深海海水淡化可節能 40%，有望緩解全球缺水危機

6 月 9 日消息，據《華爾街日報》報道隨著深海機器人、海底電纜等技術的不斷進步和成本下降，深海海水淡化技術正逐步走向現實。尤其是在美洲加勒比海沿岸、中東阿聯酋等長期面臨水資源短缺的地區，這項創新技術有望帶來全新的潔凈水源，成為緩解缺水危機的曙光。

以下為翻譯內容：

聯合國數據顯示，全球約半數人口每年至少會有一個月的時間面臨嚴重缺水。

如今，一項顛覆性的新型海水淡化新技術終于迎來突破，有望緩解全球水荒。其核心構想是：將海水淡化廠直接建在海底。

這一深海處理方案最早于 20 世紀 60 年代初被提出，其優勢在于能夠利用海下逾 1000 英尺（約 300 多米）的巨大水壓和相對純凈的海水。然而，這項技術此前一直難以實現。現如今，已經在石油和天然氣行業普及的深海機器人，加之已成為陸地淡化廠標配的先進反滲透濾膜等關鍵創新技術的商業化應用才讓這種技術落地具備了可行性。

未來幾十年，由于極端天氣日益加劇、全球含水層枯竭、海水倒灌以及城市人口增長，水資源短缺問題將愈發嚴峻。這從根本上威脅著人類生存，不僅是因為人們需要水來維持生命，更因為沒有水，就沒有糧食生產和工業制造，甚至連電力供應也將捉襟見肘。

從天方夜譚到未來希望

幾十年來，海水淡化技術是加勒比海、阿聯酋等地人類生存的必要條件。但這種技術始終只是萬不得已的最后選擇，主要原因在于成本。

“海水淡化是成本最高的水資源獲取方式，這一點無可回避，”資深顧問湯姆?潘克拉茨（Tom Pankratz）坦言。他已經在業內深耕 45 年，參與過全球多個大型海水淡化項目。

工程師們過去在陸地上淡化海水的做法堪稱“煮海”：蒸餾海水產生蒸汽，蒸汽冷凝后成為飲用水，在此過程中用產生的余熱驅動渦輪機發電，從而部分抵消高昂成本。這種方式能耗極高，以至于 20 世紀 60 年代曾有人甚至提議使用核能來淡化海水。目前全球最大的海水淡化廠位于沙特阿拉伯的拉斯海爾，其大部分淡水仍是通過蒸發法生產的。

潘克拉茨表示，大約在 2000 年前后，反滲透技術的出現徹底改變了游戲規則。這項技術通過高壓將水壓過一張孔隙小到只有水分子能夠通過的塑料薄膜，從而分離出鹽分和其他雜質。這種工藝的能耗大約只有蒸發法的一半，從而成為海水淡化更可行的選擇。2002 年，特立尼達和多巴哥建立了一座反滲透淡化廠，如今每天產水 4000 萬加侖（約合 1.5 億升）；2005 年，以色列也建成一座類似工廠，目前日產量達 8500 萬加侖（約合 3.2 億升）。

隨后更多工廠建成，反滲透法現已成為海水淡化的主流方式。

即便如此，潘克拉茨認為，與水庫和含水層等傳統水源相比，利用反滲透技術淡化海水的成本依然高昂，每 1000 加侖（約合 3785 升）大約在 2 至 6 美元之間。加州大學洛杉磯分校（UCLA）工程學教授、海水淡化技術公司 OceanWell 顧問埃里克?霍克（Eric Hoek）表示，其中很大一部分成本取決于電價。

此外，在海邊建設海水淡化廠還有其他隱形成本：取水口可能會吸入海洋生物；而出水口排放的高濃度鹽水則會危害同一片海域的生態系統。正是由于這些問題，加州在 2022 年否決為缺水嚴重的亨廷頓海灘籌建數十年的海水淡化廠項目。

深潛入海，大有可為

總部位于挪威奧斯陸的 Flocean、荷蘭的 Waterise 以及美國舊金山灣區的 OceanWell 等公司，都抓住了海水淡化的核心理念，并將其“沉”入至少 400 米深的海底。

其原理不難理解：與其耗費巨大能源先將海水抽上陸地，再在工廠內加壓處理，為何不直接利用海洋深處強大的自然高壓呢？在深海環境下，只要將反滲透膜另一側的淡水泵向海面，海水自然就會因壓力差穿過濾膜。這樣一來，最終可節省高達 40% 的凈能耗。

此外，這一技術還有其他顯著優勢：設施可以遠離海岸，不影響海濱景觀，無需搶占寶貴的海濱土地。而且一旦建成，系統可以輕松擴容，而不必為廠房用地重新談判。

由于整個處理過程都在深海，產生的高濃度鹽水能被洋流迅速稀釋擴散，不會傷害水生動植物。而且深海的海水更潔凈，沒有微生物、魚類排泄物以及其他容易堵塞反滲透膜的雜質。

這三家公司的首席執行官都表示，這些系統的落地并非基礎性科學突破，而是深海機器人、海底電纜等技術的日益普及、成本下降和功能增強。

從試點項目到商業落地

盡管這項技術前景廣闊，但目前三家公司都只建造了規模不大的試點設施，用以向潛在客戶證明其價值。他們都在尋求與當地政府簽訂長達數十年的合同。雖然這類合同不易達成，但唯有此類客戶才能將技術演示轉化為實實在在的商業項目。

Flocean 和 Waterise 都將試點工廠設在了挪威近海海底，靠近為當地提供能源的北海鉆井平臺。Flocean 已經開始為當地一家生產高端雞尾酒冰塊的公司供應超純水。

OceanWell 則將其演示設施建在了加州拉斯維金斯市政水務區的一個水庫里，距離馬里布內陸不遠。

Flocean 公司的首個客戶將是挪威蒙斯塔德（Mongstad）的大型海上工業設施。據公司首席執行官亞歷克斯?富格勒桑（Alex Fuglesang）介紹，項目初期僅需一臺 40 噸重的設備，計劃于 2026 年下半年投入運營，預計日產水量約 26.4 萬加侖（約合 100 萬升）。屆時，這將成為世界上第一座大型深海海水淡化廠。

Waterise 公司則宣布已與工業客戶約旦磷酸鹽礦業公司（Jordan Phosphates Mines）達成協議，將在亞喀巴灣深處進行海水淡化，每天能提供 660 萬加侖（約合 2500 萬升）的淡水。公司計劃于今年晚些時候開始建造第一座工廠，設計日產量在 790 萬加侖（3000 萬升）至 1300 萬加侖（5000 萬升）之間。

當然，這只是公司的目標。UCLA 的霍克教授提醒，除非其中一些項目真正在海底成功運行數年甚至數十年，否則很難判斷它們能否真正兌現承諾。深海淡化項目的維護成本、以及鹽度和溫度波動對設備性能的影響，目前都還是未知數。

歷史上不乏理論上可行卻未能鋪開的構想，從核動力貨船到沙漠深處的太陽能熱電廠皆是如此。業內資深專家潘克拉茨則認為，這些公司中至少會有一家能夠在深海站穩腳跟。他補充道：“但距離現實有多遠，最終又有多少項目能夠成功，就是另一回事了。”