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全球水危機惡化,空調可能成為人類未來的水源

2021-05-17

“這看起來是一種相當好的水源,我們應該用它來做什么,而不是讓它僅僅滴在地上?!?/p>

人類目前正面臨嚴重的水資源危機,且情況愈加惡化。這場危機中,除了水資源匱乏的欠發達地區之外,較發達地區的部分城市同樣在因為種種原因遭受侵擾。

面對困境,人類將目光投向了空調。一些企業與城市正在利用空調的冷凝水來澆灌植物,沖刷廁所,甚至釀造啤酒。這種工業時代的產物,可能成為人類未來的水源,解決這場正是由工業時代所致的危機。

重慶某大樓外密密麻麻的空調外掛機。圖片來源:CFP

水資源短缺已經在2019年在達沃斯世界經濟論壇上被列為人類社會最大的全球性風險之一。根據全球性非營利組織Water.org統計,全球目前共有7.85億人無法獲得具有健康安全保障的水;每兩分鐘,就會有一名兒童死于和水有關的疾病。水資源短缺這一問題在19世紀被首次記載于歷史當中,它與人類社會的工業化幾乎同時產生,并隨著現代社會的發展愈演愈烈。自1960年至2005年,全球長期缺水的人口比例由9%上升至35%。2021年3月3日,聯合國人權與環境問題特別報告員戴維·博伊德(David Boyd)再次指出,世界所面臨的水危機正愈加嚴重,呼吁相關機構緊急應對。

正在經受缺水的國家與民眾大多來自于世界上的欠發達地區和鄉村,但事實上,一些城市地區同樣面臨著水資源短缺的問題。一部分缺水城市,將解決辦法投向水資源的循環利用,而空調冷凝水的循環使用正是方法之一。

在中東國家以色列沿海城市赫茲利亞(Herzliya),空調正在為46000平方米的微軟公司的玻璃辦公空間降溫。這里離內蓋夫沙漠干枯的山脈和箱形峽谷不遠,是世界上缺水的城市之一。

像任何空調系統一樣,這個系統也會生產一種副產品:水。但是,微軟公司沒有排出這些被稱為冷凝水的水,而是將其重新用于灌溉園區的景觀,并幫助冷卻大樓。 這家科技巨頭在英國德懷特克洛斯和印度海德拉巴的辦公室也使用了類似的系統。

微軟高級可持續發展項目經理凱蒂·羅斯(Katie Ross)在一封電子郵件中稱:“我們也在考慮在微軟的其他建筑中采用這一系統,這取決于空調設計、地區氣候等因素?!?/p>

位于以色列赫茲利亞的微軟大樓。圖片來源:微軟官網

通過這一系統,微軟的赫茲利亞辦公室可以節省300萬升水,這一水量足以滿足多個家庭的年度用水需求。雖然到目前為止,空調冷凝水回用系統不能有效地擴展到大多數家庭和其他小空間,但它們可能是使建筑更智能、滿足水需求和應對氣候變化所需的龐大系統中的有效一環。聯合國認為,水是 “我們感受到氣候變化影響的主要媒介”。在過去20年的自然災害中,有四分之三與水有關,包括洪水、山體滑坡和其他極端天氣事件。

在一些通常被人們認為經濟發達,且自然水資源并不那么匱乏的地方,同樣會發生水危機,例如美國的部分地區。在那里,有更多城市中的建筑正在使用或推進將空調冷凝水作為水源之一。

美國是世界上人均用水量最高的國家之一,美國人的人均用水是德國、日本和英國等其他工業化國家的兩倍以上。根據美國地質調查局的計算,美國用水量的約一半用于發電,31%用于農業和灌溉,公共消費占11%,而采礦和工業占另外5%。

美國的飲用水是世界上最安全,最可靠的飲用水之一,可為數億人提供按需提供清潔廉價的水。然而,許多專家表示,隨著國家基礎設施的老化,其安全性和正在承受的挑戰一直在增加。政府機構和許多專家一致認為,大多數建于五十多年前的美國水利基礎設施即將達到使用壽命,需要大量投資用于更新。同時,受人口增長和極端天氣等因素的影響,美國水資源的供應已經受到威脅,探索新的水資源獲得方式勢在必行。

