非洲:淡化海水听起来很容易,但有更便宜、更可持续的方法来满足人们的用水需求

分析

随着当地供水越来越不可靠,世界各地的沿海城市中心都在迫切寻找新的、可持续的水源。在美国,这一问题在加利福尼亚州尤为紧迫,该州正在应对一种疾病创纪录的数十年干旱

加州州长加文·纽森最近发布了一个80亿美元的计划为了应对不断减少的供水。除了水资源的保护、储存和循环利用,它还包括更多海水淡化。

海水淡化,将盐水变成新鲜干净的水,作为供水策略有直观的吸引力吗沿海城市。咸水的原始供应实际上是无限的和可靠的。

海水淡化已经成为以色列和阿拉伯联合酋长国的主要水源。城市中东、澳大利亚、欧洲地中海地区、美国西南部和澳大利亚也要依赖它。加州有20多家海水淡化厂,佛罗里达州也有几家。美国各地还有更多的工厂从内陆地下水等微咸(咸)水源中去除盐分,尤其是在德州

尽管如此,目前的证据表明,即使在沿海城市,海水淡化也可能不是解决水资源短缺的最佳选择,甚至不是最佳选择之一。以下是社区评估这一选项应该考虑的主要问题。

杀死水生生物

可扩展的去除水中盐分的技术稳步提高在过去几十年里。这对于处理含盐较低的微咸地下水尤其如此。

但是海水淡化仍然会对环境产生重大影响。当鱼类被海水淡化厂的进气阀保护屏困住时,它们可能会被杀死,而细菌和浮游生物等小生物可能会被吸进海水淡化厂,并在通过处理系统时被杀死。2022年5月,加州海岸委员会一致的反对在亨廷顿海滩建设14亿美元的海水淡化厂,部分原因是它对海洋生物的潜在影响。

海水淡化厂排放的盐水和废水,如果处理不当,也会杀死附近的水生生物。在实现无碳排放之前,发电厂消耗的大量能源会对环境产生影响,而在大多数情况下,实现无碳排放仍需数年时间。

从昂贵的植物中获取昂贵的水

成本是另一个主要障碍。在大多数地区,海水淡化的成本预计在未来几十年仍将远远高于可行的替代方案,如保护成本,这是公用事业公司在规划新投资时使用的时间表。我的同事和我在我们的研究比较了亨廷顿海滩的供水方案,尽管我们对海水淡化成本做了有利的假设。

在近期或中期内,市场成熟的重大技术不太可能在成本上取得突破。海水淡化成本可能会增加为了应对不断上涨的能源价格,这代表高达一半的费用去除水中的盐分。

此外,海水淡化厂的资本成本预测往往大大低估了这些设施的真实成本。例如,在加利福尼亚州卡尔斯巴德建造海水淡化厂的最终成本(10亿美元)是2015年底投入使用的高出四倍比原来的预测要高。

我们中心有还探讨了对于拥有公共供水系统的小型农村地区或拥有私人水井的地区,用管道输送淡化海水是否是可行的选择耗尽或接近耗尽.在加州的很多地方都发生过这种情况,比如Porterville在中央谷地和在沿海地区,该州以每加仑1美元以上的价格,用卡车运送少量瓶装水和贩卖水。这比最昂贵的淡化海水还要贵得多。

在这些情况下,我们发现相关的经济甚至环境影响可能会消失,但新管道的政治和管理却不会。这是因为水供应通常由当地管理,许多受益地区以外的地方需要同意从海岸铺设新的管道。

更广泛地说,我们发现这些项目的支持者并不主动追求的策略这将使供水更加公平,例如设计公用事业费率结构,保护低收入家庭免受更高的成本,为小型社区提供财政援助或巩固供水系统。

更好的选择:保护、再利用、储存和交易

在大多数地方,在海水淡化之前,其他几种供应方案可以而且应该同时进行。所有这些步骤将以更低的成本提供更多的水。

解决水资源短缺的第一种相对廉价的方法是减少用水。找到让人们少用水的方法可以在许多城市地区减少30%-50%的现有需求已经开始了保护工作。

第二,回收废水回用通常比较便宜比海水淡化。这一领域的技术和法规正在进步,这已经使得在许多干旱地区进行大规模的回收投资成为可能。

第三,在洛杉矶和澳大利亚部分地区,加强雨水收集的存储能力——即使在不经常下雨的地区——也可以增加两倍或四倍,每单位淡化水成本的三分之一到一半

甚至清理受污染的当地地下水供应和从附近的农业用户那里购买水,尽管这些都是昂贵和政治上困难的策略,但在海水淡化之前可能是谨慎的考虑。

随着气候变化导致水资源短缺问题的加剧,到本世纪中叶,将海水淡化作为一种本地供应选择的可行性有望改变。然而,从中期来看,海水淡化即使在沿海城市地区的整体水资源战略中发挥作用,也可能只发挥很小的作用。

格雷戈里·皮尔斯他是加州大学洛杉矶分校鲁斯金创新中心联合主任

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