人類歷史一路走來,為爭糧食,爭資源,爭技術而鬥而戰,直到現在。其間一路伴隨著人類苦難的水旱天災,將各種爭奪更激化。結合人間爭奪和自然災害的演變,人類下一步最大的爭奪可能是什麼?答案很顯然,是水!聯合國就早已警告,石油危機之後,下一個危機是水。水比石油更珍貴。過去很多年,石油是重要戰略資源,但將來會為水而戰。
日光、空氣、水,是生命三大要素,缺一不可。日光和空氣,基本是不缺的,可能被人類製造的污染而變得有害健康甚至生命。水是唯一緊缺的自然生命因素。缺乏別的物質資源,生活素質倒退數十年甚至數百年,但還可以活下去。石油作為戰略物資,還有代用品;没有汽油,可以過汽車時代以前的生活。水没有代替品;没有水,根本不能生存。所以爭水是生死存亡之爭。
水在地球上並不缺乏,而是非常豐富。但地球上的總水量中,海水佔了97.3%,不適合人類直接使用。餘下的2.7%淡水中,68.7%是冻结在冰川和雪中,約1/3是地下水,只有约0.3%的淡水是可用的,分佈於湖泊、沼泽、河流和溪涧中。
中外古今,水旱災向來是最大的自然災害之一。沒有水旱災威脅的地方幾乎沒有。西方宗教有大洪災的傳說,中國有夏禹治水之說,都是文明發展的重大轉折點。在歷史記載中,旱災的災害更大,死人更多,也是引發戰爭和大量國內外難民和移民的關鍵性因素。
隨著世界經濟飛躍發展和人口猛烈增加,無論農業、工業、生活用水都迅速增加。加以大量浪費,毀壞生態平衡,污染環境,排放二氧化碳,導致氣候升溫的變化,河流乾涸,降雨不規則,高山融冰加速等等,使淡水來源減少或不穩定。一方面對水的需要增加,一方面淡水的供給減少。淡水不足和水旱災加速升級,在許多地方已經成為常態,甚至達到危機程度。在這些問題之上,還有各國為開發綠色能源而大量攔河建造水壩,其中不少是國際河流,國際爭水事件已經浮上檯面。
水是超大的世界性問題,必須世界性的科技與經濟合作,更需要政治外交智慧的合作。
1. 對水資源的需求每年以幾何速度增加。全球用水量在過去的100年裡增長了6倍。目前全球有 36 億人口(將近全球人口的一半)居住在缺水地區。到21世紀中葉,將有超過20億人生活在水資源嚴重短缺的國家,約40億人每年至少有一個月的時間嚴重缺水。地上的水源不足,便抽取地下水。地下水枯竭,會引起更多問題。
淡水總量已經不足,更在全球的分佈非常不均,加上水旱災變異常,地球上到處都有又旱又澇的問題。1985年聯合國定3月22日為“世界水日”,警醒人們注意這個問題的嚴重性。
美國在許多方面是得天獨厚,但也缺水。西部乾旱越來越重,科羅拉多河接近乾涸,地下水也漸漸抽乾了。每年山火問題越來越難控。
中國是世界上最大的缺水國之一,中国人口佔世界約20%,用水只佔全球的7%,人均用水為世界平均的1/4。由於自然水資源的分配不均,實際問題遠更嚴重。黄河、淮河、海河流域,耕地佔全國的40%,水資源只有全國的8%。氣候變暖對中國的影響特別大,青藏高原的高山積冰迅速融化,將來即將面臨斷層式的缺水問題。南亞和東南亞國家好幾條重要河流的源頭來自青藏高原,如瀾滄江-湄公河長約4350公里,從中國南流經緬甸、寮國、泰國、柬埔寨和越南五國。6000萬農、漁民仰賴湄公河維生。中國與各國開始有水資源爭議。美國提出湄公河-美國夥伴關係(Mekong-US Partnership)計劃,是中美全面戰略競爭的一角。
台灣是多山的海島,對水資源管理一向非常重視。今年2021年3月忽然傳出近年來最嚴重的缺水危機,威脅工業用水,包括台積電的用水,一時間引起全世界半導體業的恐慌;尤其手機和電動車業的低納米晶片的一半是依靠台積電供應。台灣的的經驗凸顯了水問題的延伸影響:任何地方缺水都可能影響全世界。
世界衛生組織稱,氣溫升高、降雨量多變,預計會降低許多熱帶發展中地區的農作物產量;那些地區的糧食安全成為問題。《聯合國防治荒漠化公約》機構稱,照現在的趨勢,到2030年,一些干旱和半干旱地區水資源短缺將使2400萬至7億人流離失所。北非和中東因為氣候變化,高溫,少雨,以及越來越少的地下水,今年乾旱特別嚴重。世界各地越來越多地方因為缺水而引起難以控制的山火問題。
2. 歷史上人們早已注意到海水的利用,海水化淡的設施古已有之。現代化的海水淡化技術已經有了好幾種,但都是建造成本和營運成本高(一般是自來水的三倍),耗能高,並污染海洋環境。只有在少數地區採用。目前應用海水淡化最普遍的是中東富有的沙漠國家。沙特是全球第一大淡化海水生產國,產量约佔全球總產量的20%。阿聯酋擁有全球最大的海水淡化廠,年產3億立方米淡水。而以色列最引人注目,70%的用水来自淡化海水。以色列教育發達,國民用水意識高,有剩餘淡水供應鄰國。全球海水淡化規模以每年10%以上的速度成長。連非洲的阿爾及利亞也有15座海水淡化廠。