位于美國科羅拉多河上的格倫峽谷大壩,蓄水量正變得越來越枯竭。圖片來源:路透社

在位于美國南部的得克薩斯州,奧斯汀水務公司的環境項目經理馬克-喬丹(Mark Jordan)表示:“我們預計氣候變化將使得這里干旱的頻率和嚴重程度不斷提高。我們希望通過越來越多的再利用來盡可能地擴展我們的水資源供應,以滿足未來一百年的用水需求?!?/p>

在奧斯汀,有兩座著名的建筑正在使用空調冷凝水回收技術。Austonian是該市一座56層的摩天住宅大樓,每年能收集約12800加侖的冷凝水,用來灌溉周邊的綠地。此外,奧斯汀中央圖書館也在通過使用包括重復使用的冷凝水、雨水收集和再生水,每年節省約35萬加侖——這足夠滿足圖書館近90%的用水需求。

為了讓其他大型室內空間效仿,奧斯汀市議會在4月批準了一項激勵計劃,旨在促進再生水的使用,其中就包括空調冷凝水。在這項激勵計劃中,每年使用再生水替代100萬至300萬加侖飲用水的商業開發項目可以獲得25萬美元的資金;那些可以節省超過300萬加侖的項目可以獲得50萬美元的資金。在舊金山和圣安東尼奧,類似的激勵項目已經在實施當中。

不過,要想讓這項技術得到更廣泛的使用,還面臨一些障礙。建立冷凝水再利用系統需要一定的前期投入,并且受到氣候影響,不同地區產生的冷凝水多少不一。當濕熱的空氣接觸到冰冷的表面時,冷凝水形成的效果最好。由于這個原因,美國南部和其他炎熱、潮濕的地方有可能產生更多的冷凝水;相較而言,部分地區在采用這項技術時,也許無法達到比較理想的效果。

例如美國西部,尤其在科羅拉多河流域,這里已經出現了大面積的干旱和缺水,自然環境炎熱且干燥,并不太有利于制造空調冷凝水。但是,面對急劇升級的水資源緊張狀況,一些地方不得不使用這項技術??照{,已經成為了那里水資源的重要來源之一。

其中,亞利桑那大學的建筑、規劃和景觀設計學院大樓每年重復利用約95000加侖的冷凝水,將其輸送到一個池塘和花園。該學院的教授喬納森·比恩(Jonathan Bean)說,循環利用冷凝水很重要,但這不是應對氣候變化的根本方法。他認為有更有效的策略是縮小建筑規模,并開發新型制冷劑。

不過,比恩教授也承認,重新使用冷凝水可以使得更多更具氣候智能性的建筑應運而生——即使在炎熱的亞利桑那州,那里只有在夏季的季風季節,空氣中才會有一點濕度。他說:“這很有意義。至少這是一種資源,畢竟你已經花了這么多的能源來生產它,不管怎樣也聊勝于無?!?/p>

雖然與河流和地下蓄水層相比,大型建筑中的空調所產生的水量很小,但與其他替代水源,如收集的雨水和處理過的廢水相較而言,它同樣可以發揮一定的作用,比如說它可以用于花園、廁所、冷卻,滿足單個建筑物的部分需求,縮短水的供應鏈,并使人們更加意識到水的稀缺性。

2019年,圣地亞哥國際機場開展了一個項目,以引起人們對水資源保護的更多關注。這個項目是:將冷凝水變成啤酒。在新冠大流行之前,圣地亞哥國際機場與Ballast Point Brewing(一家美國啤酒公司)合作,用機場中用于控制溫度的大規模冷卻塔的一些冷凝水,制作了一款啤酒。

用冷凝水制作的啤酒。圖片來源:彭博社

這只是機場嘗試水資源再利用的一種方式。每年,圣地亞哥國際機場可以收集大約100000加侖的冷凝水,主要用于冷卻塔和電力清洗。據機場規劃和環境事務部經理理查德·基爾伯(Richard Gilb)稱,機場自2014年以來一直在重復使用冷凝水。

“由于我們處于沿海環境,有足夠的濕度定期產生冷凝水,”他說?!斑@看起來是一種相當好的水源,我們應該用它來做什么,而不是讓它僅僅滴在地上?!?/p>

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來源:鳳凰網