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從缺水到賣水──以色列的奇蹟之路

2023/12/29 編輯 / gary liu



全球持續升溫,2023年已成為12萬5000年來最熱的一年,在這樣極端氣候的環境下,「高溫乾旱」的問題只會益發嚴重。世界資源研究所(World Resources Institute)的報告顯示,全球40億人每年至少有一個月處於高度缺水狀態,且情況正在惡化當中,尤其是沙漠地區更是滴水難求。

不過以色列就是這麼特別的國家,明明國土有6成是沙漠、一年下雨不到30天,卻敢向天爭水,從缺水荒漠晉升為發達的擁水大國,甚至能將水出口至鄰國做為外交籌碼,當中所倚仗的,就是先進的海水淡化技術,每年可生產淡化水6.75億噸,同時也是使用百分比最高的國家,來到國內用水量的40%。早期以色列建國之父本古里安,就非常看重海水淡化技術,在他的日記本裡,很多內容都是關於海水淡化帶來的影響與前景。


以色列國土有6成是沙漠,卻能成為擁水大國。


淨水之謎

海水淡化的概念不複雜,相信連國中生都能清楚明白,就是將海水拿去加熱,再收集水蒸氣凝結成淡水,還能得到副產品海鹽。那為什麼難以施行呢?最主要是過程中需要大量的能量,可能缺水問題還沒解決,又跑出了一個能源危機,整體並不合算,且煮海水的鍋爐內會積累大量鍋垢,時不時便要清除,十分惱人。

早在400多年前,英國皇室就曾公開徵求成本低廉的海水淡化方式,不過成效頗低,真正技術上的突破,其實是二戰後才陸續開始。目前海水淡化技術超過20多種,最常用也最現實的是採用逆滲透技術,所謂逆滲透,就是透過特殊的RO薄膜,將海水與另外準備的淡水分開,當鹽水濃度贏過滲透壓時,水就會因為物理特性,逆流到淡水那一側。

不過海水可不是只有鹽份而已,內部還含有各式各樣的懸浮物質、金屬離子與微生物,如果不先行去除,很容易堵塞薄膜上比頭髮直徑百分之一還小的孔洞,造成逆滲透效率變低,因此抽上來的海水還是要花費工序,先行過濾與處理,才可以進行逆滲透。

不只如此,當海水一側因逆滲透作用跑到淡水一側時,由於海水鹽度變高,推過去的壓力也隨之增加,同樣需要外在能量來輔助推動,因此海水通常只會逆滲透到一半後排放掉,以免後續效益過低,而這些排放掉的高鹽份海水,則稱之為滷水。滷水會不會對周遭海域的環境生態與漁獲造成影響呢?儘管缺乏確切證據,電腦模擬後也顯示尚無大礙,但後續造成什麼樣的連鎖反應,誰也不知道。台灣目前有國內共有25座海水淡化廠,多數位於在離島地區,今年下半年已規劃在台興建8座萬噸級以上的海淡廠,也相信隨著技術更新,相關成本會逐步降低。


全世界最大的Hadera海淡廠,位於以色列。


變廢為寶

除了享譽國際的海水淡化技術外,以色列還有哪些儲水創舉?1950年代開始,以色列就深知水資源是立國根本,尤其周遭強敵環伺,如果未來被控制住水源,等於被掐住了咽喉,因此想要自立自強,得先搞定好水資源的分配,於是以色列舉全國之力,打造涵蓋境內國土的龐大地下水管,要知道以色列的面積雖小,但地形豐富,山地、高原、沙漠甚至死海都有,管線不但要保證耐用,還要在各種氣候和海拔都通暢無阻,可謂艱鉅的工程。

拜管線完善所賜,以色列對於汙水處理非常在行。根據2017年世界銀行(World Bank)的研究報告,以色列每日有67座大型污水處理廠在運轉,全國85%以上的生活污水被回收,而87%處理後的汙水成為了農業灌溉用水。剛開始農民們有些不願意,但他們很快就發現處理後的汙水和一般淡水沒什麼區別,當中還富含氮磷營養鹽,剛好可供作物所需,替農民降低了施肥的成本。除了農用外,處理後的汙水還能用於市政工程、撲滅森林火災等,根本不怕沒地方消耗。


廠房人員更換海淡廠內的逆滲透膜。


全權掌握

在建設全國系統性的地下水管期間,以色列議會也沒閒著,在1955年開始,陸續通過了三大有關用水的法律,其一就是禁止人民在國家任何地方挖掘水源,即便是私人土地也不例外;再來是禁止公民對水資源進行任何分配,嚴控每個家庭或企業的水錶;最後是政府不但擁有和控制所有江河湖海中的水,還管轄雨水與污水,像是農民放牧時經過哪些水道,也必須事先報備。

在收穫豐碩的成效後,以國持續加大力度,在1959年推行了知名的《水法》,進階規定所有水資源都是國家的公共財,不論取水、生產、輸送、銷售等,政府都要掌握,就連私自拿桶子盛接雨水,也不得公開利用。


以國民風剽悍,全民皆兵,路上時有戎裝出現。


從「根」做起

教育是國家百年大計,以色列政府老早就確立幼童的節水觀念,還編寫兒歌給小朋友傳唱,包括洗澡要迅速、刷牙時要把水龍頭關掉等,不過真的忘記關水龍頭也不礙事,因為境內大部分水龍頭都設有省水器,同時以色列也是世上第一個強制使用兩段式沖水馬桶設備的國家,以國家強制力進行約束,最終養成人人惜水的好習慣。

天助自助者,偉大的工程師布拉斯也來到人世,幫助解決以色列的缺水困境。上千年以來,世界的主流農業都採漫灌技術,也就是在田地裡注滿水,但這種方式非常浪費水,有超過一半的水會在被作物吸收前被土壤吸取或蒸發。布拉斯將細小的銅管線伸至植物根部,進行精確澆灌,最終只有4%的水被浪費,也因爲滴灌技術,以色列省了70%的灌溉用水,還成爲了農業出產國,每年都向鄰國出口番茄、辣椒、西瓜等農產品。

以色列的自然環境一直以來都充滿挑戰,但該國卻以頑強堅韌、敢爭敢勝的精神著稱,而這一點也投射到以色列的創業密度上,其人均創業密度全球第一,每1844人中就有一位創業家,同時也有非常大量的網路企業如雨後春筍般冒出;此外,以色列也以先進的生命科學產業聞名全球,生產醫療設備和藥品的歷史長達百餘年,現有超過一千家公司,密度也是全球首位,更不用說未來備受關注的新型材料、AI人工智慧等,以色列當然也不會缺席。儘管近期因為以巴衝突,以國發動多起爭議性的軍事行動,但他們不屈不撓、敢向天發起衝鋒的勇氣,實在令人無比感佩。

Text by Tony Kao Images: courtesy of 達志/Shutterstock

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