难以开采。
真正对人类“随取随用”的,是存在于河流、湖泊、浅层地下水中的“可再生淡水”。而其中又有一部分因污染、地理位置或季节性波动无法直接利用。所以最终可用水资源,大约只占全球水总量的0.3%左右。
这就像在海上漂着一艘船,船底全是水,但你口渴了,却只能靠一瓶装在口袋里的矿泉水解渴。
而在中国,这个问题更加极端。中国人均水资源只有全球平均的四分之一左右,已经被联合国列入“水资源紧张国家”行列。可与此同时,中国有1.8万公里的海岸线,三面临海。为什么我们不“就地取海水”,解决水荒?
海水淡化很早就有,但它远没你想象中简单
早在古希腊时期,航海者就学会了用锅煮海水、收集蒸汽来获得淡水。现代意义上的海水淡化技术起源于20世纪50年代,今天,技术上淡化海水已不是难题。最常用的方式有两种:一种是热法蒸馏,一种是反渗透膜过滤。
热法原理简单,把海水加热蒸发后再冷凝,留下纯水;反渗透则是用高压把海水压过一层极细的膜,盐分被隔在外面,淡水被收集。听起来就像是“科学版的煮水+过滤器”,简单又有效。
但问题来了——这两种方法都非常“烧钱”。
热法蒸馏能耗极高,每生产1吨淡水需要消耗6~10度电,相当于一台空调开十几个小时。反渗透虽然节能一些,但膜材料易损耗,维护成本高,而且对原水预处理要求极高。全球平均来看,海水淡化成本约在每吨0.5~1美元之间,而天然地表水的成本,常常只有它的五分之一甚至十分之一。
在中东那些“油比水便宜”的国家,这种模式还能接受。但在中国,尤其是北方缺水地区,能源成本直接决定了淡化水的推广难度。
2006年,天津滨海新区建成中国首座大型反渗透海水淡化厂,设计日产能力10万吨(约合年产能3650万吨)。但因运营成本高、水价偏贵,十几年过去,整体运行负荷率一直在50%以下,很多时候机器是“开一停一”。
技术不是问题,问题是我们付不付得起这笔“淡化税”。
海水变淡水,盐去哪了?副产品才是真挑战
把海水变成淡水,听起来像变魔术,但魔术总有“代价”。最显著的,就是——盐水浓缩液。
海水中含盐量约为3.5%,淡化后留下的浓盐水浓度更高,往往超过6%。这类高浓度盐液如果直接排回海里,会造成局部海域盐度突升,影响海洋生态系统,尤其是浮游生物、珊瑚、藻类等敏感物种。
在沙特、阿联酋等海水淡化依赖国家,部分地区近海盐度已比正常海水高出50%以上,甚至能影响周边海洋水体的循环系统。2019年,联合国环境规划署专门发布报告,警告全球淡化厂排放的盐浓液已成为“新型海洋污染源”。
中国目前已有超250座海水淡化设施,年产水能力超过150万吨/日,但在运转过程中,浓盐水的处理仍然是主要难题之一。部分设施采用“高位排放+潮流稀释”的方式,不过这只能减缓影响,无法彻底解决。另外中国一些项目也在尝试将“浓盐水综合利用”(提锂、制盐),但规模化仍待突破。
你以为你解决了淡水的问题,但可能制造了另一个“咸水危机”。
真正限制淡化水普及的,其实是水价和管网
很多人会想,哪怕海水淡化贵一些,总比没水强吧?但问题在于:水,不是孤立的商品,它要进入城市、进入农田,就必须依托一整套基础设施。
海水淡化厂多建在沿海,但中国最大缺水区在内陆。要把淡化水送到西北、华北,意味着铺设数千公里的输水管道,提升泵站、加压、净化,每一公里都是成本。
在青岛,淡化水的供水价格约为每吨6元,而城市自来水出厂价仅2.2元左右。对于工厂来说,贵一点还能接受,但对于千家万户,尤其是农业大户来说,水价翻倍意味着成本无法承受。
更现实的是,很多地方的用水结构也不适用这种“高价水”。农业用水占中国总用水量的60%以上,而一亩地年需水量往往在300~500吨之间。如果用淡化水灌溉,等于每亩地单是水费就要上千元,这对农民来说,是难以承受的。
所以,海水淡化不是“能不能”,而是“值不值”。在缺水地区,它是“救急水”;但要成为“主力水”,还远远不够。
海水淡化是未来的方向,但不能成为幻想
没有人否认,海水淡化是人类未来解决水荒的重要技术之一。它的意义在于,它为人类打开了一个新水源——不再完全依赖河湖与天降甘霖。
今天,全球已有超过1.6万个海水淡化厂在运行,每天总产水量超过9500万吨,为超过3亿人口提供饮用和工业用水。这是科技的奇迹,但也提醒我们:淡化水只是“补充方案”,不是“万能钥匙”。
我们真正需要的是:节水意识的提升、农业灌溉效率的提高、污水回用系统的建设、地下水的保护、城市管网的升级——这才是目前更“划算”的解决方案。
海水淡化在未来可能成为关键支柱,但它永远无法代替“我们对水的基本敬畏”。
我们不是没有水,而是忘了水的代价。海水可以淡化,但对水的浪费,永远没有“解咸”的办法。
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