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沿海城市缺水,我国为什么不大规模淡化海水?技术不行?

地球上的水资源很多,约有14.5亿立方千米,但大部分都是咸水,只有约2.5%是淡水。然而这一点点淡水有70%被冻结在南极洲、格陵兰岛等地的冰川中,可被人类直接利用的淡水资源不到1%。

地球表面约70%的面积都被海洋所覆盖,但海水又苦又咸,含有多种盐类,其中大约90%是氯化钠,也就是食盐。咸水既不能用来直接饮用,也不能灌溉农田。

这是因为人体为了要排出100克海水中含有的盐分,就要排出150克左右的水分,饮用海水不仅补充不到人体所需的水分,反而脱水加快。盐吃多了,感觉很渴,就是这个原因。如果用咸水来灌溉农田,会导致烧苗,使土地盐碱化。

所以你会发现一些有趣的现象,许多沿海城市,竟然还极度缺水,其实缺的就是淡水。

世界水资源分布不均衡,其中有80个国家和地区、大约15亿人口淡水不足,26个国家约3亿人极度缺水。我国虽是水资源大国,但人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4。

就拿我国来说,我国55个沿海地级以上城市中,就有51个是缺水城市。之所以大众没感觉,是因为城市都会优先保障生活用水。

为了解决淡水短缺的问题,世界上一些国家在积极研发海水淡化技术,并试图以更低的成本从海洋中获取淡水资源。通过淡化海水,可以有效解决沿海地区的水资源短缺问题。

在过去,海水淡化领域走在世界前列的国家是以色列。以色列地处中东,中东地区有一个显著的特点,就是油多水少。在中东,不仅以色列有许多海水淡化工厂,中东许多富裕的海湾国家,比如沙特阿拉伯、阿联酋等,都分布着大量的海水淡化厂。

全球海水淡化产能已从2000年的不足0.3亿吨/日 ,发展到2020年的1亿吨/日,其中大部分产能都是由中东国家贡献的。海水淡化成本也从上世纪70年代的10美元/吨,下降到目前不足1美元/吨,成本最低已能够做到4~5元人民币每吨。

现在,世界上已有120多个国家和地区在应用海水淡化技术,其中80%用于饮用水,解决了1亿多人的供水问题。

海水淡化就是将咸水转化为淡水,是一个大工程,比较复杂,从工艺上来讲主要包括海水预处理、淡化脱盐、淡化水后处理等。海水淡化不单单是去除海水中的盐分,获取到的淡水还必须调节pH值,必须使水的pH值大于6.5,呈弱碱性,这样才能达到饮用水的标准。

全球海水淡化技术有20多种,目前市场上占主流的是反渗透膜法和蒸馏法。

蒸馏法是种简单而古老的方法,这种方法是先把水加热、煮沸,产生蒸气,再把蒸气冷凝形成蒸馏水,这种方法比较消耗能源。反渗透膜法,就是对海水加压,使之通过半透膜,从而得到淡水的一种技术。海水淡化就是以能源换资源的一个过程,主要是利用核能、太阳能等来淡化海水。

海水淡化需要消耗大量能源,所以在不富裕的国家经济效益并不高,但对于严重缺水却又比较富裕的国家来说,这点成本并不算什么。

海水淡化要想普及,就必须要降低成本。如果成本过高,根本用不起,是不可持续的。不过好在淡化海水的同时,也可以产生很多附加产业,比如制盐、制卤等。

为了解决国内水资源短缺的问题,除了南水北调,沿海地区实施海水淡化,也是必走的一步。

此前,海水淡化所需的设备和技术,一直被外国公司所垄断,想要发展并不容易。经过多年的发展和技术积累,我国的海水淡化技术已经走在了世界的前列,是世界上少数几个完全掌握海水淡化技术的国家之一。

目前,全国已建成海水淡化工程100多个,海水淡化能力已达160万吨/日以上。不过,相对于城市发展的用水需求来说,我国海水淡化规模仍然较小,并且不少地方海水淡化入网存在一定障碍。

虽然我国已经完全掌握了海水淡化技术,但与国际先进水平仍存在一定差距。以其中最重要的海水淡化成本来说,我国目前已接近5元/吨,但放眼全球,成本仍不是最便宜的。相信随着经济的发展,技术水平的提高,成本等问题都不是问题,我国沿海城市未来一定会大规模建设海水淡化工程。

如果未来核聚变技术再获得突破,能源不再是问题,那么海水淡化的成本将更加低,沿海地区甚至可以向内陆城市输水。