太阳能海水淡化能否解地球之渴？

KevinFagan 李雨蒙

在美国西部的中央山谷里，尘土飞扬的旷野中矗立着一台闪耀的太阳能处理机正在处理污水，以解决加州现在的缺水危机。这家名为WaterFX的太阳能海水淡化工厂，为美国Panoche市的排水系统进行水处理，将含盐和污染的灌溉用水净化为纯净水。

现在，WaterFX每天能够生产14000加仑的净水。WaterFX公司的联合创始人AaronMandell表示，5年之内公司将扩大规模，计划处理水容量达到圣金华河谷水量的10倍。

而当地农民为什么愿意购买他们的水呢？因为来自WaterFX太阳能处理过的水的价格仅是传统海水淡化水价格的1/4。一英亩英寸相当于一英亩土地灌溉一英寸水，足够供应两个四口之家一年的用水量。

具有竞争力的价格

在雨量多的年份，WaterFX的水价会接近农民给出的价格，对于Panoche市和其他河谷地区的水价格大约在每英亩英寸300美元。相比加州其他17家传统海水淡化厂的水价，WaterFX的价格更具有竞争优势。

如果WaterFX计划实现，那么Mandell创业起步的这个农业小城将成为美国历史上最具革命性创新的水处理新起点。

“如果最终一切能够按计划实现，那么加州会成为水资源丰富的地区，甚至可以出口水资源，不用再担心水资源短缺的问题。”Mandell表示。长525英寸的太阳能反光板是海水淡化机的核心部分。Mandell说到：“我们所生产的是具有可持续、可扩展以及价格实惠的水源。”

干旱补给

如同中央山谷的其他区域一样，Panoche是美国产量最高的农业地区。其以往的灌溉用水一直从联邦政府的中央山谷工程购买。可是，遇到干旱的年份，农民可能从水利工程中买不到水；或是等着剩余的水储备，这样的现货储备比普通的水更加昂贵，高达每英亩英寸3500美元。这种情况下，对于任何农业都是巨大的影响，如果此时出现任何水资源供给都十分难得可贵。

处理过程简单

实际上，太阳能海水淡化的处理过程非常简单，这也是经过处理的水价格低廉的原因。首先，工厂收集从附近山丘流出的水，以及灌溉后进入中央山谷土壤里的水，这些水中包括了大量的盐、硒、硼和其他矿物质，都是无法被人体所消化吸收的。太阳能工厂在农作物下6-8英寸的排水沟里取出灌溉水，以及山间水流后，通过特定的管道输送这些受污染的水源并进行加热。

而热源来自于工厂里巨大、抛物线型的太阳能反光板，经过含有矿物油的长管道采集太阳能。接下来，具有热能的管道会产生蒸汽，然后将苦咸水浓缩成可用的淡水，并分离出多种矿物质。

而传统的海水淡化厂，比如在美国圣地亚哥的工厂的水处理成本高达10亿美元，他们运用反渗透技术进行水处理，通过多种管道挤压过滤出污染物。這个过程将耗费大量的能源，会造成巨额的成本。

缓解水土流失

目前，WaterFX公司正在规划和建设可年处理16亿加仑农业含盐灌溉水的太阳能海水淡化设施，进一步缓解美国加州中央山谷正面临的旱情。农作物从土壤中汲取水分的成分类似纯净水，剩余的有毒矿物质通过太阳能处理器提取后，可以有效缓解并消除加州近年来发生的耕地流失现象，同时也可以保护排水系统免受含盐灌溉水污染并保护野生动物。根据加州水资源管理委员会统计，约有9493英里的河流和513130英亩以上的湖泊和水库已经被农业灌溉水污染。

WaterFX的MatthewStuber表示：“如果现在我们不将地下灌溉水中的盐分分离出来，未来加州至少有10%的可利用耕地将因污染而不再适合耕种，而且这一数字在很多区域甚至会高达30%-40%，尤其是在中央山谷西部一些盐度非常高的地区。含有盐分的农业灌溉水会以极快的速度污染地下水以及地表水，最终污染饮用水源和自然环境。一旦含盐灌溉水被释放到环境中，会严重破坏野生动植物的栖息地并危及它们的生命。”

看完上述WaterFX公司开发的太阳能海水淡化项目，另一个位于沙特阿拉伯的大型太阳能海水淡化项目也同样值得我们关注。这一项目由西班牙著名的可再生能源公司阿本戈负责开发，将于2017年初完工。该项目每天可以为沙特东北部城市AlKhafji供应60000立方米的淡水，能够保证这个非常干旱的地区全年得到充足的淡水供应。

阿本戈公司表示，如今沙特阿拉伯现有的海水淡化设施每天的产水量可以满足该国50%-70%的淡水需要，但运行这些设施每天需要消耗150万桶石油，因此将太阳能与海水淡化相结合之后能够显著地降低海水淡化项目的运营成本。根据相关机构预计，到2030年沙特阿拉伯及其周边国家海水淡化生产淡水量将达到1.1亿立方米。

另外，根据彭博社日前报道，阿本戈将斥资1.3亿美元投建全球最大太阳能供电海水淡化厂，并将与沙特本土一家水技术公司合作，充分利用沙特日照充足的优势，帮助该国尽快走出缺水的困境。

这座全球最大太阳能海水淡化厂项目，将包括一座太阳能电站、一套降低能耗和预先处理当地海水的系统。根据阿本戈介绍，这套优化功耗及预处理系统，可以稀释高浓度的盐及消除海水中的油脂与脂肪。

一直以来，阿本戈都对发展中东地区的可再生能源和可持续发展领域情有独钟，投建和运营了多座太阳能电站。除了沙特这座太阳能海水淡化工厂，还在阿曼投建同类型的海水淡化厂。

有分析师指出，采用太阳能发电站向海水淡化工艺供电是一个全球性的先驱项目，可大幅削减工厂的运营成本。事实上，业内正在尝试将聚光太阳能发电（CSP）技术和海水淡化技术融合。

对于那些人口持续增长、水资源短缺的国家而言，寻找新淡水资源刻不容缓。太阳能海水淡化技术相对于传统海水淡化技术的主要优势在于，能量消耗少，污染小、成本低等优势，甚至可以单独设置于海岛等区域。充分利用太阳能海水淡化技术能够产生无限可再生能量。除了农业、工业用水方面的使用外，淡化后的海水还能够直接饮用。