水將成珍稀資源,科學家瞄準空氣

作者 | 發布日期 2024 年 05 月 29 日 10:56 | 分類 能源科技 , 自然科學 line share follow us in feedly line share
水將成珍稀資源,科學家瞄準空氣


水資源短缺是許多國家日益迫切的問題,即使是發達國家,極端氣候乾旱加劇,科技業發展也需要龐大用水趨勢下,如何確保足夠用的水資源也是一大考驗。世界各地科學家陸續研發出利用現有熱能,從空氣中生產乾淨、安全飲用水的設備,不只解決民生缺水,未來也將佈建在資料中心,解決資料中心的耗水問題。

根據聯合國糧食及農業組織數據,全球一半人口每月至少面臨一次缺水問題,全球 18 億人將面臨絕對缺水的狀況。雖然海水淡化廠可以提供協助,但該技術必須大規模部署並能夠取得海水,使得人口較少的地區或偏遠地區無法受益,此外,氣候變遷引發的強烈洪水也會污染現有水源。科學家認為,大氣製水技術可以幫助提供乾淨、安全的水。

從空氣中產生水的原理很簡單,方法主要有兩種,一種是冷卻和冷凝過程,將潮濕空氣冷卻至露點,空氣中的水蒸氣就能凝結成液態水。第二種是基於乾燥劑的系統,使用吸濕材料吸收空氣中的水分,然後透過加熱過程釋放水分。

現在世界各地愈來愈多公司利用空氣提取潔淨水,如英國諾桑比亞大學科學家發明一種便攜式 Solar2Water 系統,透過冷卻冷凝過程,每天最多提取 500 公升的水,具體可提取水量取決於裝置的大小,特別的是這種系統可以獨立於空氣濕度產生恆定量的水,因此即使在濕度很低的地區也能有效取水。

另外一家印度新創團隊 Uravu Labs 是使用第二種方式,利用陽光或再生電力將乾燥劑加熱至 65°C,釋放水分,然後將水分凝結成飲用水,每個裝置 12 小時可生產約 2,000 公升飲用水,目前有 40 名飯店業客戶。

利用資料中心熱能製水

科學家認為,大氣製水技術由可再生能源供電,是一種無需傳統水基礎設施就可以提供新鮮水源的方式,造福難以取得飲用水的偏遠地區人民。但現在最大問題是,這些設備不便宜,譬如 Solar2Water 一台要價 1.8 萬美元,另一家大氣製水設備公司的冷卻和冷凝系統裝置成本甚至要 7 萬美元。

但這些公司還在不斷優化他們的產品,譬如 Uravu Labs 表示正在探索更好的材料,提高乾燥劑的效率,並將加熱能從 60°C 降低到 40°CUravu Labs 也準備開展試驗計畫,包括在印度和新加坡的資料中心安裝他們的製水設備,由於資料中心會產生大量熱量,這些熱量通常會散失,Uravu 計劃利用資料中心的熱能來生產淡水,理想情況下,可將資料中心的淡水消耗量減少高達 95%

隨著乾旱極端情況加劇與水資源供應不穩的未來,加上政府支持、補貼或環境法規可能會推動類似設備的採用,該技術似乎有市場。Global Market Insights 估計2022 年大氣製水市場的價值預計為 34 億美元,預計到 2032 年將達到 135 億美元。

(首圖來源:pixabay)

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