在美國西部的中央山谷里，塵土飛揚的曠野中矗立著一臺閃耀的太陽能處理機正在處理污水，以解決加州現(xiàn)在的缺水危機。這家名為WaterFX的太陽能海水淡化工廠，為美國Panoche市的排水系統(tǒng)進(jìn)行水處理，將含鹽和污染的灌溉用水凈化為純凈水。
現(xiàn)在，WaterFX每天能夠生產(chǎn)14000加侖的凈水。WaterFX公司的聯(lián)合創(chuàng)始人AaronMandell表示，5年之內(nèi)公司將擴(kuò)大規(guī)模，計劃處理水容量達(dá)到圣金華河谷水量的10倍。
而當(dāng)?shù)剞r(nóng)民為什么愿意購買他們的水呢?因為來自WaterFX太陽能處理過的水的價格僅是傳統(tǒng)海水淡化水價格的1/4。一英畝英寸相當(dāng)于一英畝土地灌溉一英寸水，足夠供應(yīng)兩個四口之家一年的用水量。
具有競爭力的價格
在雨量多的年份，WaterFX的水價會接近農(nóng)民給出的價格，對于Panoche市和其他河谷地區(qū)的水價格大約在每英畝英寸300美元。相比加州其他17家傳統(tǒng)海水淡化廠的水價，WaterFX的價格更具有競爭優(yōu)勢。
如果WaterFX計劃實現(xiàn)，那么Mandell創(chuàng)業(yè)起步的這個農(nóng)業(yè)小城將成為美國歷史上最具革命性創(chuàng)新的水處理新起點。
“如果最終一切能夠按計劃實現(xiàn)，那么加州會成為水資源豐富的地區(qū)，甚至可以出口水資源，不用再擔(dān)心水資源短缺的問題。”Mandell表示。長525英寸的太陽能反光板是海水淡化機的核心部分。Mandell說到：“我們所生產(chǎn)的是具有可持續(xù)、可擴(kuò)展以及價格實惠的水源。”
干旱補給
如同中央山谷的其他區(qū)域一樣，Panoche是美國產(chǎn)量最高的農(nóng)業(yè)地區(qū)。其以往的灌溉用水一直從聯(lián)邦政府的中央山谷工程購買。可是，遇到干旱的年份，農(nóng)民可能從水利工程中買不到水;或是等著剩余的水儲備，這樣的現(xiàn)貨儲備比普通的水更加昂貴，高達(dá)每英畝英寸3500美元。這種情況下，對于任何農(nóng)業(yè)都是巨大的影響，如果此時出現(xiàn)任何水資源供給都十分難得可貴。
處理過程簡單
實際上，太陽能海水淡化的處理過程非常簡單，這也是經(jīng)過處理的水價格低廉的原因。首先，工廠收集從附近山丘流出的水，以及灌溉后進(jìn)入中央山谷土壤里的水，這些水中包括了大量的鹽、硒、硼和其他礦物質(zhì)，都是無法被人體所消化吸收的。太陽能工廠在農(nóng)作物下6-8英寸的排水溝里取出灌溉水，以及山間水流后，通過特定的管道輸送這些受污染的水源并進(jìn)行加熱。
而熱源來自于工廠里巨大、拋物線型的太陽能反光板，經(jīng)過含有礦物油的長管道采集太陽能。接下來，具有熱能的管道會產(chǎn)生蒸汽，然后將苦咸水濃縮成可用的淡水，并分離出多種礦物質(zhì)。
緩解水土流失
而傳統(tǒng)的海水淡化廠，比如在美國圣地亞哥的工廠的水處理成本高達(dá)10億美元，他們運用反滲透技術(shù)進(jìn)行水處理，通過多種管道擠壓過濾出污染物。這個過程將耗費大量的能源，會造成巨額的成本。
