能耗降40%听着很美，但深海“造水”这事靠谱吗？

（原标题：The World Is Running Out of Clean Water. This Technology Promises to Fix It.）
                    
                    
                    
6月9日消息，据《华尔街日报》报道随着深海机器人、海底电缆等技术的不断进步和成本下降，深海海水淡化技术正逐步走向现实。尤其是在美洲加勒比海沿岸、中东阿联酋等长期面临水资源短缺的地区，这项创新技术有望带来全新的洁净水源，成为缓解缺水危机的曙光。
以下为翻译内容：
联合国数据显示，全球约半数人口每年至少会有一个月的时间面临严重缺水。
如今，一项颠覆性的新型海水淡化新技术终于迎来突破，有望缓解全球水荒。其核心构想是：将海水淡化厂直接建在海底。
这一深海处理方案最早于20世纪60年代初被提出，其优势在于能够利用海下逾1000英尺（约300多米）的巨大水压和相对纯净的海水。然而，这项技术此前一直难以实现。现如今，已经在石油和天然气行业普及的深海机器人，加之已成为陆地淡化厂标配的先进反渗透滤膜等关键创新技术的商业化应用才让这种技术落地具备了可行性。
未来几十年，由于极端天气日益加剧、全球含水层枯竭、海水倒灌以及城市人口增长，水资源短缺问题将愈发严峻。这从根本上威胁着人类生存，不仅是因为人们需要水来维持生命，更因为没有水，就没有粮食生产和工业制造，甚至连电力供应也将捉襟见肘。
从天方夜谭到未来希望
几十年来，海水淡化技术是加勒比海、阿联酋等地人类生存的必要条件。但这种技术始终只是万不得已的最后选择，主要原因在于成本。
“海水淡化是成本最高的水资源获取方式，这一点无可回避，”资深顾问汤姆·潘克拉茨（Tom Pankratz）坦言。他已经在业内深耕45年，参与过全球多个大型海水淡化项目。
工程师们过去在陆地上淡化海水的做法堪称“煮海”：蒸馏海水产生蒸汽，蒸汽冷凝后成为饮用水，在此过程中用产生的余热驱动涡轮机发电，从而部分抵消高昂成本。这种方式能耗极高，以至于20世纪60年代曾有人甚至提议使用核能来淡化海水。目前全球最大的海水淡化厂位于沙特阿拉伯的拉斯海尔，其大部分淡水仍是通过蒸发法生产的。
潘克拉茨表示，大约在2000年前后，反渗透技术的出现彻底改变了游戏规则。这项技术通过高压将水压过一张孔隙小到只有水分子能够通过的塑料薄膜，从而分离出盐分和其他杂质。这种工艺的能耗大约只有蒸发法的一半，从而成为海水淡化更可行的选择。2002年，特立尼达和多巴哥建立了一座反渗透淡化厂，如今每天产水4000万加仑（约合1.5亿升）；2005年，以色列也建成一座类似工厂，目前日产量达8500万加仑（约合3.2亿升）。
随后更多工厂建成，反渗透法现已成为海水淡化的主流方式。
即便如此，潘克拉茨认为，与水库和含水层等传统水源相比，利用反渗透技术淡化海水的成本依然高昂，每1000加仑（约合3785升）大约在2至6美元之间。加州大学洛杉矶分校（UCLA）工程学教授、海水淡化技术公司OceanWell顾问埃里克·霍克（Eric Hoek）表示，其中很大一部分成本取决于电价。
此外，在海边建设海水淡化厂还有其他隐形成本：取水口可能会吸入海洋生物；而出水口排放的高浓度盐水则会危害同一片海域的生态系统。正是由于这些问题，加州在2022年否决为缺水严重的亨廷顿海滩筹建数十年的海水淡化厂项目。
深潜入海，大有可为
总部位于挪威奥斯陆的Flocean、荷兰的Waterise以及美国旧金山湾区的OceanWell等公司，都抓住了海水淡化的核心理念，并将其“沉”入至少400米深的海底。
其原理不难理解：与其耗费巨大能源先将海水抽上陆地，再在工厂内加压处理，为何不直接利用海洋深处强大的自然高压呢？在深海环境下，只要将反渗透膜另一侧的淡水泵向海面，海水自然就会因压力差穿过滤膜。这样一来，最终可节省高达40%的净能耗。
此外，这一技术还有其他显著优势：设施可以远离海岸，不影响海滨景观，无需抢占宝贵的海滨土地。而且一旦建成，系统可以轻松扩容，而不必为厂房用地重新谈判。
由于整个处理过程都在深海，产生的高浓度盐水能被洋流迅速稀释扩散，不会伤害水生动植物。而且深海的海水更洁净，没有微生物、鱼类排泄物以及其他容易堵塞反渗透膜的杂质。
这三家公司的首席执行官都表示，这些系统的落地并非基础性科学突破，而是深海机器人、海底电缆等技术的日益普及、成本下降和功能增强。
从试点项目到商业落地
尽管这项技术前景广阔，但目前三家公司都只建造了规模不大的试点设施，用以向潜在客户证明其价值。他们都在寻求与当地政府签订长达数十年的合同。虽然这类合同不易达成，但唯有此类客户才能将技术演示转化为实实在在的商业项目。
Flocean和Waterise都将试点工厂设在了挪威近海海底，靠近为当地提供能源的北海钻井平台。Flocean已经开始为当地一家生产高端鸡尾酒冰块的公司供应超纯水。
OceanWell则将其演示设施建在了加州拉斯维金斯市政水务区的一个水库里，距离马里布内陆不远。
Flocean公司的首个客户将是挪威蒙斯塔德（Mongstad）的大型海上工业设施。据公司首席执行官亚历克斯·富格勒桑（Alex Fuglesang）介绍，项目初期仅需一台40吨重的设备，计划于2026年下半年投入运营，预计日产水量约26.4万加仑（约合100万升）。届时，这将成为世界上第一座大型深海海水淡化厂。
Waterise公司则宣布已与工业客户约旦磷酸盐矿业公司（Jordan Phosphates Mines）达成协议，将在亚喀巴湾深处进行海水淡化，每天能提供660万加仑（约合2500万升）的淡水。公司计划于今年晚些时候开始建造第一座工厂，设计日产量在790万加仑（3000万升）至1300万加仑（5000万升）之间。
当然，这只是公司的目标。UCLA的霍克教授提醒，除非其中一些项目真正在海底成功运行数年甚至数十年，否则很难判断它们能否真正兑现承诺。深海淡化项目的维护成本、以及盐度和温度波动对设备性能的影响，目前都还是未知数。
历史上不乏理论上可行却未能铺开的构想，从核动力货船到沙漠深处的太阳能热电厂皆是如此。业内资深专家潘克拉茨则认为，这些公司中至少会有一家能够在深海站稳脚跟。他补充道：“但距离现实有多远，最终又有多少项目能够成功，就是另一回事了。”（辰辰）

                    
               
               
               
               
               
               
                    
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