文／李盈、李小敏

地球表面70％是海水，如能善加利用，將是取之不盡的豐沛資源。說起來，「海水淡化」並非全新技術，可是傳統的海水淡化廠，必須以燃油或燃氣的方式驅動高壓泵，帶來驚人碳排，如今藉助新科技已能低碳淡化海水，甚至還能將淡化海水的廢水，轉化成環保建材……



16世紀的航海冒險家，就已懂得透過蒸餾的方式，把海水變為淡水。其後隨著工業革命，煉糖業發展出精密的過濾和提純技術，及二戰時的飲用水需求增加，使得海水淡化技術變得爐火純青，20世紀，更因水資源的匱乏而急速發展。

「海水淡化」技術最為普遍的中東地區，如沙烏地阿拉伯、以色列，當地70%的淡水仰賴海水淡化；其次來是美國、日本、西班牙等國家。截至目前為止，全球每年海水淡化的規模，仍以10%以上的比例高速成長，這也是全球未來解決水資源危機的主要途徑之一。

傳統淡化方式很耗能

台灣四面環海，卻仍是世界排名前20的缺水國家，在經歷過2021年台灣「百年大旱」後，政府加速推動海水淡化計畫，目前全台共有26座海水淡化廠，唯僅3座在台灣本島，其他多在離島區域。

傳統海水淡化技術雖能解決缺水問題，卻有幾個明顯缺點：1.工程材料消耗大；2.大量的濃鹽廢水與熱能需要處理；3.能量損耗更是最大的問題──大多的淡化製程高度仰賴天然氣或柴油燃料驅動高壓泵；帶來淡水的同時，也帶來更多的碳排量。

海水泵順勢引水上岸

美國工程師Philip Kithil想到了一個環境友善的方式，就是利用排成陣列的海水泵系統，乘著波浪撲向岸邊的水壓，順勢將海水送入岸上的淨化系統中，既可節能，還有助於漁業發展。

他在美國新墨西哥州成立Atmocean（波能）公司，運用一個200×200英尺（約等於3716平方公尺）的海水泵陣列，與一個加壓裝置組成一套系統，當海浪經過海水泵時，能大量攝入海水。波浪退去時，海水泵會以每平方英吋約180磅的液壓送至岸上，再按海水淡化製程的需求，逆滲透加壓至900磅，讓海水開始脫鹽並淨化、淡化。

效能高又不耗費能源

波能為求系統的穩定性，與美國能源部管理的桑迪亞國家實驗室合作。藉由模型運算及物理建模，證實只要放置一定數量的海水泵，無需另外的設備，日常波浪的水壓便足以把海水送到陸上的淨化系統中。

波能公司接著在祕魯沿海進行實測。觀察藉由海浪的動力，系統可否全天候運作，經過6個月的測試，發現效果十分顯著，平均每年能讓5000萬立方英尺的海水運上陸地，產生500萬立方英尺的淡水（約為台灣14萬1583度自來水），適用農業灌溉或是日常飲水。

海洋是抗暖化百寶箱

波能系統的運行成本很低，非常環保，此外，還有助於當地漁業發展。海水泵發明人Kithil表示：「每個泵的陣列都創造了一個海洋保護區，魚群能自由游動不會被限制。當地漁民用漁船協助布置水泵，也為他們帶來了穩定的工作。」

波能不單解決了傳統海水淡化附帶產生的消耗能源及碳排、熱力等問題，還能在攝入海水的過程中，清理塑膠垃圾，並藉由波浪製造電能（發電），以環保的方式產製能源。

團隊目前正努力優化系統，並發展波浪驅動海洋上升流系統，提取深海的水以冷卻上層海洋，增強海水吸收二氧化碳的能力，未來更計畫透過在深海封存大量二氧化碳來對抗全球暖化，降低颶風強度，恢復海洋漁業，並緩解珊瑚礁白化。

缺乏水資源初現解方

波能現已與中美洲的祕魯、智利、加拿大等國家合作。光是祕魯與智利就設置了1 萬3000個系統，預計每年能帶來數十億加侖的淡水（美制1加侖約等於3.785公升 ），為未來人類缺水的生存威脅，開啟了無窮的希望。

相信隨著科技技術日新月異，及來自世界各地的專家，持續為地球帶來更多環境永續的新解方，將能讓真正的永續製造、永續生活化為可能。