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財團法人海峽交流基金會

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地球好渴 先進國家科技造水技術升級◆文/潘煒(文字工作者)

  • 更新日期:113-02-19

2021年臺灣遇上56年來最嚴重的「百年大旱」,多地減供、限水、停耕,「護國神山」台積電等的半導體業都面臨缺水危機,影響臺灣「矽盾」甚劇。不只臺灣,亞洲的大型經濟體如中國大陸、印度,今年遇上冬季熱浪、春季高溫的歐洲,除因產業發展需水孔急,極端氣候也讓降雨量時而難以捉摸,地球變得「好渴」!

有智庫初估,到了2030年底,全球淡水需求量,將大幅超出供給量達到50%。換句話說,全世界人需要的淡水,到時候僅一半可用。各國為了存水、造水,甚至搶水,各顯神通,除引進科技、大改法規,政府也祭出大型建設,就擔心沒水沒產業。地球有「多渴」,或許能從6月新加坡一場活動說起。

亞洲拚新產業耗水 南亞缺水比非洲嚴重

今年6月6日,新加坡淡馬錫控股舉行年度「生態繁榮周」(Ecosperity Week),印度非營利智庫「能源、環境與水源理事會」(Council on Energy, Environment and Water, CEEW)執行長高許(Arunabha Ghosh)表示,亞洲是當前全球工業的樞紐,除了傳統造鋼,要製造晶片、潔淨能源轉型等都要大量用水,這些產業也是帶動經濟成長的新火車頭。 

印度是缺水重災區。該國人口占全球18%,卻僅有4%水資源,今年9月,聯合國兒童基金會(UNICEF)報告指出,南亞有3.47億名18歲以下孩童,極度嚴重缺水,比非洲東部和南部更嚴重。

澳洲的洛伊研究所(Lowy Institute)分析,中國大陸的地下水源近9成不宜飲用、一半地下含水層污染嚴重,無法供產業、灌溉用,50%的河水不宜飲用也不適合農耕。同時,仍以燃煤為供電要角的中國大陸,燒煤發電很耗水。另外,澳洲因為乾旱,2023到2024年的農業產值,預計下跌14%。

歐洲今年先有冬季熱浪,衝擊河川與滑雪場,春天遇高溫,今年9月,奧地利、法國、德國、波蘭和瑞士等國宣布,這是有紀錄以來最熱的9月天,可能成為人類歷史上最熱的一年。缺水也影響到淨零排放的環保轉型時程,因為缺水造成減碳步調變慢,成為反覆疊加的惡性循環。

韓國海淡船為全羅南道離島解渴 

各國尋求「解渴」之道,韓國是不錯的例子。去年底,韓國西南部全羅南道遭遇史上最嚴重乾旱,不少沿海島嶼基礎設施不足,自來水每周只供2天,韓國環境部急派一艘可「海上移動」的海水淡化廠「夢想號」(Dreams),穿梭於島域之間,一天可生產300噸淡水,暫解燃眉之急。

臺灣媒體曾分析,這艘「夢想號」由韓國自行研發,是世界第一艘海上的海水淡化廠,也是韓國大規模改造水資源管理機制的成果。2018年前,韓國的水資源法律多達20幾部,管理疊床架屋;2018年,韓國國會在立法通過「水資源管理基本法」,大幅改造政府架構,解決中央、地方政府屢生的施政衝突與重複投資。韓國還成立直屬總統的「水資源管理委員會」,由國務總理、學界大老共同擔任主席,作為水資源政策的國家最高決策機構。

以色列掌海淡三技術  用機器人「抓漏」

視角轉到中東。最近與哈瑪斯爆發衝突而受關注的以色列,大部分地區年降水量不滿100公釐,以國的《水法》(Water Law)被經濟合作暨發展組織(OECD)當作水資源管理的經典案例。

《水法》明訂國家具水資源所有、開採和管理權,國家統一核配,並採取高水價、差別水價政策,水源分為天然淡水、淡化海水、地下鹹水、污水回收、再生水利用和攔截雨水等類別,依人口、農作物類別訂基本配額,超額則會罰款。

以色列將海水轉化為飲用水成效斐然,以國有近半飲用水來自海水淡化,目前有5座運作中的海水淡化廠,索里克(Sorek)是世界最大海淡廠,日產62.4萬噸淡水,占全國用水量20%,5座海淡廠年供逾6億立方公尺淡化水,相當於該國工業、農業以及居民日常用水總量的30%。

海水淡化耗電量大,以色列海淡廠本身有發電廠,惟不同於阿拉伯國家有便宜石油支撐海淡廠用電,以色列除了靠燃氣發電,再結合科技,用演算法算出便宜的離峰電力作為抽水、處理、送水之用以降低成本。

