政策

從水荒到ESG(二):大旱危機中的開源、節流與「北水南運」

這次水荒中,翡翠水庫支援部分原本石門水庫供水區,以致石門水庫得有餘力,去支援已經缺水孔急的新竹地區用水。但為何這樣水資源的互助合作,會常聽到不少責難的聲音呢?圖為石門水庫。 這次水荒中,翡翠水庫支援部分原本石門水庫供水區,以致石門水庫得有餘力,去支援已經缺水孔急的新竹地區用水。但為何這樣水資源的互助合作,會常聽到不少責難的聲音呢?圖為石門水庫。 圖片來源:Shutterstock。

(上篇請見:〈從水荒到ESG(一):除了搶水、限水,也看看前人的分享智慧〉)

台灣四面環海,海水資源量千萬倍於陸上水資源,因此面對水資源問題時,海水淡化是常被提出來的開源策略。

用能源將海水中的鹽與水分開,就可以獲取源源不絕的淡水。這樣的技術在中東少雨缺水國家是常用的科技,也有一定的實用成熟度。那台灣該怎麼評估呢?

製鹽的同時也可以「製水」

在有關的投資效益評估與環境影響評估研究報告中,這兩個面向有著有趣的關聯性:現行估計中,單位淡化水成本約介於27~32元/噸,淡化水產量愈大,單位成本可再下降一些;但是由於外部環境衝擊的減輕策略成本激增,總建造成本反會上升。不過,這個結論在與目前水價相比後,根本就不建議成為常態選項。

從日本時代傳承下來的台灣製鹽方法,就是利用充分的日曬將鹽水分離,只是留下了鹽,水則變成蒸氣飄逸四散。現有精鹽廠區已經可以將鹽水分離後的水氣回收,凝結成水、再加以淨化利用,使得鹽、水兩者都可以充分使用,無形中更減少了許多製程廢棄物。倘若海水淡化不僅止於緊急性水源,那只要擴充精鹽廠產能,就可在極少新增能源及土地資源使用下,換取數量可觀的產水能量,豈不比建造全新的純海水淡化廠更合乎ESG環保原則?

事實上,現有精鹽廠早有這樣的成熟製程,只是市場上鹽的需求量比水量低,因此製鹽廠的製水規模就沒那麼大。換言之,這種幾乎沒有污染廢棄物、能合乎ESG的海水淡化精鹽廠,真正的限制條件是精鹽市場;當精鹽市場飽和,無論是多生產鹽或水,都將產生額外的廢棄物。倘使精鹽不限於食用,而擴大生產規模,隨著生成的淡水也可擴大。

台灣精鹽廠現況。圖片來源:作者提供。

鑿井取水有效嗎?

開源的另一個選項就是地下水利用。台灣的平原地帶,大多不需要向下挖太深,就能發現地下水。因此清代時期台灣飲用水的主要來源之一,就是地下水井,經過適當過濾、煮沸便可飲用。然而地下水的孕育生成時間,有些很短,也有的可能超過萬年,需要每個地方精準探測才能掌握。由於探知地下水的學問需要累積長期經驗與知識,因此常常變成家傳之秘。若只因哪裡缺水就在哪裡鑿井取水,多數專業者常會嗤之以鼻。

另一方面,即便發現出水處,能出多少水量又是另一個大學問。因為某個地下含水層的過量取用,可能會引發區域性的地層下陷。因此,鑿井取水通常會被歸為緊急備用之策。如今再啟鑿設地下水井之議,與其病急亂投醫,不如先去造訪位於台南新營庫藏全台數以萬計鑿井取樣的土柱樣本,就知道哪些位置適合鑿井取水。

至於安全出水量的估算,則可以參觀將近一世紀前日本人在台所開鑿闢建、至今仍在運作,取用地下伏流水的三處利用典範,分別在宜蘭員山、雲林古坑和屏東來義。倘若我們後人能從中擷取這些百年智慧,或有機會避免類似50年代台北盆地或80年代迄今未解的西部平原地層下陷之窘。

台南新營土柱樣本庫藏。圖片來源:作者提供。

讓你的汙水,成為我的資源

水荒之際,開源的事多所討論,但節流之務卻乏人問津。一講到節流,就容易被導引到「節約用水」。節約用水當然是好事,但卻不是節流的全貌。節約用水是用水的出流控制,如同水龍頭的轉動,轉得越緊,水自然出得越少,但是生活調整的幅度就越大,以至於落實成效就不如預期。

用ESG的角度來思考節流,可以發揮的空間就擴大很多。當A使用過的水交給B來使用時,A就需要負責將自己產生且對B有危害的產物移除,以至B能繼續安全用水;同樣的原則自然適用在使用者B將水交給使用者C的情況,並以此類推。簡單來說,當水被使用次數越多,內部循環利用越久,對外部水資源供給需求就會越低,並可以創造出更多樣的互補性需求。這種採行增強內部循環利用開創出來的節流措施,正是ESG投資正向鼓勵的熱門名單。

