别墅整体定制 / INTRODUCTION
在世界银行在其旗舰报告《Scaling Water Reuse: A Tipping Point for Municipal and Industrial Use》中,对全球再生水利用的未来发展提出了一个宏大而明确的愿景。报告的核心预测指出,在全世界内,通过有明确的目的性的政策支持和战略性投资,到2040年,用于饮用和工业目的的再生水回用量有望实现八倍增长,达到4.3亿立方米,这一规模相当于当前全球市政部门淡水取水总量的四分之一 。
这一报告中,诸多数据及判断需要我们来关注。本文基于未来新水务的发展理念及关注重点,为读者梳理该报告中的重点内容。
报告对于2024年全球已安装再生水利用能力的统计多个方面数据显示,农业灌溉的利用能力达到了每天0.88亿立方米,在总计1.83亿立方米的总利用能力中占据了近一半的份额,远超其他所有类别。
相比之下,工业再利用和景观灌溉虽然也是重要方法,但其规模与农业灌溉有显著差距。
这一全球趋势在其他维度的数据中也得到了印证。例如,在美国的再生水利用市场中,灌溉和景观用途(见下图中的绿色部分)自2005年以来一直占据着最大的比例,并且增长稳定;以色列也是农业再生水利用的典范,其超过90%的处理后市政废水被用于农业灌溉;作为欧洲最大的再生水市场,西班牙超过700万立方米/天的解决能力也主要服务于农业领域。
尽管全球再生水处理能力在过去二十年间增长了三倍,并以每年近7%的速度持续扩张,但整体看来,再生水在所有应用场景中的总回用量仅占市政淡水取水量的12%。更为关键的是,其中用于饮用和工业等高品质回用的比例仅为3% 。这种巨大的潜力与现实之间的差距,正是世界银行提出“八倍增长”目标的背景。
报告建议,将再生水优先用于经济价值最高的领域,即饮用和工业用途。相比于农业灌溉,这些用途对水质要求更高,但也能带来更大的经济效益与水资源替代价值,从而最大化再生水项目的投资回报。
目前,22个国家正在积极实施再生水计划,将回用重点转向高价值应用,尤其是饮用水和工业再利用。一方面,这些领域的应用更可持续且更容易融资;另一方面, 随着公用事业部门面临日益严重的水资源短缺问题,饮用水再利用正在扩大。
基于“八倍增长”的预测,需要在15年内投资1700亿-3400亿美元 ,这在某种程度上预示着2025-2040年,再生水用于饮用水和工业用水的规模能力将每年增长14%。
为了实现以上描述的目标,世界银行在其报告中提出了具体的实现路径,强调了五大关键转变和私营部门的深度参与。这五大转变涵盖了从政策、融资、技术到社会认知等多个层面,旨在为再生水利用的规模化发展创造有利条件。
正确评估清洁水的价值:这是推动再生水利用的根本前提。在许多地区,淡水价格被人为压低且未能反映其稀缺性和环境成本,这使得再生水在价格上缺乏竞争力。因此,建立能够反映水资源真实价值的定价机制,是激励节水和再生水投资的关键。
优先考虑高价值应用:报告建议将再生水优先用于经济价值最高的领域,即饮用和工业用途。相比于农业灌溉,这些用途对水质要求更高,但也能带来更大的经济效益与水资源替代价值,从而最大化再生水项目的投资回报。
使“新”水的创造和使用常态化:这一定要通过制定明确的国家和地方政策、技术标准和公众沟通策略,将再生水确立为一种安全、可靠且被广泛接受的水源。这包括建立严格的监督管理体系,确保再生水水质安全,并通过持续的公众教育,消除对再生水使用的疑虑和偏见。
推进基于平台的项目方法:从单点项目转向国家级、区域级统筹规划和标准化实施。借鉴太阳能、风能以及海水淡化等行业的规模化发展经验,再生水利用的同样能够最终靠规模经济降低单位成本,并简化项目开发和融资流程。
