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中国:海水淡化恐与“向空气污染宣战”相悖

雄心勃勃的海水淡化工程需要高耗能的燃煤电网来支撑,无疑将会阻碍了城市空气治理和减少碳排放量的进程。

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图片来源:绿色和平 

海水淡化是目前中国解决不断加剧的水资源危机的重要战略之一,但其环境成本可能十分高昂,也可能令中国更加难以摆脱对燃煤发电的依赖。

政府已经设定了宏大的目标,计划将海水淡化产量从现在的每天80万吨提升至2020年的每天300万吨。

但这就需要通过煤炭、水力和核能生产更多的电,而这些发电方式本身就耗水量巨大。

自去年起,南水北调工程开始将长江水调往北京。但政府已经开始认识到,光靠调水并不能缓解北京和整个干旱的北方地区日益严峻的水资源危机。

随着用水需求的增加,政府正在寻找其他的解决途径,海水淡化就是其中之一。

目前,北京正在建设一座大型海水淡化厂。预计到2019年,工厂每天可提供100万吨用水,占城市自来水用水量的三分之一。

淡化后的海水将通过270公里的输水管线由曹妃甸输送至北京。曹妃甸是渤海湾中人工堆填而成的一块带状沙洲。

在北京附近的唐山市,一座规模相对较小的海水淡化厂已经投入运营,每天可向北京输送5万吨的淡水。

东北部城市天津和青岛的人均可用水量仅为全国平均水平的10%左右,因此,为了满足工业和生活用水需求,这两个城市也在积极扩大海水淡化产量。

中国的宏大目标

在香港工作的海水淡化专家兼顾问汤米·帕特森表示:“在过去十年里,中国的海水淡化能力增长了30倍。”淡化后的海水不仅限于满足城市用水需求,“未来在缺水的沿海地区,15%的工业用水也将来自海水淡化。”

对于水资源短缺问题,这是一个既昂贵又耗费能源的解决措施。

海水淡化厂的供水成本是现行水价的两倍,与其他节水措施相比,成本更是高出若干倍;而这些高出的成本则由各地方政府补贴。

海水淡化还需要耗费大量的能源,而能源的生产又会用到大量的水。中国大部分海水淡化厂采用的都是高能耗的反渗透技术。该技术通过对海水施加高压,使水透过一层膜渗出,将盐和其他杂质分离出来。

世界资源研究所最近发表的一篇报告
显示,中国海水淡化厂处理海水所消耗的能源是使用地表水的十倍,多过回收利用污水消耗的能源,甚至比千里以外从长江调水消耗的能源还多。

报告警告称,利用海水淡化满足未来水资源需求,将大大增加能源消耗、温室气体排放和空气污染,而北京在提高空气质量上已经是举步维艰了

此外,东部沿海地区建立海水淡化厂,是为缺水地区的燃煤电厂提供用水;这反过来又将推动火力发电的发展

中国并不是唯一一个试图利用海水淡化解决水资源短缺问题的国家。

早在远古时代的故事和传说中,就提到了海水淡化。

就在不久以前,大规模海水淡化工程还仅限于沙特阿拉伯等石油大国,因为这些国家的能源很廉价,水资源却很稀缺。

但现在不同了,随着越来越多的国家面临长时间的干旱和水资源短缺问题,海水淡化产业正在扩张。

技术上的进步
降低了成本,也减少了能源的消耗。但全球7500座海水淡化厂中,大多数工厂都是依赖高污染、高耗水量的火力发电来运转的。

 2013年海水淡化实际产量  单位:立方米/每天


横坐标:沙特阿拉伯、阿联酋、西班牙、科威特、阿尔及利亚、澳大利亚、卡塔尔、以色列、中国、利比亚、中国2020年


支持者们把海水淡化称作是一项重要的“突破性技术”,认为其开启了一座永不枯竭的水资源宝库。

地球上约97%的水都含盐量过高,并不适宜人类使用。

怀疑人士们则认为海水淡化很危险,它干扰了人们对其他明智措施的关注,比如解决用水效率和用水需求的问题。

还有一个重要的问题则是如何解决淡化过程中产生的大量浓盐水?环保人士担心浓盐水会对沿海植物和海洋生物产生危害。

一项“革命性”技术?

