地球上的水,尽管数量巨大,而能直接被人们生产和生活利用的,却少得可怜。首先,海水又咸又苦,不能饮用,不能浇地,也难以用于工业。其次,地球的淡水资源仅占其总水量的2.5%,而在这极少的淡水资源中,又有70%以上被冻结在南极和北极的冰盖中,加上难以利用的高山冰川和永冻积雪,有87%的淡水资源难以利用。人类真正能够利用的淡水资源是江河湖泊和地下水中的一部分,约占地球总水量的0.26%。所以,水资源短缺并不是中国一个国家面临的难题,而是一个世界性难题。

以色列同样也是饱受水资源短缺之苦的国家。以色列位于中东,在炎热干旱的中东地区,洁净的淡水可以称得上是“液态的黄金”。并且自以色列建国以来,就面临着极其严重的水资源争端:1967年爆发的中东战争的一个直接因素就是阿拉伯联盟的成员国在60年代初,企图改变约旦河的河道,使之远离以色列。

不过经过了几十年的科技发展,如今以色列已经有效的解决了水资源短缺的问题。甚至由于有着充足的农业用水供应,以色列还是世界上唯一一个沙漠面积在衰减的国家。这种从极度缺水到用水充足的转变,源于以色列在水科技上面所投入的最多的资金、创新力度和文化关注。并且在解决了自身的水资源短缺问题之后,以色列开始向全球输送水科技,帮助多个区域对抗水资源短缺的难题。今天,INNONATION将为大家盘点以色列的五项黑科技:滴灌技术、农作物培育、废水利用、海水淡化及管道监测。

  1. 滴灌技术

201706121

以色列农业灌溉技术经历了大水漫灌、沟灌、喷灌和滴灌等几个阶段。自20世纪50年代,喷灌技术代替了长期使用的漫灌方式。到了60年代,以色列水利工程师首次提出了滴水灌溉的设想,并研制出了实用的滴灌装置。现在,以色列超过80%的灌溉土地使用滴灌方法,使单位面积耕地的耗水量大幅下降,水的利用效率大大提高。

滴灌是将具有一定压力的水,过滤后经管网和出水管道(滴灌带)或滴头以水滴的形式缓慢而均匀地滴入植物根部附近土壤的一种灌水方法。相比于传统农业的漫灌方式,滴灌技术可节水35%-50%,水和肥的利用率高达90%。以色列推广滴灌技术以后,耕地面积从16.5亿平方米增加到44亿平方米,全国农业用水总量30年来一直稳定在每年13亿立方米左右,农业产出却惊人地翻了5倍,当之无愧地跻身世界农业最发达国家的之列。

目前,以色列每年都在推出新的滴灌技术与设备,并从滴灌技术中派生出埋藏式灌溉、喷洒式灌溉、散布式灌溉等,这些技术有的已经进入了包括中国在内的国际市场。

  1. 农作物培育

201706122

通过培育种子来对抗水资源短缺似乎有些风马牛不相及,不过这正是以色列所研究的领域。以色列在农业方面的创新不仅仅是减少农作物的灌溉用水,还涉及日常种植的农作物,来研究如何进一步减少农作物的用水量。

道理其实很简单,我们所种植的农作物,并不是每一部分都会用到,但是每一部分都会消耗水分。以西红柿为例,我们只吃西红柿的果实,并不吃西红柿的根、茎、叶等部分,但是并不代表这些部分就不消耗水资源。如果能够培育一种特殊的西红柿,根茎叶都更少,植物将养分和水分都集中在果实,这样就能进一步减少植物需水量,有利于农作物的种植。而这正是以色列种子培育技术所研究的课题。今天的以色列是世界育种市场的巨头,特别是节水作物,包括短秆小麦和密结西红柿,在业内独树一帜。

另外, 以色列的水源利用在另一个领域也颇有建树:上世纪50年代,以色列人发现许多作物不用淡水也可以生长,淡盐水便可满足需求。疯狂的以色列人冒着炙烤炎阳, 在沙漠中钻探咸水。现在超过400家农场使用这项技术。以色列农场新鲜采摘的瓜果味道浓郁甘甜,原因在于植物吸收咸水时,其细胞结构会发生变化。细胞中的水分下降, 但天然糖分却由此增加,所以水果和蔬菜更加甜美,肉质也更好。

  1. 废水利用

201706123

以色列还引领另一项水技术革命:废水循环利用。在以色列,85%的污水经过高度净化可以农业再利用。还有10%用于增加江河流量,救援森林火灾。只剩5%排放进入大海。西班牙紧随以色列之后,位列水资源循环利用第二位,循环率仅为25%。