动员私营部门的创新和资金:私营部门在再生水领域扮演着三重角色:作为最终用户、技术解决方案提供商和项目投资者。报告强调,通过建立清晰的监管环境、提供风险分担机制和设计着迷的商业模式,可以有效吸引私营资本和技术专长,弥补公共部门资源的不足 。
新加坡:满足高品质工业用水需求。新加坡NEWater新生水计划是其国家水资源战略的核心支柱,总生产能力可满足全国30-40%的用水总需求。由于NEWater水质洁净程度高,其主要用户是半导体晶圆制造厂,这类工厂对水质的要求甚至比饮用水标准更为严苛。在晶圆制造验证再生水的高品质后,其他高科技产业紧随其后。如今,NEWater已大范围的应用于电子、制药、石化及数据中心等领域。此外,此外,在干旱期,少量NEWater会被注入水库,实现间接饮用水再利用。作为不受天气影响的水源,NEWater在应对日益严峻的气候平均状态随时间的变化时,有效增强了水资源安全。
Fab 12i(新加坡)晶圆厂在 2024 年使用了约 400 万吨再生水,占该晶圆厂总取水量的 97.6%。
巴西Aegea与Braskem合作,以再生水解决石化企业100%的用水需求。巴西最大的私营水务特许经营企业Aegea与全球领先的石化企业Braskem于2025年初签署合作协议,将通过新水源为巴西化工巨头Braskem位于里约热内卢的杜克德卡夏斯工厂提供100%的用水需求——每日约20,390立方米,协议期限长达30年。
台湾半导体产业对高纯度再生水的需求,推动回用项目加快速度进行发展。台湾蒸蒸日上的半导体产业是再生水的重要需求来源——2023年10月,南济地区发布招标公告,计划建设日处理量达7万立方米的再生水厂,将为半导体制造厂等工业客户提供服务。为推动工业用户扩大水资源循环利用(此前因再生水成本高于传统水源而受限),政府已批准对大型用水户实施额外水费政策。
美国橙县建成全球最大的间接饮用水回用项目。易干旱的南加州橙县,运营着一项全球顶级规模的地下水补给系统(Groundwater Replenishment System,简称 GWRS)。该项目包含日解决能力达49.1万立方米的先进净水设施, 通过将原本要排入海洋的处理后废水净化至接近蒸馏水品质,最终回灌至地下水盆地。 该系统为100万居民提供水源,满足其35%的总用水需求。自2008年1月投入运营以来,系统初始日处理量为26.5万立方米,2015年和2023年分别完成扩容升级。
南非开普敦计划建设全球最大的直接饮用水回用设施之一。为应对气候平均状态随时间的变化带来的干旱,该市调整了水资源战略,计划开发包括地下水、水循环利用和淡化水在内的多样化供水方式。按照该战略规划,首期将实施日解决能力分别为7万立方米和5.5万立方米的DPR(直接饮用水回用)与IPR(间接饮用水回用)方案。项目建成后,将成为全世界同类项目中顶级规模的项目之一。 DPR方案预计成本约为海水淡化每立方米产能成本的一半。
直接回用(Direct hergebruik):按照饮用水水质标准做水处理,处理后的水直接流入市政供水管网。
间接回用(Indirect hergebruik):污水经处理后先排入生态缓冲带(如河流、含水层),再从中取水用于饮用水生产。
非计划/事实回用(De-facto hergebruik):将处理过的或未经处理的废水排放到环境中,下游抽取用在所有用途,包括处理到饮用水标准。通常不受管制。
澳大利亚珀斯通过地下水回灌实现间接饮用水回用,成本低于海水淡化。为应对地表水水库入流量骤降80%的严峻形势,珀斯市于2009年推出“永续用水”战略,着力构建多元化水源体系。此后,当地水务公司水务公司通过扩大海水淡化和地下水补给项目,明显降低了对地表水的依赖。2017年,珀斯成为澳大利亚首个实施地下水补给工程的城市——通过净化高度处理的废水,将其回灌至深层含水层。