盡管地球表面約72%被水體覆蓋，看似水資源豐富，但全球正面臨嚴(yán)峻的水資源短缺風(fēng)險，部分地區(qū)甚至出現(xiàn)了水井干涸的危機(jī)。這一矛盾的根源在于，農(nóng)業(yè)與工業(yè)對清潔淡水的需求持續(xù)攀升，給地球的自然水循環(huán)系統(tǒng)帶來了前所未有的壓力。
根據(jù)聯(lián)合國教科文組織發(fā)布的權(quán)威數(shù)據(jù)，全球水資源總量雖達(dá)14億立方公里，但其中淡水占比僅為2.8%。在這有限的淡水資源中，“藍(lán)水”(包括河流、湖泊、地下水及冰川等液態(tài)或固態(tài)水)與“綠水”(植物截留、土壤保持及雨水中的水分)共同構(gòu)成了淡水體系。這種有限性與人類用水需求之間的矛盾，正是水資源短缺危機(jī)的底層邏輯。
由施耐德電氣委托開展的《麻省理工學(xué)院技術(shù)評論洞察》研究顯示，全球淡水消耗量正以每年約1%的速度增長。從用水結(jié)構(gòu)來看，農(nóng)業(yè)用水占比高達(dá)70%，居于首位;工業(yè)用水占20%，家庭用水占10%。雖然工業(yè)并非最大的用水部門，但其快速增長的用水需求正成為加劇水資源緊張的關(guān)鍵因素。
水資源短缺為全球工業(yè)發(fā)展帶來風(fēng)險
這些水資源數(shù)據(jù)所揭示的深層危機(jī)，正逐漸轉(zhuǎn)化為企業(yè)不可忽視的戰(zhàn)略風(fēng)險。在需求不斷增長與資源持續(xù)退化的雙重擠壓下，如果企業(yè)缺乏系統(tǒng)性的應(yīng)對方案，由洪水、干旱、短缺、污染以及監(jiān)管升級所構(gòu)成的復(fù)合型水資源危機(jī)，將如同多米諾骨牌一般沖擊全球產(chǎn)業(yè)鏈。干旱導(dǎo)致芯片制造基地限產(chǎn)，洪水淹沒汽車零部件倉儲中心，污染事件迫使食品加工廠停工，監(jiān)管收緊抬高化工企業(yè)用水成本——這些看似孤立的事件，實則構(gòu)成了系統(tǒng)性威脅，使各個關(guān)鍵行業(yè)的供應(yīng)鏈韌性面臨前所未有的挑戰(zhàn)。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)作為典型的高耗水行業(yè)，其供應(yīng)鏈對水資源短缺的敏感性尤為突出。2021年臺灣地區(qū)遭遇特大干旱事件，堪稱對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的一次“壓力測試”。作為全球90%高端芯片產(chǎn)能的核心樞紐，當(dāng)?shù)刂饕酒圃熘行谋痪o急削減15%的用水配額，這幾乎使臺灣地區(qū)的半導(dǎo)體生產(chǎn)陷入停滯。
時至今日，這場由水資源短缺引發(fā)的危機(jī)仍在持續(xù)發(fā)酵?！秮喼尥饨患摇返淖钚卵芯匡@示，某臺灣半導(dǎo)體制造龍頭企業(yè)因長期存在供水管理漏洞，其2030年的產(chǎn)能規(guī)劃或?qū)⒚媾R10%的交付缺口風(fēng)險。這一案例揭示了一個嚴(yán)峻的現(xiàn)實：水資源風(fēng)險已經(jīng)突破了傳統(tǒng)環(huán)境議題的邊界，演變?yōu)殛P(guān)乎產(chǎn)業(yè)鏈存續(xù)的戰(zhàn)略級挑戰(zhàn)。
經(jīng)濟(jì)可行的解決方案與可預(yù)測的資源節(jié)約
面對水資源短缺這一嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，政府機(jī)構(gòu)、工業(yè)界、公共和私營部門正緊密攜手，積極構(gòu)建協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，共同探索經(jīng)濟(jì)可行的解決方案，以助力關(guān)鍵行業(yè)降低水耗與運(yùn)營成本。近期，歐洲水務(wù)組織(Water Europe)開展了一項研究，聚焦于半導(dǎo)體、數(shù)據(jù)中心、氫能以及電動汽車電池這四個關(guān)鍵行業(yè)。通過進(jìn)行市場規(guī)模預(yù)測與技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析，該研究揭示了技術(shù)創(chuàng)新對產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的支撐作用。
[來源：歐盟水資源投資價值的社會經(jīng)濟(jì)研究，表 5.2.1 第 95 頁 ]
研究表明，新技術(shù)的應(yīng)用能夠帶來水資源與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏局面，這一點是可以預(yù)見的。以數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域為例，該領(lǐng)域的水耗增長態(tài)勢尤為顯著。預(yù)計到2030年，數(shù)據(jù)中心的水消耗量將攀升至9400萬立方米，與2024年相比，增幅達(dá)52%。與此同時，如果數(shù)據(jù)中心采用傳統(tǒng)的機(jī)械冷卻系統(tǒng)，相關(guān)成本將高達(dá)近100億歐元;而如果部署絕熱或液體冷卻等創(chuàng)新冷卻技術(shù)，則可以將成本有效控制在73億歐元以內(nèi)。
隨著人工智能AI與電動汽車電池技術(shù)的創(chuàng)新持續(xù)推進(jìn)，工業(yè)領(lǐng)域?qū)Φ男枨笠苍诓粩嗯噬?。從芯片制造到生物制藥，先進(jìn)制造業(yè)對超純水(UPW)的需求量與日俱增，每日高達(dá)500萬加侖的高品質(zhì)超純水成為生產(chǎn)的必需品。這一需求增長進(jìn)一步凸顯了水資源管理在產(chǎn)業(yè)升級中的戰(zhàn)略價值。
