无中生有:水板能给干旱的社区带来水吗?

  • 发布时间:2021-10-14 17:54:47
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穿越纳瓦霍民族的道路尘土飞扬,通常没有铺设路面,在这条路上,运水的皮卡随处可见。纳瓦霍族居民家中缺乏自来水的可能性是其他美国人的67倍。

但在亚利桑那州和新墨西哥州纳瓦霍保留区的500多户家庭之外,有一些设备旨在帮助解决这种管道贫困问题。这些“水板”从空气中吸收水分,并将其直接输送到室内的饮水机。据生产太阳能电池板的亚利桑那州Source公司称,每一块太阳能电池板每天生产约5升(1加仑),两块太阳能电池板足以供应一个家庭的饮用水。

位于亚利桑那州北部的纳瓦霍LeChee分会的前会长杰瑞·威廉姆斯(Jerry Williams)说,他起初怀疑这些电池板是否能起作用。有一家人邀请他去看一看。“老奶奶打开水龙头,然后说,‘看,我正在家里取水。’这就是我成为信徒的原因。”

威廉姆斯说,这些家庭过去每周供水两次或更多的地方,现在他们从面板中获取饮用水。

超过20亿人缺乏足够的水,到2025年,世界上一半的人口将生活在缺水地区。随着气候危机加剧——导致干旱加剧、冰川融化和淡水资源枯竭——水资源短缺预计将变得更加严重。

包括Source在内的几家公司表示,他们可以通过一项名为大气产水(AWG)的技术来解决水资源短缺问题:即从空气中提取干净的水的过程。这不是一项新技术,但传统上需要大量的能源,而且仅限于高湿度的地方。Source等公司表示,他们已经解决了这些挑战,创造了一种以可再生能源为动力的技术,能够从空气中获取饮用水,即使是在干旱的气候中。但一些水产业专家对其潜力提出了质疑。

Source(原名零质量水)是由美国亚利桑那州立大学材料科学副教授科迪·弗里森(Cody Friesen)创立的。弗里森说,他在去印度尼西亚和中美洲的旅行中对水资源短缺产生了热情,他说,那里“降雨量有10英尺”,但“没有喝的”。

为了寻找一种利用空气中的水的方法——空气的储水量是世界上河流的六倍——他开发了利用风扇吸进空气的电池板。一旦进入该设备,水蒸气就会转化为液体,经过过滤,然后矿化。他说,这种电池板的唯一能源是阳光,它可以在很多不同的地方工作,包括低湿度、高污染和完全没有电网的地区。

Source出售的水能板可用于酒店、度假村、餐馆、商店和住宅(包括小罗伯特·唐尼的房子)。它在亚利桑那州、迪拜和澳大利亚也有水厂。最近,Source与沙特阿拉伯的一家公司签订了合同,每年为一个新的生态度假村供应200万瓶无塑料水瓶。

该公司还与非政府组织、开发银行和地方政府合作,在印度、菲律宾和肯尼亚等国的学校、村庄和医院安装了太阳能电池板。

在哥伦比亚,该公司在Bahía Hondita安装了太阳能板。这个位于瓜希拉半岛顶端的Wayuu土著居民的偏远社区被干旱摧毁。根据国际保护组织(Conservation International)的说法,许多Wayuu人必须步行数小时才能找到饮用水。该公司去年设立了149个电池板,旨在为近500名居民提供饮用水。

这些电池板不断地将生产数据传回亚利桑那州的公司。据Source介绍,Wayuu太阳能板平均每天生产3.2升(0.8加仑),而Navajo太阳能板平均每天生产2至4升(0.5至1加仑),这取决于它们在保留区的位置。

Source已经从贝莱德(BlackRock)和比尔•盖茨(Bill Gates)的气候基金Breakthrough Energy Ventures等投资者那里筹集了逾1亿美元资金。上个月,该公司从硅谷最著名的风险投资家之一Chamath Palihapitiya那里获得了700万美元,用于在加州干旱地区安装水能板。

该公司在2019年试图应对弗林特的水危机时遭遇了挫折。Source建议在该市的水处理厂附近安装多达1000个电池板,旨在瓶装和出售水,收益将用于改善弗林特的水基础设施。

市议会对这项计划意见不一。一些市议会成员支持这一提议,但其他人,如凯特·菲尔兹(现任市议会主席),不被Source的商业计划所说服。在一次市议会会议上,菲尔兹认为用卡车从丹佛运瓶装水要比用水能板装瓶更便宜。

尽管Source获得了委员会的批准,但Friesen说,他们后来发现,核电站附近的地面对电池板来说毒性太大。该公司努力寻找另一个地点,但未能获得当地社区团体的支持。最终,它在整个城市安装了不到20块电池板。

“这对我来说是一次学习的经历,”弗里森承认,并称这段经历“很痛苦”。但他说“我们在弗林特还没完。只是需要更长的时间。”

在水务行业的一些部门,Source面临着成本和生产率方面的严厉批评。一个双面板阵列包括安装在内的价格在5500到6500美元之间,每个面板重340磅,需要30平方英尺的空间。虽然理论上一个面板每天可以产生5升水,但Source的计算表明,在云层或低湿度的情况下,产量会下降到不到2升(0.4加仑),在冰冻的条件下会逐渐停止。

市场情报公司全球水情报(Global water Intelligence)的克里斯托弗•加森(Christopher Gasson)表示,水动力板的“根本问题”在于,就其规模和价格而言,它只能制造出非常非常少的水。他指出,根据联合国的数据,一个人平均每天需要50升水来满足饮用水、做饭和清洁的基本需求。加森估计,一个人需要17块水板才能达到这个数字。

加森说,这种水板“在任何情况下”都不是解决水资源短缺的办法。他说,即使是像Wayuu这样与世隔绝的社区,收集雨水并饮用也会更好。Gasson说,水危机实际上是“公共基础设施资金的挑战”,可以通过改善市政供水、水过滤装置和水亭来解决。

其他分析师也持同样的怀疑态度。另一家市场情报公司BlueTech Research的里斯·欧文(Rhys Owen)表示,水源“被严重、严重地高估了”。他补充说,在“你真的没有其他水源”的情况下,AWG可能是可行的。

2021年发表的一篇研究论文得出结论,AWG可能是瓶装水的“有吸引力的替代品”,但“不能为饮用水提供经济上可行的替代品”。

弗里森驳斥了这些批评。Source是“一个纯粹的破坏者”,他说,“总是会有反对者”。他预计生产率将提高,成本将迅速下降。他说,每块电池板的原材料成本为200美元,目前的零售价格反映了小规模生产的挑战(Source每月生产1000块电池板)。Friesen将水力电池板与其他可再生技术进行了比较,如太阳能电池板或锂离子电池,后者也因成本过高或效率低下而受到批评,但自那以来成本大幅下降。

他还表示,虽然基础设施的改善将有利于大城市,但在水资源“难以流动”的偏远地区未必如此。Friesen说,雨水收集“不是一个可靠或有弹性的解决方案”,因为它依赖于可预测的降雨,“而由于气候变化,这种情况越来越少”。

该公司正在开发自己的无塑料瓶装水生产线,并继续在偏远社区安装水动力板。弗里森说,他发明水板的目的是希望创造一个“再也没有妇女和女孩取水的世界”,“不再有四处漂浮的塑料水瓶”。

但要让批评者信服,他面临着一项艰巨的任务。欧文说,这“不会是一个巨大的改变游戏规则的因素”,除非能够收集到的水量大幅增加。

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