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全球缺水:海上核动力淡水工厂能帮助解决问题吗?

**联合国统计表明,地球上每块大陆上都有缺水的社区。**

不幸的是,虽然大部分被海洋覆盖,但是地球上的水只有一小部分 -- 约2.5%是淡水,到2030年前,饮用水需求供应短缺预计将超过数万亿立方米。

除盐工厂能够去掉海水里的盐,有助于提供人类所需的淡水。

不过,除盐工厂是生成饮用水最昂贵的途径之一,因为要抽取大量的海水,用高压让水透过滤膜,那是一个很耗费能源的过程。

一个可能的激进的方案是在浮动的船只上安装除盐设备。

使用核反应堆做动力,这种船可以驶往受到干旱影响的岛屿或海岸,带去清洁的饮用水和电力。

位于英国的Core Power是设计此类除盐工厂的公司,该公司的总裁伯伊(Mikal Bøe)说,“这种船能经常性的四处移动,为人们注满水箱。”

听上去有点异想天开,但是美国海军过去在发生灾害期间已经利用核动力船提供除盐服务,而俄罗斯已经有了一艘核动力船,船上的核能被用来驱动除盐设备。

目前在世界上已经有约两万个除盐工厂,几乎所有这些工厂都建在陆地上。大部分除盐工厂位于沙特阿拉伯,阿联酋和科威特,其他建有除盐工厂的国家还包括英国,中国,美国,巴西,南非和澳大利亚等。

但是一些工程师说,如果在海上利用这些除盐技术会更廉价,因为在海上抽取海水更容易。

数十年来,工程师一直梦想着建造一种浮动在海上、核动力的除盐系统。

![Nuclear desalination plant large design](https://ichef.bbci.co.uk/news/640/cpsprodpb/1115B/production/_124797996_nucleardesalinationplantlargedesign-credit-corepower.png "Core Power公司设计的核动力海上淡化水工厂")

Core Power希望使用一艘像小型油轮那样的船只,在船上安装除盐技术设备,船上的核反应堆提供所需的巨大能量。

该公司的总裁伯伊说,他们构想的浮动核能海水淡化船能够有不同水平的电力输出,从5百万瓦到7千万瓦都有,每天能够提供35,000立方米的淡水,相当于注满14个奥林匹克标准游泳池的水量。

从水中除盐的技术是用压力让海水穿过半渗透滤膜。在渗透(osmosis)过程中,水分子通过滤膜时将矿物质除去,将淡水和含盐量高的浓盐水分离。

这种技术有不同的具体做法,近年来效率不断提高。但是,浮动在海面上的除盐系统仍然不多见。

不过沙特阿拉伯刚得到第一艘淡化海水的驳船,之后他们还会得到两艘迄今为止最大的这一类除盐船只。

那么,浮动除盐工厂的时代到来了吗?

![A view of a desalination plant in the Omani port city of Sur, south of the capital Muscat](https://ichef.bbci.co.uk/news/640/cpsprodpb/4E79/production/_124798002_gettyimages-1187783710.jpg "海面上浮动的淡化水工厂不必把海水抽到岸上可能比陆地上的淡水工厂成本更低")

位于挪威的Oisann工程公司研发了一个名为“喷泉”(Waterfountain)的系统,他们希望,浮动除盐技术已经进入起飞阶段。

该公司的行政主管霍普金斯(Kyle Hopkins)说,他们设计了多种系统,有大船,有小船,工作原理都一样。

不同的是,他们没有使用核动力,而是用了十年前开发的技术,这种技术被称作海水下除盐(subsea desalination)。

霍普金斯说,“这是从未商业化的技术,因为仍然需要海面下面的泵把海水抽到表面,我们把泵去掉。”

他拒绝详细说明这种系统的工作原理,仅仅说“喷泉”的整体系统利用海床上的高压推动海水,省去了昂贵的能源费用。

他还提到从船到岸的管路,淡水要经过那些管道运送上岸,管道被抬高,引力让水流动,进一步节省能源费用。

霍普金斯估计这种技术相比传统的陆地除盐系统能够把能源效率提高30%。他们的公司目前正按照设计在建造一座小型设备,并且希望能在2023年在菲律宾建造第一个商用的设施。

![Illustration of Water Fountain's bouy](https://ichef.bbci.co.uk/news/640/cpsprodpb/11C55/production/_124798727_waterfountainbuoydesign-credit-oisannengineering.jpg "“喷泉”的设计中有能够利用海床高压的浮动装置")

伯明翰大学的可持续能源技术实验室负责人拉娅·阿-达德(Raya Al-Dadah)说,像Core Power这样的设计构想很有前途。

不过她说,浮动除盐系统有优势也有劣势。在把去盐的水抽上岸以及找到既有海上工作经验又有除盐专业知识的人等方面,都面临挑战。

拉娅·阿-达德博士说,人类终究需要更多的水资源,因为如果世界变暖幅度超过了1.5度的界限,气候变化的后果可想而知。她说,“那对水资源的影响是灾难性的。”

南加州大学的阿米·柴尔德雷斯(Amy Childress)谈到海上系统的时候说,更小的除盐系统能够有助于减少技术对环境的冲击。

淡化海水后把浓盐水留在大海里可能毒害海洋生物,现在的除盐设施产生的浓盐水要多于他们生产的淡水。

霍普金斯说,“喷泉”系统产生的副产品盐分不会那么高,不算浓盐水。

加利福尼亚大学洛杉矶拉斯金创新中心的负责人格里戈·皮尔斯(Greg Pierce)说,浮动除盐系统最重要的应用可能是在救灾方面。

他在谈到救灾努力的标准化做法时解释说,“我们空运或用卡车运输瓶装水......这是能想象的最无效的办法。”

“如果浮动除盐设备能够解决这个问题,我全力支持。”

不过皮尔斯博士的问题是,这种方法在其他方面是否有足够好的成本效益,因为获得清洁用水还有许多其他的办法。例如在加利福尼亚,皮尔斯博士估计改善水资源保护措施能够把该州目前消耗的淡水当中的30-40%节约下来。

社区还可能将采取其他措施,诸如循环利用水资源,处理雨水。但是他说这些还不够,除盐无论代价多高,在世界一些地方看来都是不可避免的一步。

目前Core Power的计划仅仅是设计方案。但是该公司总裁伯伊希望,在十年内他们生产的系统能进入商业运营。他强调说,因为存在实际的需求。
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