分析指出,掌握淨化水質的RO逆滲透大尺寸薄膜、興建大型海淡廠,以及利用演算法算出離峰電力的3項技術,是以色列成為海淡領域領頭羊的關鍵。除了造水淡化「開源」,從水庫到沿著輸水管線到千家萬戶,是否漏水,以及使用過的污水如何循環再利用的「節源」,也是國家管理水資源的重點。

以色列的上市公司Hagihon,採用先進技術,在水管設感應器記錄水流聲,每10秒傳送回總部,若漏水則聲響有異,GPS系統再引導機器人穿過下水道「抓漏」,在大漏水之前修復完成,用這項技術,耶路撒冷的水損失降低到11%左右,或可借喻臺語俗諺,「一滴水打24個結」;以色列在污水處理方面也有出色的成績單,其污水85%被重新用於農業、10%用於增加河流流量、撲滅森林大火,僅5%流入海中。

星國「新生水」打品牌    能喝還能釀啤酒

再看到「花園城市」新加坡,星馬簽定的供水協議2061年到期,為擺脫依賴,星國揭示「四個水龍頭政策」,分別是海水淡化、蓄水池蒐集雨水、馬來西亞柔佛州的進口水,以及生產「新生水」(NEWater),後者是符合飲用水標準的高品質回收水。

新加坡的公用事業局(Public Utilities Board)管理該國水資源、民生與工業用水。NEWater是公用事業局推出的超純淨再生廢水自有品牌,2000年設立新生水試驗廠,2003年在勿洛(Bedok)與克蘭芝(Kranji)的2座新生水廠投入運作,該年起,新生水正式成為星國供水來源之一。

目前新加坡的40%用水來自新生水,新生水主要作為工業用水,遇旱時也用來填補水庫,混合生水、再經淨水程序,供應生活用水所需。為推廣「新生水」,星國政府也把它做成瓶裝水,2022年跟當地啤酒廠合作推出「NEWbrew」(新生啤),「污水也能釀啤酒」話題性十足,還能向民眾宣傳水資源再利用的重要。

印巴為建壩爭執  北京勢力摻一腳

印度為水與鄰國發生衝突,2009年巴基斯坦指責印度「偷水」,刻意截留數千萬立方公尺的上游水源,蓄入巴格里哈大壩(Baglihar Dam),用於喀什米爾的水力發電,該壩2005年完工,修建於印巴共享的印度河五大支流之一的契那布河上,巴基斯坦早在興建水電廠時,就擔心會影響下游的農田灌溉,堅決反對修壩。

風水輪流轉,2020年,巴基斯坦計畫在印度河流域興建2座大壩,其中「迪亞莫爾—帕沙大壩」(Diamer Bhasha Dam)開工,印度強烈反對,因水壩恐影響印度用水,亦坐落在北京投資、印度宣稱擁有主權的喀什米爾地區,事態更顯複雜。

至於印度與孟加拉,2022年9月簽署「水資源共享協議」,共享庫什亞拉河(Kushiyara River)水資源,這也是兩國25年來簽署首個此類協議,背景即為孟加拉也是嚴重缺水的下游沿岸國,一直期盼能共享源自喜馬拉雅山脈、由印度流向孟加拉的跨界河流。同樣位於喜馬拉雅山腳下的尼泊爾,也因雨量不均衡、政府對於用水缺乏管理,面臨缺水問題。

湄公河中美交鋒     陸建壩掐下游命脈

南亞有中印及鄰國的「水戰爭」,另一頭,在流經西藏、雲南,以及中南半島寮國、緬甸、泰國、柬埔寨和越南的湄公河(瀾滄江),意外成了繼南海、臺海後,美中兩大強權角力的敏感地帶。

目前該流域有兩大聯盟,一方是中國大陸為首,2016年成立的「瀾滄江─湄公河合作組織」,另一邊是「湄公河委員會」,由泰、寮、越、柬4國發起,得到美、日支持。一條大河流經多國,還有兩大集團「仙拚仙」。

今年湄公河因聖嬰現象造成乾旱缺水,中國大陸在上游興建大壩,被認為是對下游東南亞國家「掐住命脈」,湄公河有430座水壩,其中11座在瀾滄江流經的雲南省,美國國務院網站2020年曾發布報告,指控中共「破壞環境」,以巨型水壩操縱湄公河流域水資源、水資源管理不透明,給下游鄰國帶來災難,等同危及該區1,800萬人的生計、亞洲2億人口主食來源,以及每年105億美元的稻米市場。不過中國大陸則表示,該區興建的上游水壩能防洪抗旱、有助維持流量穩定。

全球各地缺水成患,小國用科技造水儲水,也有因為興建水壩起紛爭,還有發明海水淡化船,各國因應缺水的情況不一。因為氣候變遷,缺水可能常態化,每個人都要面對這個大問題,各國政府也陸續提出對策。

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