全球水危机恶化,空调可能成为人类未来的水源

2021-05-17

“这看起来是一种相当好的水源,我们应该用它来做什么,而不是让它仅仅滴在地上。”

人类目前正面临严重的水资源危机,且情况愈加恶化。这场危机中,除了水资源匮乏的欠发达地区之外,较发达地区的部分城市同样在因为种种原因遭受侵扰。

面对困境,人类将目光投向了空调。一些企业与城市正在利用空调的冷凝水来浇灌植物,冲刷厕所,甚至酿造啤酒。这种工业时代的产物,可能成为人类未来的水源,解决这场正是由工业时代所致的危机。

重庆某大楼外密密麻麻的空调外挂机。图片来源:CFP

水资源短缺已经在2019年在达沃斯世界经济论坛上被列为人类社会最大的全球性风险之一。根据全球性非营利组织Water.org统计,全球目前共有7.85亿人无法获得具有健康安全保障的水;每两分钟,就会有一名儿童死于和水有关的疾病。水资源短缺这一问题在19世纪被首次记载于历史当中,它与人类社会的工业化几乎同时产生,并随着现代社会的发展愈演愈烈。自1960年至2005年,全球长期缺水的人口比例由9%上升至35%。2021年3月3日,联合国人权与环境问题特别报告员戴维·博伊德(David Boyd)再次指出,世界所面临的水危机正愈加严重,呼吁相关机构紧急应对。

正在经受缺水的国家与民众大多来自于世界上的欠发达地区和乡村,但事实上,一些城市地区同样面临着水资源短缺的问题。一部分缺水城市,将解决办法投向水资源的循环利用,而空调冷凝水的循环使用正是方法之一。

在中东国家以色列沿海城市赫兹利亚(Herzliya),空调正在为46000平方米的微软公司的玻璃办公空间降温。这里离内盖夫沙漠干枯的山脉和箱形峡谷不远,是世界上缺水的城市之一。

像任何空调系统一样,这个系统也会生产一种副产品:水。但是,微软公司没有排出这些被称为冷凝水的水,而是将其重新用于灌溉园区的景观,并帮助冷却大楼。 这家科技巨头在英国德怀特克洛斯和印度海德拉巴的办公室也使用了类似的系统。

微软高级可持续发展项目经理凯蒂·罗斯(Katie Ross)在一封电子邮件中称:“我们也在考虑在微软的其他建筑中采用这一系统,这取决于空调设计、地区气候等因素。”

位于以色列赫兹利亚的微软大楼。图片来源:微软官网

通过这一系统,微软的赫兹利亚办公室可以节省300万升水,这一水量足以满足多个家庭的年度用水需求。虽然到目前为止,空调冷凝水回用系统不能有效地扩展到大多数家庭和其他小空间,但它们可能是使建筑更智能、满足水需求和应对气候变化所需的庞大系统中的有效一环。联合国认为,水是 “我们感受到气候变化影响的主要媒介”。在过去20年的自然灾害中,有四分之三与水有关,包括洪水、山体滑坡和其他极端天气事件。

在一些通常被人们认为经济发达,且自然水资源并不那么匮乏的地方,同样会发生水危机,例如美国的部分地区。在那里,有更多城市中的建筑正在使用或推进将空调冷凝水作为水源之一。

美国是世界上人均用水量最高的国家之一,美国人的人均用水是德国、日本和英国等其他工业化国家的两倍以上。根据美国地质调查局的计算,美国用水量的约一半用于发电,31%用于农业和灌溉,公共消费占11%,而采矿和工业占另外5%。

美国的饮用水是世界上最安全,最可靠的饮用水之一,可为数亿人提供按需提供清洁廉价的水。然而,许多专家表示,随着国家基础设施的老化,其安全性和正在承受的挑战一直在增加。政府机构和许多专家一致认为,大多数建于五十多年前的美国水利基础设施即将达到使用寿命,需要大量投资用于更新。同时,受人口增长和极端天气等因素的影响,美国水资源的供应已经受到威胁,探索新的水资源获得方式势在必行。