3R原則指引數(shù)字賦能：構(gòu)建循環(huán)水經(jīng)濟(jì)可持續(xù)管理模式
產(chǎn)業(yè)趨勢與水資源需求及經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)均揭示了一個重要現(xiàn)象：越來越多的企業(yè)正借助數(shù)據(jù)驅(qū)動的工業(yè)用水管理技術(shù)，革新其節(jié)約資源與實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的路徑。在這一背景下，企業(yè)對淡水供應(yīng)的數(shù)字化掌控能力越強(qiáng)，其水資源利用效率與循環(huán)利用率便越高。全球各地的企業(yè)也正在加速融合數(shù)字技術(shù)與先進(jìn)的水務(wù)方案，優(yōu)化物理水系統(tǒng)，構(gòu)建基于循環(huán)水經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)管理模式。
而循環(huán)水經(jīng)濟(jì)概念的核心則聚焦于資源節(jié)約的“3R原則”——即“再利用(Reuse)、再循環(huán)(Recycling)、再生(Regenerate)”。將這些關(guān)鍵概念應(yīng)用于水資源管理，能夠幫助企業(yè)建立強(qiáng)有力的水資源管理框架，進(jìn)而減少浪費(fèi)，增加可持續(xù)性，從而形成水資源利用的閉環(huán)。其中，比較有代表性的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域包括水循環(huán)利用、產(chǎn)業(yè)共生及零液體排放(Zero Liquid Discharge，ZLD)等。
循環(huán)理念與數(shù)字技術(shù)深度融合：施耐德電氣賦能循環(huán)用水的成功實踐
基于循環(huán)水經(jīng)濟(jì)的3R原則，施耐德電氣正借助數(shù)字化技術(shù)，將這一理論框架轉(zhuǎn)化為工業(yè)實踐。以下兩個標(biāo)桿案例充分印證了水資源循環(huán)閉環(huán)管理的可行性與經(jīng)濟(jì)價值。
全球領(lǐng)先的水泵制造商威樂(Wilo)與施耐德電氣近期在德國多特蒙德聯(lián)合打造了一座綠色制氫工廠，將循環(huán)水經(jīng)濟(jì)理念融入生產(chǎn)全流程。該工廠采用反滲透技術(shù)對工業(yè)用水進(jìn)行凈化處理，隨后將凈化后的水輸送至電解槽，最終借助可再生能源將水分解為氫氣與氧氣。在這個過程中，施耐德電氣的EcoStruxure開放自動化平臺(EAE)貫穿始終，通過先進(jìn)的控制算法優(yōu)化電解效率，并結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備的預(yù)測性維護(hù)，確保整個水循環(huán)過程完全自動化、高效且可靠地運(yùn)行。
在巴西，拉丁美洲最大的污水處理設(shè)施——Aquapolo污水處理廠，在數(shù)字化解決方案的助力下，成為了污水資源化的產(chǎn)業(yè)協(xié)同典范。該污水處理廠負(fù)責(zé)處理圣保羅這一大型城區(qū)所產(chǎn)生的生活污水。與傳統(tǒng)污水處理廠不同，Aquapolo污水處理廠在完成污水處理后，并不將水直接排回河流，而是將其供應(yīng)給附近的一個石化工業(yè)區(qū)。隨后，園區(qū)會進(jìn)一步實施三級深度處理，使再生水達(dá)到高質(zhì)量的工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)。施耐德電氣為Aquapolo污水處理廠提供了全面的自動化解決方案，保障了其過程管理和質(zhì)量監(jiān)控的全自動化運(yùn)行，幫助其在水資源和氣候條件嚴(yán)峻的情況下，仍能為工業(yè)用戶提供可靠且可持續(xù)的水資源。
循環(huán)水經(jīng)濟(jì)：從成本約束到價值躍遷的戰(zhàn)略投資
全球工業(yè)界已達(dá)成共識：水資源短缺正迫使行業(yè)加速創(chuàng)新，以確保清潔水資源的穩(wěn)定供應(yīng)。投資于循環(huán)水經(jīng)濟(jì)體系和數(shù)據(jù)驅(qū)動型流程，不僅是滿足工業(yè)用水剛性需求的必然選擇，更是將水風(fēng)險管理轉(zhuǎn)化為競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵路徑。
施耐德電氣始終致力于挖掘水資源利用潛力，推動可持續(xù)發(fā)展。憑借覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)字化技術(shù)矩陣——從人工智能AI、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)字孿生到邊緣傳感與云端分析，施耐德電氣為半導(dǎo)體、采礦、能源、化工及消費(fèi)品等高耗水行業(yè)提供量身定制的解決方案。通過精準(zhǔn)監(jiān)測、智能預(yù)測與動態(tài)優(yōu)化，施耐德電氣助力企業(yè)將水資源管理從成本中心轉(zhuǎn)變?yōu)閮r值創(chuàng)造引擎。這不僅幫助企業(yè)減少浪費(fèi)、提升循環(huán)利用率，還實現(xiàn)了工程流程的智能化重構(gòu)，增強(qiáng)了企業(yè)在未來工業(yè)中的競爭力，助力企業(yè)實現(xiàn)高效和可持續(xù)發(fā)展。
（來源：施耐德電氣）