污水再利用的觀念,就是來自於資源回收利用。處理乾淨的自來水作為民生安全的飲用水,生活使用過的污水集中到污水處理設施,如果污水處理能將水質改善到不同標準,就有機會轉變成其他非飲用水使用。半個多世紀前,台灣農村曾盛行綜合經營模式,農家將農業生產剩餘的物資加上自家廚餘用來養豬;將養豬排放的水肥引導到周邊農田作肥料,間或利用空間養雞養鴨;流過農田的水再進到魚池,讓池裡魚蝦還能吃飽,最後放流下游,仍然生態豐富。現在許多標榜生態有機的農場,仍然可以看到這種循環利用的污水自然處理模式,只是後來因著社會經濟快速擴張,大多被以處理效率為優先的污染消除模式所取代。

由於台灣污水下水道家戶接管速度趕不上自來水普及速度,有相當長的一段時間,未妥善處理的污水就變成河川溪流的主要污染源,也讓不少原本可以取水運用的溪流,因為遭受上游污染而紛紛異地取水。直到近年,都會區污水家戶接管進度逐漸趕上,生活污水的收集量越來越可觀,已到了開始思考污水處理後去向的適當時機。

往常污水處理屬鄰避設施,區位都在邊陲荒郊,若考慮水回收利用,確實需要另闢輸送管線,始能接回原本用水通路。不過目前污水處理廠的定位正由「中央集中式」逐漸朝向「區域分散式」發展,縮小了處理端與再利用端的距離。此外,不同用水目的下的水質需求,所需成本亦有相當差異,因為相對原水成本偏低,讓這類污水再利用投資計畫始終難以發展。另一項隱藏成本則是能源投入,讓污水變清水,所耗費的能源並不算低,因此,汙水處理的想法雖然討論已久,但落實的案例並不多。直到近日缺水孔急,且不少高產值產業群都受到影響,當安全穩定的需求比成本因素更重要時,就使這種具有穩定供應能力的水源更具可行性。

高雄鳳山水資源中心。圖片來源:作者提供。

其實,國際上已不乏利用污水處理廠生成能源的案例,像是熱能、瓦斯等等。因此,可以看到不少由民間直接投資興建營運的水資源回收廠,其股東則包括政府、銀行、技術擁有者及營運者。根據國外廠區公布的營運資訊,12年來這樣的運作實際年報酬率高達20%以上。換言之,只要相關法令齊備,根本無需政府資金,這種ESG的熱門投資標的,民間參與者自會紛紛搶入。

水資源的互助合作,雙方互利才能長久

台灣因地形與季風的交互作用,降雨型態區域差異甚大。例如北部,降在大漢溪上游的大雨,便很少同時在新店溪上游或基隆河上游造成影響,反之也是如此。所以,淡水河集這三河之異,河道反倒長年有水,少見匱乏。南部諸多山谷與西南季風對向,因此西南氣流的水氣便容易落在這些區域;而到了東北季風時期,則背風而少雨。至於中部地區因倚中央山脈南北走向坐鎮,東向水氣越過山脊,便可滋潤山區;但倘若西向水氣北移,則容易在山脊前降下,時生災情。換言之,台灣的降雨和區域地形密切相關,同樣地,水資源的儲存與跨區域的調配,就變成一個重要課題。

水的輸送絕大多數是靠著重力。因此,各條溪流的地理性流域界線,其實就是水傳送的物理性疆界。越域引水基本上是屬於跨越原本物理邊界的人為干預,可能引發生態面向的不確定影響,因此常是許多反對者的主要關切。

然而這次水荒中,翡翠水庫支援部分原本石門水庫供水區,以致石門水庫得有餘力,去支援已經缺水孔急的新竹地區用水,減緩新竹水庫用水的下降速度,爭取到更多正常供水的時間。這樣水資源的跨域調配算是人類文明中的互助合作,理當應該會受到鼓勵,但為何還是常聽到不少責難的聲音呢?關鍵在於,越域引水或跨域調配究竟是僅僅犧牲A而利於B,或者是A和B都可以同蒙其利?以此角度來檢視現有各項水資源跨域連通計畫,就可發覺絕大多數仍屬單向性的支援,鮮少能有雙向的互惠。

其實早在嘉南大圳闢建之時,除了烏山頭水庫之外,還留下一座可以連通雲林濁幹線與嘉南大圳北幹線的連通管。它在嘉南平原缺水時,可以將濁水溪尚見餘裕的水送到嘉義東石系統來灌溉;反過來,當濁幹線的水量不足時,又可將烏山頭水庫的水送至雲林北港系統施灌。自民國39年至51年,這條連通管曾通水36次,其中北水南引28次、南水北引8次。然而,因為雲林水利會自嘉南水利會分立,這項跨域調配工程反成了「兩不管地帶」,雖曾於民國80年再次連通輸水,但禁不起管理風險,最終在連通管兩端各設水封,阻斷通水至今。顯然,唯有連通之功高過維運負荷,這樣的人為跨域干預才有永續維持之可能。

嘉南大圳跨北港溪連通水道及現況。圖片來源:作者提供。

(下篇請見:〈從水荒到ESG(三):來次「台灣水資源健檢」,重新思考水的價值〉)

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