日本水資源產業發展概況

 

刊登日期:2016/7/27
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李守仁/ 健行科技大學;白立文/ 工研院材化所

20 世紀上演的石油爭戰,到 21世紀時可能轉變為水資源的戰爭。當人口增加、糧食增產,水的消耗量也隨之增加,然而地球上所擁有的淡水量並未增加,因此極可能引發水資源的爭奪戰。地球上存在的水量約 14億立方公里,其中約 97.5% 是海水,剩下 2.5% 的淡水大部份是位於南極與北極,存於生活環境周圍的淡水又大多是位於地底深處的地下水,實際上為人類使用的河川、湖泊等淡水量僅為地球水量的 0.01%(10萬立方公里)。

地球暖化、氣候變遷造成海平面上升,部份地區發生洪水、乾旱或沙漠化,而工業化、都市化更加劇水資源不足,水質惡化、水源污染等各種「水」的問題紛紛浮上檯面。根據 Global Water Intelligence 的調查,2011 年至 2018年全球水資源商機的市場年成長率為 3.8%,進一步可細分為上水:3.2%、下水:3.9%,以及產業用水/排水:7.1%(圖一)等。


 

圖一、全球水商機的市場
圖一、全球水商機的市場
 

日本擁有自豪的水處理技術,然而水道為 Know How 屬性事業,長時間由各地方政府經營,相關能量並未累積於民間。2002年水道法修改後,開始有民間企業投入,即便 2011年日本進一步修改民間融資提案制度(Private Finance Initiative;PFI),其民間企業的實績仍不多。

2013年全球水資源市場規模約 57兆日元,日系企業佔比僅有 3%,約 1兆 6,000億日元。前五大項目為膜、材料/零件/設備、設備設計安裝工程(Plant Engineering)、操作與維護(Operation and Maintenance;O&M)和數據收集與監控系統((Supervisory Control And Data Acquistion; SCADA),近年的業績如表一所示。1兆 6,000億日元的業績中近 九成來自日本國內,國外業績僅佔 10〜14%(圖二)。其中,中國因快速都市化與工業化,用水需求增加,為了抑制下水、產業排放水對水源、土壤、地下水的污染,在水與環境相關法規的強化以及政策驅動下,其水處理與污泥處理是具潛力的市場;中東地區主要來自海水淡化與設備設計安裝工程;北美洲與歐洲則同屬已發展成熟的市場,預期不會有新的大量需求,其商機來自能源高效率化、設備更新/長壽命化等高階技術(圖三)。

 

海水淡化是各國企業積極投入的領域,使用的方法及主要投入企業如下述:

1. 蒸發法
1-1  多段蒸發法(MSF-Multi-Stage Flash):將海水引入減壓蒸發器內,經沸騰蒸發,回收蒸氣,製得濃縮淡水。大多利用來自水力發電廠的廢熱。主要投入企業:Aquatech Internation(美國)、Befesa(西班牙)、Degremont(法國)、Doosan(南韓)、Fisia(義大利)、Sasakura(日本)、日立造船(日本)

1-2  多效蒸餾法(MED-Multi-Effect Distillation):利用多個蒸發管,以蒸發的蒸氣作為下一階段蒸發罐的熱源,經重覆操作製得淡水。主要投入企業---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。


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