一个不错的选择是利用可再生能源为海水淡化厂提供电力。

澳大利亚卓越中心海水淡化研究所负责人尼尔‧帕尔默表示:“若利用可再生能源淡化海水,我们将取得巨大的进步;或者也可以通过利用核电来减少温室气体的增加。”

西澳大利亚的佩斯地区已建立了多座风能驱动的海水淡化厂,为全市一半的居民提供用水;沙特阿拉伯正在建设全球最大的太阳能海水淡化厂;甚至伦敦也已建成一座靠生物柴油发电运作的苦咸水淡化处理厂,在干旱时期从泰晤士河中取水进行淡化。

中国的海水淡化技术并不领先。根据世界资源研究所的计算,中国每生产1立方米的水需要4度电;而国际市场上最先进的技术可以将这一数字降低到2.5度。

但即使像政府计划的那样,将海水淡化的能耗减少20%,到2020年,这一快速增长的产业所消耗的能源也将超过2012年全中国发电总装机容量

虽然政府制定了相应计划要克服经济和技术方面的重重困难,但却很少提到额外的能源消耗所产生的巨大影响。

鉴于中国对煤炭消费的需求明显下降,未来对空气、水和土壤污染的限制有可能更加严格,中国煤炭产业便开始大力吹捧海水淡化,称其是燃煤电厂用水的重要来源。

此外,如果海水淡化厂的用电需求增加,煤炭工业也可从中获益。

上文提到的海水淡化报告的联合作者、世界资源研究所水项目负责人钟丽锦表示,水处理引发的用电需求增长是一个大问题,政府目前还没发布任何有关水工业能源消耗的规定或指导意见。

能源消耗数据匮乏

钟丽锦继续表示:“在中国,水工业中能源消耗的数据没有被完全统计。不管是抽运体系,还是治理环节,我们都没有对用电情况进行监测,所以我们对整体情况缺乏了解。”

钟丽锦还说,水工业的高效节能将对中国的总体减排产生重要影响。她认为,各个城市都应建立一套碳排放监测系统,对水工业的能源消耗情况进行测算。她还举例说英国就是如此(但也有批评人士指出,英国水工业的碳排放量占全国总排放量的3%,水工业的相关规定不够严厉)。

而中国整个水工业的能源足迹也在不断扩大,令人警觉。

大型水资源调配工程(如南水北调工程或渤海西调提议)抬高了供水的能源成本。

南水北调的东线每年需要燃烧上百万吨的煤炭用于发电才能实现运水,这就进一步加重了水资源的压力。

“这样确实很贵,但所有的水资源都不是白来的”,帕尔默评论道。他继续表示,澳大利亚的经验告诉我们,海水淡化应该被纳入国家水资源安全的战略结构中。澳大利亚综合利用雨水、废水、地下水、水库水和淡化后的海水,他们称这种方式为“一揽子方法”。

“ 所以,认为海水淡化是灵丹妙药的说法,是不对的。”


中外对话北京办公室的尼古拉斯·奥克扎克对本文亦有贡献。

翻译:王宁

 

 

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匿名 | Anonymous

令人吃惊的政府回应

中国政府听到了群众要求环境补偿的诉求,以及克服了过分依赖工程解决的零碎部分。

Awesome gov't responses

CCP hears the people who seek environmental redress, and overcomes outdated sole reliance on engineering solutions piecemeal reactivley.

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匿名 | Anonymous

中国的未来是光明的

这位作者需要去仔细研究下中国在钍(放射性金属元素,元素符号Th,译者注)核反应堆上所做的努力。
这种能源在中国有2000年的供给历史,以及反应堆,类似海水淡化厂都位于海边,使得他们之间的相互联系成为一种自然而然的选择。
就未来10年核反应堆设计的基础研究方面,习主席所做的努力预示着中国在可持续发展上的责任心和长期战略。

China's Future is Bright, not Alarmist

The author needs to examine China's efforts to develop so-called Thorium nuclear reactors. China has a 2,000 year supply of this energy resource, and reactors, like desalinization plants, are both situated on sea coasts, making their interconnection a natural option. Chinese President Xi's efforts to complete basic research into reactor design within 10 years bodes well for China's responsible, long-term strategy for sustainable development.