台灣的海水淡化技術已經發展多年,目前有24座海淡廠,多數在缺水的離島。
大陸2005年發佈《海水利用專項規劃》,2016年發佈《全國海水利用“十三五”規劃》,提出“以水定產、以水定城”和“推動海水淡化規模化應用”。到2020年,已建成海水淡化工程142個,分佈在沿海9個省市水資源嚴重短缺的城市和海島。北部以工業用為主,東、南部以民用居多。
美國得克薩斯州建立世界上第一座現代海水淡化工廠。2020年能源部投入900萬美元推動太陽能光熱海水淡化技術,加速創新。
3. 研發海水化淡技術,主要是提高效率和利用太陽能,以降低成本,同時必須保護環境。淡化技術至今並沒有被視為保密的尖端技術,希望將來保持這個原則, 共同研發,共享技術。海水化淡需要研究利用海上豐富的日光能和洋流能,未來並可能利用核能。因此需要研發投資和基建投資。有財力的國家,應幫助缺乏資金的國家建廠。建立海水化淡廠比戰爭便宜,少痛苦,還容易做。當大量的淡化海水能夠填滿江河湖泊和地下水庫時,全人類的生活和生命都有保障,經濟發展有保障。人們才能共享健康、和平與幸福。
各行各業的技術發展,都受一定的地理限制。如石油、鋼鐵等工業都必須建立在某種特定資源的基礎上,不是每個國家都有。爭取控制石油是發生國際衝突的原因之一。海水化淡工業則所受限制最小。海水遍佈全球,原料費為零。幾乎任何缺水的地方都能夠發展海水淡化工廠。世界上密集的經濟發展區多半靠海或近海,因此容易設計供需平衡。海水淡化工程的負面影響小,因此是和平的工業,是中美合作與國際合作的契機。
中國估計,為在2060年實現碳中和,需要投資約136兆元人民幣(約21.383兆美元)。相形之下,發展海水淡化的投資會小很多。
4. 海水化淡的好處,首先是有普遍性: 只要附近有沿海地帶,就能發展海水化淡工廠。而世界上缺水的地方,大多數離海不遠,或者是島嶼。建立海水化淡廠,便能有效解決缺水問題。
其次,淡水產生新的經濟開發機會,例如近海的沙漠能夠得到開發利用,如北非西非、阿拉伯半島、澳洲、美國西部、等,將變成大面積糧食生產區和經濟開發區。還可以大面積種樹,將這些地帶改變為綠色世界,幫助緩解人類當前面臨的氣候變化危機。海水化淡可以補充若干重要的江、湖,使它們煥發新生,改變流域的生態環境、動植物繁殖、提高經濟生產,緩和氣候、提升生活素質。
海水化淡技術能夠按照各種農作物不同的生長季節需要而穩定供水,保障農業用水。配合科學調節日光空氣溫度的種、養、漁技術,人類便可以擁有高生產力的全年生產,脫離靠天吃飯的束縛。
海水淡化還能調控水災旱災等災變。建立海水化淡的企業鏈,世界經濟將進入又一新時代。
5. 合作:台海兩岸可以在海水化淡方面積極合作,台灣的優勢是社會教育水平高,科研活潑,創新精神較高,與國外合作的機會較多。大陸的優勢是能夠集中巨大的人力物力強力攻關,並迅速建立巨大的產業鏈。兩岸優勢互補,合作增效。兩岸可以首先與以色列的高端科研合作,以期迅速發研海水化淡技術,並打開國際合作的窗口。台海兩岸在研發海水淡化中攜手合作,有助於化解兩岸關係,並為世界合作樹立典範。
在全球合作的層面上,中美合作最關重要,在實務項目上再開啟一扇合作的大門,從而帶動國際合作,在國際組織的全盤規劃下研發、生產、調配分佈,建立海水淡化工業,解決全人類的淡水需要問題。研發的投入很大,但回報價值不可估計。在氣候變化問題上,國際上已經談論很久,中美都承諾合作。在新冠病毒防疫和疫苗研製上,兩國則拒不合作。海水淡化則是又一個良性合作契機,沒有競爭,沒有勝利的一方或失敗的一方,而惠及全人類。
結論:全人類面臨一個新的挑戰,即共同研發海水化淡技術,按照各國需要,配合氣候和地理地形,建立海、陸海水化淡工廠供水系統的基礎建設,引領其他新產業的發展。
水是人和其他動、植物必須共享的必要資源,人類應該幫助動、植物獲得淡水,乃是與萬物和諧共生共存的必要條件,人類從中提高自己的生活質量。
海水淡化基本不涉及爭奪資源問題,只涉及技術研發和技術共享的問題。這問題不妨交由國際組織如聯合國機構去商討解決。聯合國的《海洋法公約》已經規定全世界的公海由全人類所共有共享,個別國家不可據為己有。不妨再以國際公約方式,規定將海水化淡的技術知識產權捐獻為全人類的公有財產,促成聯合國增進世界和平與繁榮的任務。
海水化淡增加淡水的量和分佈,減少各國間的用水不均和發展不均,從而改变世界的生產格局和国际关系,減少國家間的競爭,爭霸,增進和平共處的國際關係,將是對全人類幸福的莫大貢獻。
吳章銓,聯合國退休人員,是最早注意釣魚台群島問題的老保釣成員之一