位于美国科罗拉多河上的格伦峡谷大坝,蓄水量正变得越来越枯竭。图片来源:路透社

在位于美国南部的得克萨斯州,奥斯汀水务公司的环境项目经理马克-乔丹(Mark Jordan)表示:“我们预计气候变化将使得这里干旱的频率和严重程度不断提高。我们希望通过越来越多的再利用来尽可能地扩展我们的水资源供应,以满足未来一百年的用水需求。”

在奥斯汀,有两座著名的建筑正在使用空调冷凝水回收技术。Austonian是该市一座56层的摩天住宅大楼,每年能收集约12800加仑的冷凝水,用来灌溉周边的绿地。此外,奥斯汀中央图书馆也在通过使用包括重复使用的冷凝水、雨水收集和再生水,每年节省约35万加仑——这足够满足图书馆近90%的用水需求。

为了让其他大型室内空间效仿,奥斯汀市议会在4月批准了一项激励计划,旨在促进再生水的使用,其中就包括空调冷凝水。在这项激励计划中,每年使用再生水替代100万至300万加仑饮用水的商业开发项目可以获得25万美元的资金;那些可以节省超过300万加仑的项目可以获得50万美元的资金。在旧金山和圣安东尼奥,类似的激励项目已经在实施当中。

不过,要想让这项技术得到更广泛的使用,还面临一些障碍。建立冷凝水再利用系统需要一定的前期投入,并且受到气候影响,不同地区产生的冷凝水多少不一。当湿热的空气接触到冰冷的表面时,冷凝水形成的效果最好。由于这个原因,美国南部和其他炎热、潮湿的地方有可能产生更多的冷凝水;相较而言,部分地区在采用这项技术时,也许无法达到比较理想的效果。

例如美国西部,尤其在科罗拉多河流域,这里已经出现了大面积的干旱和缺水,自然环境炎热且干燥,并不太有利于制造空调冷凝水。但是,面对急剧升级的水资源紧张状况,一些地方不得不使用这项技术。空调,已经成为了那里水资源的重要来源之一。

其中,亚利桑那大学的建筑、规划和景观设计学院大楼每年重复利用约95000加仑的冷凝水,将其输送到一个池塘和花园。该学院的教授乔纳森·比恩(Jonathan Bean)说,循环利用冷凝水很重要,但这不是应对气候变化的根本方法。他认为有更有效的策略是缩小建筑规模,并开发新型制冷剂。

不过,比恩教授也承认,重新使用冷凝水可以使得更多更具气候智能性的建筑应运而生——即使在炎热的亚利桑那州,那里只有在夏季的季风季节,空气中才会有一点湿度。他说:“这很有意义。至少这是一种资源,毕竟你已经花了这么多的能源来生产它,不管怎样也聊胜于无。”

虽然与河流和地下蓄水层相比,大型建筑中的空调所产生的水量很小,但与其他替代水源,如收集的雨水和处理过的废水相较而言,它同样可以发挥一定的作用,比如说它可以用于花园、厕所、冷却,满足单个建筑物的部分需求,缩短水的供应链,并使人们更加意识到水的稀缺性。

2019年,圣地亚哥国际机场开展了一个项目,以引起人们对水资源保护的更多关注。这个项目是:将冷凝水变成啤酒。在新冠大流行之前,圣地亚哥国际机场与Ballast Point Brewing(一家美国啤酒公司)合作,用机场中用于控制温度的大规模冷却塔的一些冷凝水,制作了一款啤酒。

用冷凝水制作的啤酒。图片来源:彭博社

这只是机场尝试水资源再利用的一种方式。每年,圣地亚哥国际机场可以收集大约100000加仑的冷凝水,主要用于冷却塔和电力清洗。据机场规划和环境事务部经理理查德·基尔伯(Richard Gilb)称,机场自2014年以来一直在重复使用冷凝水。

“由于我们处于沿海环境,有足够的湿度定期产生冷凝水,”他说。“这看起来是一种相当好的水源,我们应该用它来做什么,而不是让它仅仅滴在地上。”

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来源:凤凰网