以色列这方面的创新一如既往地超前,一直追溯到上世纪五十年代。对于用污水浇灌作物,农民们起初确实感到不适应,而且还要计算如何保持作物和农田地下含水层(淡水的来源)不受毒素污染,工作量巨大。而七十年代终于迎来了重大突破,特拉维夫地区七个城市展开实验:将废水泵入城市以南八英里的数座沙丘之中。沙子作为一种天然的过滤器,可以逐渐将水引入附近的含水层。结果成功了。待处理的水继续向南引流过滤,供农业使用。这个自然过程需持续六个月到一年左右,另一端过滤的水除了不能饮用,与淡水几无二致。

到二十世纪九十年代, 以色列建立了一系列的处理设施和水库基础设施,从污水处理、储存到运送再生水,几乎能够覆盖国内每个城市。再生水改变了以色列的水面轮廓,与滴灌和特殊培育的抗旱种子的作用一样, 全面处理的污水改变了农业景观。无论雨水丰沛还是稀少,以色列都能够养活自己, 成为一个具有重要意义的农业出口国。今天,以色列农业使用的水源当中,约一半是来自高度处理的废水。

  1. 海水淡化

201706124

当陆地淡水资源短缺的时候,人们就把眼光对准了海水。历经50年的研发,以色列海水淡化技术在安全性、经济性、稳定性等方面都经受住了时间和实践的检验。自1999年起,在政府的大力鼓励下,以色列相关企业开始通过海水淡化彻底改变国家缺水的状态。目前以色列大约70%的饮用水来自海水淡化,未来在2020年计划整个以色列的海水淡化水源将完全替代水库水源,海水淡化将100%覆盖全国用水要求。

提到海水淡化,就不得不提起以色列IDE公司。这家公司成立于1965年,作为以色列海水淡化领域的王牌企业,利用先进的热法和膜法技术,IDE为客户提供和运行各种淡化和水处理解决方案,是世界海水淡化的先驱者和领导者。IDE的代表作——以色列阿什克隆、海德拉和索莱克海水淡化工厂,这些世界最大的海水淡化水厂在全球反渗透领域具有里程碑的意义。

阿什科隆是世界第一个超大产水量海水反渗透 (SWRO) 淡化厂,每日产水量40万立方米。阿什科隆的淡化水生产成本仅为0.53美元一吨。阿什科隆使用的海水淡化技术主要是RO反渗透技术,主要系统包括 IDE 专有的压力中心设计、三根管路取水、能量回收系统 (ERS)和独特的脱硼系统。索莱克水厂每日产水量62.4万立方米,于2013年开始运行,是当前世界上规模最大的反渗透海水淡化厂。

除了在以色列修建海水淡化工厂,IDE还在世界各地修建海水淡化厂,包括中国天津、美国加州和印度古吉拉特邦等。

  1. 管道监测

Workers of the Eshkol Water Filtration Plant, walk amongst the carriers' pipes and tunnels, at the plant in Northern Israel. The central filtration plant at the Eshkol site in Israel is the fourth largest plant in the world and the first of its kind in the country. It was constructed in June 2007 by Israel's National Water Company Mekorot. The plant filters water pumped from lake Kinneret. February 16, 2014. Photo by Moshe ShaiFlash90.

世界许多城市的水流失都是渗漏、水压异常、修理延迟造成的。这对于水资源一度极为短缺的以色列来说是不可接受的,于是以色列另辟蹊径,用高科技的方法来发现问题,而其中最先进的系统要数以色列Hagihon公司,一家运营着耶路撒冷供水系统的上市公司。

耶路撒冷有70万多名居民, 是以色列境内人口最多的城市。因为城市多山脉山谷,导致水压非常不稳定。而且耶路撒冷居民来自四面八方,有的是是世俗以色列人,有的是极端正统人士,还混杂着巴勒斯坦的阿拉伯居民,大家使用水的习惯也大相径庭。这些都对水资源的管理提出了很高的挑战。

过去几年,Hagihon聘请众多高科技公司,为耶路撒冷带来了世界上最先进的供水系统,其中最重要的在于检测和修复渗漏问题。传感器由小水电风车供电,置于管道当中。每天传感器以10秒为间隔记录管道冲水的声音。通过蜂窝网络将记录传送到一台中央计算机,分析声音并对数据进行处理。一旦渗漏出现, 管道中的流水听起来会很不一样。另一方面,机器人由GPS 引导,在下水道里爬行, 寻找漏洞。Hagihon 能够跟踪到基础设施中的微小渗漏, 未及它们扩大便修缮完好, 从而大量省水。并且从今年起,该公司还将通过注射一种特殊腻子来修复渗漏,这种腻子还会自动吸附管道。此为首创的泄漏修复方法,无需再等待施工队从路面挖洞进入地下。

Hagihon的管道监测技术成功将耶路撒冷的水流失量降低到约11%,高于大多数欧洲国家(流失量在20%至40%左右),远高于一些发展中地区——例如水流失量高达60%的开罗。

————————

关注微信订阅号:以色列创新(zhongyichuangxin)INNONATION中以创新 将为你带来最权威、全面的以色列高科技公司数据,最新中以跨国投资案例,帮助中国企业和投资方自由高效的连接以色列科技和创新生态系统。