活久见！第一次知道光不需要热量，就可以直接让水蒸发 【附海水淡化技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

蒸发一直在我们周围发生，从冷却我们身体的汗水到早晨阳光下燃烧的露水。但科学对这一普遍过程的理解可能一直缺失一部分。

近年来，一些研究人员困惑地发现，实验中的水（被称为水凝胶的海绵状材料）的蒸发速度高于热量或热能所能解释的速度，超出的幅度非常大——是理论最大速率的两倍，甚至三倍或更多。

麻省理工学院的一组研究人员进行了一系列新的实验和模拟，并重新审查了一些声称已经超出热极限的研究小组的一些结果，得出了一个令人震惊的结论：在一定条件下，在水与空气相遇的界面上，光可以在不加热的情况下，直接让水蒸发，而且实际上比热更有效。在这些实验中，水被保存在水凝胶材料中，但研究人员认为这种现象在其他条件下也可能发生。

该研究结果发表在麻省理工学院博士后涂耀东、机械工程教授陈刚、麻省理工学院机械工程系的 Jiawei Zhou、Shahaoting Lin、Mohammed Alshrah 和 Xuhe Chao，研究成果发布在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中。标题为《导致水蒸发超过热极限的合理光分子效应》，DOI：10.1073/pnas.2312751120

玻璃上的白色凝结物是水在绿光下从水凝胶中蒸发出来的，无需加热。图片来源：《美国国家科学院院刊》

技术价值观察

通过论文成果，研究团队发现，这种基于光的蒸发现象可以提高太阳能海水淡化系统的效率，可能将产水量提高三到四倍，从而实现廉价的海水淡化。这一发现还可能在蒸发冷却过程中得到利用，提供高效的太阳能冷却系统。将这种现象纳入气候模型可以提高其准确性，对雾和云的形成和演化有重要作用。在工业过程中，也可能应用于需要干燥材料的工艺中。因此，这项研究具有重要的科学和工程价值。

海水淡化上中下游产业链条长，涉及领域广，不仅可培育海水淡化装备制造业，成为海洋经济新的增长点;还可带动周边地区机械、化工、材料等相关产业的发展，形成产业集聚效应。海水淡化产业链上游主要是海水淡化设备制造，包括膜及高分子材料、高压泵、能量回收装置等;中游则为开展海水淡化工程设计、咨询、服务的企业;海水淡化的下游应用主要在市政供水、工业用水等领域。

宏观市场观察

地球上71%的面积被海洋覆盖，但人类生产生活所需的淡水资源却相对匮乏。从数据来看，地球上的水总体积约有13亿5900万立方千米，海洋约占地球总水量为97.2%，湖泊咸水和地下咸水占0.94%，淡水资源只有约3500万立方千米，只占总水量的2.53%，再除去无法取用的冰川和高山冰冠中的水，陆地上可利用的淡水湖、地下水和河流的水量不到地球总水量的1%。因此，对资源丰富的海水加以开发和利用，使之变成淡水，一直是人们探索的方向。

各国积极开展海水淡化科技创新布局

如今，已有150多个国家使用海水淡化技术为约3亿人提供清洁水。作为新增水源，海水淡化具有更好的投资经济性。发达国家积极开展海水淡化科技创新战略布局，在基础研究、技术研发、装备开发等方面指标领先并持续投入巨资以占据制高点。

目前，全球大规模商业化海水淡化技术分为两类：膜法海水淡化(主要是反渗透RO)和热法海水淡化(多效蒸馏MED和多级闪蒸MSF)，反渗透技术在全球海水淡化市场占据主导地位，占全球海水淡化技术应用的70%左右，主要是与热工艺相比，反渗透法的能耗和运营成本较低。

全球海水淡化产能区域分布

根据国际脱盐协会与GWI (Global Water Intelligence)统计数据，截至2022年10月，全球海水淡化工程规模每日可生产淡水10795万立方米，全球海水淡化厂数量达22757家。

目前，150多个国家/地区有18000多个海水淡化厂，每天向3亿多人供应约87百万立方米的淡水。海水淡化在向中东供应淡水方面发挥着不可或缺的作用，中东地区全球近一半的海水淡化能力位于中东，中东最大的市场是沙特阿拉伯、阿拉伯联合酋长国、科威特、卡塔尔和以色列。海水淡化主要部署在世界上富裕、能源丰富的地区，如美国、澳大利亚、中国、欧洲和日本。

全球海水淡化市场将保持增长趋势

根据国际脱盐协会统计数据，2022年，全球海水淡化工程规模达到10795万立方米/天。数据显示，2021年，全球海水淡化行业市场规模约为192.9亿美元，未来全球海水淡化行业市场将进一步扩大。全球城市化率上升和人口增长是推动海水淡化市场增长的关键因素，此外，水资源短缺、淡水资源枯竭和海水淡化技术的快速改进预计将推动海水淡化市场的增长。同时，天气模式变化、污染加剧和森林砍伐等不断恶化的环境问题正在导致世界各地的水资源短缺和类似干旱的情况，各国政府正在投资开发海水淡化设施或项目以应对这种情况，预计这将推动市场发展。

基于上述分析，全球对海水淡化市场的需求将保持增长趋势，2022-2028年，全球海水淡化市场将以8.8%的复合增长率增长，至2028年，全球海水淡化市场规模将达346亿美元。

中国海水淡化技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，目前海水淡化关键技术强相关的城市集群主要集中在我国东部沿海地区一带，尤其是广东省和海南省不分伯仲，均是行业重点发展区域。这些城市群已投入大量政策、资金、环境和人才资源用于海水淡化技术发展，成为潜在的海水淡化技术发展中心。根据热力图的分布，广东省广州市有极大的可能性成为海水淡化技术的先导区域。重点关注陕西省西安市未央区, 海南省海口市龙华区、广东省广州市番禺区, 广东省深圳市福田区等地的相关企业，以及这些地方对海水淡化产业发展的投资环境和潜力市场。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国海水淡化产业发展状况调研与投资战略规划分析报告》

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