作为水资源禀赋严重不足的国家,沙特阿拉伯通过发展壮大海水淡化产业,成功摆脱了水资源匮乏的束缚,并以充沛的水资源为依托,不断提出面向未来的社会和城市发展愿景。
在7月15日未来新水务组织召开的“新海淡国家战略专家座谈会”上,“新水务 新海淡”研究组成员,江苏省(宜兴)环保产业技术研究院 院长高嵩以“沙特不缺水”为题,介绍了沙特发展海水淡化的历程。他认为,这或将启发我们围绕着社会发展和城市未来,规划出更新、更完善的水务系统。
沙特阿拉伯是阿拉伯半岛最大的国家,也是中东地区面积最大的国家,几乎所有国土面积都位于沙漠地带,但其境内人口约3600万人,已经远远超过了该地区自然资源所能承载的人口极限。人口密集的重要原因之一,是沙特已探明的石油储量高达363.5亿吨,是全世界石油储量的16%。据此,沙特的GDP总量达到了11081亿美元,位居世界第17位,人均GDP约为3.19万美元,进入到了发达国家行列。
在水资源方面,沙特是全球淡水资源最贫瘠的国家之一,其年降水量是100-200毫米,最高区域的温度是54度,由于国土面积内没有一条河流,所以沙特也被称为“无流之国”。
很难想象,在这样的资源禀赋下,这个国家不缺水。而根据《水世界》(Water World)杂志报道,2016年沙特人均日用水量为271升,是全球人均日用水量的近2倍,仅次于美国和加拿大,位居世界第三。这一数据,也是我国2022年人均城乡居民生活用水量(125L/天)的两倍多。
沙特的水资源从哪里来?从其一系列谋划布局中,我们可以看到大致发展历程:上世纪80年代起,沙特在全国各地建造了200多个水坝,用来截留降雨。但于降雨稀少,蒸发量大,这种搜集地表水的方式只能提供总用水量的10%。为弥补巨大的用水缺口,沙特的早期做法是大量抽取地下水,这一水源在高峰时期占到总供水量的40%,也不可避免地迅速面临枯竭,难以持续。
真正成为沙特主流水脉的方式是海水淡化。值得一提的是,沙特靠着阿拉伯海,是临海国家。从90年代起,沙特开始大力发展海水淡化事业。从当前成果来看,沙特已发展成为世界最大海水淡化国,2020年日产能突破560万吨 ,占世界海水淡化量的20%;国有的沙特海水淡化公司(SWCC)旗下拥有近40座海水淡化厂,通过5000公里长的管道向城市输水,是全球规模最大的海淡公司。靠着这样大体量的海水淡化能力,从根本上解决了沙特人口的饮用水问题,以及一部分的工业用水问题,支撑了社会的发展。
主要海水淡化大国规模对比
60万吨/日的沙特拉比格三期项目,创单机产水量吉尼斯世界纪录
近年,沙特还有一项较为“出圈”的举动,是在2016年宣布了一项全面而雄心勃勃的“2030碳中和”愿景,主要工作计划包括经济、社会、教育、卫生、科技等方面。其中有一些非常重要的专项规划——包括吸收式海水淡化厂、利用太阳能的海水淡化项目,旨在利用新能源来降低海水淡化的总能耗。
对此,沙特还提出了五大目标,一是成为太阳能海水淡化的全球领导者;二是减少对沙特石油资源的需求,逐步实现石油资源和海水淡化的脱钩;三是通过整体运营优化来降低海水淡化成本;四是减少有害物质的排放;五是在培育本土化的海水淡化关键技术,包括反渗透、光伏、纳米除尘等。
AlKhafji海水淡化厂是相关规划的重点项目。该厂净水生产能力为60000吨/天,最高产量为90000吨/天,采用阿卜杜勒-阿齐兹国王科技城开发的反渗透技术,由太阳能光伏发电提供电力(10兆瓦/天)。
沙特阿拉伯的盐水转化公司(SWCC)还创造了世界上能耗最低的海水淡化厂。位于Jubail市的ProfMaster 5000吨/日移动式海水淡化厂采用了环保型反渗透(RO)技术,从而降低了总耗电量。吨水电耗2.27度,成本约0.34美元/吨(人民币约2.43元/吨)。
在沙特推出的面向未来的“line City计划”中,海水淡化也是必不可少的一环。根据“line City计划”,将在沙漠地带建设一个仅200米宽、横跨沙漠170公里的线性城市。其中,包含经过精心设计的、极具未来感的水基础设施系统。
根据Line City开发公司NEOM介绍,未来的海水淡化将完全以可再生能源为动力,并将过程中留下的盐水进行资源化再利用,提取高价值化学品和矿物。此外,为了保护海洋生态系统,致力于打造全集成资源回收型海水处理体系 (FIRrST)——规模之大,为世界首例。将回收100%的废水并用于灌溉,从废水和生物固体中回收所有资源,并从中采集纤维素、营养物质、砂砾和沼气,将这些资源用于景观美化、农业及建筑领域,并缓解能源需求。
目前来看,沙特对于的布局思路是:一方面,继续增加供给量。即便其国内人均用水量已经是全球平均水平的两倍,但还在不断增加未来的海水淡化的供给量,坚决不动用已经恢复丰足的地下水资源;另一方面,结合海水淡化现有问题及未来方向,利用各种新技术去解决问题、满足未来规划需求。
整理这些资料的过程中,我们也收到很大的启发。在这样一个禀赋不足的国家里,不断地用技术去解决实际生存问题,提供充沛水资源量,并不断提出面向未来的社会愿景和城市愿景。这也或将启发我们围绕着社会发展和城市未来,规划出更新、更完善的水务系统。我想,更新的水务系统一定是包含海水淡化、资源循环等功能区块的系统集成。
致谢:
感谢国际水协会(IWA) 战略和发展总监李涛博士的指导帮助。
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