目前，WaterFX公司正在規(guī)劃和建設(shè)可年處理16億加侖農(nóng)業(yè)含鹽灌溉水的太陽能海水淡化設(shè)施，進(jìn)一步緩解美國加州中央山谷正面臨的旱情。農(nóng)作物從土壤中汲取水分的成分類似純凈水，剩余的有毒礦物質(zhì)通過太陽能處理器提取后，可以有效緩解并消除加州近年來發(fā)生的耕地流失現(xiàn)象，同時也可以保護(hù)排水系統(tǒng)免受含鹽灌溉水污染并保護(hù)野生動物。根據(jù)加州水資源管理委員會統(tǒng)計，約有9493英里的河流和513130英畝以上的湖泊和水庫已經(jīng)被農(nóng)業(yè)灌溉水污染。
WaterFX的MatthewStuber表示：“如果現(xiàn)在我們不將地下灌溉水中的鹽分分離出來，未來加州至少有10%的可利用耕地將因污染而不再適合耕種，而且這一數(shù)字在很多區(qū)域甚至?xí)哌_(dá)30%-40%，尤其是在中央山谷西部一些鹽度非常高的地區(qū)。含有鹽分的農(nóng)業(yè)灌溉水會以極快的速度污染地下水以及地表水，最終污染飲用水源和自然環(huán)境。一旦含鹽灌溉水被釋放到環(huán)境中，會嚴(yán)重破壞野生動植物的棲息地并危及它們的生命。”
看完上述WaterFX公司開發(fā)的太陽能海水淡化項目，另一個位于沙特阿拉伯的大型太陽能海水淡化項目也同樣值得我們關(guān)注。這一項目由西班牙著名的可再生能源公司阿本戈負(fù)責(zé)開發(fā)，將于2017年初完工。該項目每天可以為沙特東北部城市AlKhafji供應(yīng)60000立方米的淡水，能夠保證這個非常干旱的地區(qū)全年得到充足的淡水供應(yīng)。
阿本戈公司表示，如今沙特阿拉伯現(xiàn)有的海水淡化設(shè)施每天的產(chǎn)水量可以滿足該國50%-70%的淡水需要，但運行這些設(shè)施每天需要消耗150萬桶石油，因此將太陽能與海水淡化相結(jié)合之后能夠顯著地降低海水淡化項目的運營成本。根據(jù)相關(guān)機構(gòu)預(yù)計，到2030年沙特阿拉伯及其周邊國家海水淡化生產(chǎn)淡水量將達(dá)到1.1億立方米。
另外，根據(jù)彭博社日前報道，阿本戈將斥資1.3億美元投建全球最大太陽能供電海水淡化廠，并將與沙特本土一家水技術(shù)公司合作，充分利用沙特日照充足的優(yōu)勢，幫助該國盡快走出缺水的困境。
這座全球最大太陽能海水淡化廠項目，將包括一座太陽能電站、一套降低能耗和預(yù)先處理當(dāng)?shù)睾Ｋ南到y(tǒng)。根據(jù)阿本戈介紹，這套優(yōu)化功耗及預(yù)處理系統(tǒng)，可以稀釋高濃度的鹽及消除海水中的油脂與脂肪。
一直以來，阿本戈都對發(fā)展中東地區(qū)的可再生能源和可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域情有獨鐘，投建和運營了多座太陽能電站。除了沙特這座太陽能海水淡化工廠，還在阿曼投建同類型的海水淡化廠。
有分析師指出，采用太陽能發(fā)電站向海水淡化工藝供電是一個全球性的先驅(qū)項目，可大幅削減工廠的運營成本。事實上，業(yè)內(nèi)正在嘗試將聚光太陽能發(fā)電(CSP)技術(shù)和海水淡化技術(shù)融合。
對于那些人口持續(xù)增長、水資源短缺的國家而言，尋找新淡水資源刻不容緩。太陽能海水淡化技術(shù)相對于傳統(tǒng)海水淡化技術(shù)的主要優(yōu)勢在于，能量消耗少，污染小、成本低等優(yōu)勢，甚至可以單獨設(shè)置于海島等區(qū)域。充分利用太陽能海水淡化技術(shù)能夠產(chǎn)生無限可再生能量。除了農(nóng)業(yè)、工業(yè)用水方面的使用外，淡化后的海水還能夠直接飲用。
