以色列荒漠奇蹟讓海水變可口

今周刊.撰文:楊卓翰

同樣一滴水,在地球的另一端,竟有如此的血淚故事!

你應該還記得,今年六月,石門水庫水位下降至警戒區、全台大乾旱的景象,還好一場颱風大雨後,媒體標題換成「今夏旱象全解,不用擔心缺水」。

於是,在明年夏天缺水之前,水資源的問題再度被遺忘。

事情沒有那麼簡單。台灣的水庫淤積一年比一年嚴重、自來水漏水率高達二二%,如果颱風不來,台灣每年都得面臨缺水的危機。

問題不能擺到明年,我們急需解答。六月十九日,《今週刊》採訪團隊飛越一萬公里,來到位於沙漠、全球第四缺水,卻也是水科技最先進的國家── 以色列,帶讀者瞭解,在地球的另一端,他們是如何為了一滴水而奮戰。

為一滴水奮戰
四十度高溫 找尋所有關於水的可能

以色列,是大家耳熟能詳的國家,但是絕大多數人應該都沒有來過以色列。「驚訝」的感受,從我們下了飛機之後,就不曾停止。在以色列的經濟重鎮特拉維夫,映入眼簾的竟是綠油油的公園及森林。當地人告訴我們,每一棵樹都是人工種植及灌溉。的確,開車出城沒多久,就能看到這個國家的自然原貌:一片荒蕪的沙漠。

雖然一片黃沙滾滾,但我們仍不時在路上看到溫室及花田,向日葵、玫瑰花,奇蹟般地挺立在四十度的高溫下,耀眼地盛開著。更吸引我們目光的,是一條延伸到沙漠深處的水管。

故事,就從追尋這條水管開始。

「上次下雨?我不太記得了,大概是去年吧。」站在帳棚外,酋長努力護住頭巾,身上的長袍只能任其被風吹亂。在他背後,一萬平方公里荒漠── 內格夫沙漠,正被焚風侵襲。

六月,這片大地就被四十度的高溫烤得焦黃,站在烈日下,連呼吸都覺得困難。阿加爾︵Khalid Aljaar︶是以色列南方一個遊牧聚落的酋長,他所維護的綠洲,地下水已經枯竭。「水從哪裡來?」他轉身朝向北方,指著一條水管,水管是從看不到盡頭的荒漠延伸而來。我們就是循著這條水管,找到這片人工綠洲。

「這是我們的血脈,沒有這條水管,就沒有這片綠洲。」他說。

這裡是以色列,國土有七成被沙漠覆蓋,據以色列國家統計局資料,以國境內的年平均降雨量只有十二億噸,相當於台灣平均一星期的降雨量,但無論是農業、民生、工業,以色列卻鮮少出現缺水危機。

從一九四八年建國的第一天,以色列人就知道,他們必須和老天爭水。
以色列全境只有一條河、一座湖。一九六七年,為了爭奪唯一的水源︱︱ 加利利湖和約旦河,它不惜和黎巴嫩、敘利亞、約旦開戰,展開著名的「六日戰爭」,之後的半個世紀,為了守護這條命脈,和鄰國發生了大大小小的戰爭。當地人挖苦自己說:「我們天空落下的飛彈,比雨水還多!」

但用血汗保住的水源,遠遠不夠。建國至今,以色列人口增加了十一倍,一條河、一座湖,無法支應這個國家的經濟成長與人口增加。一片不常落雨的天空、一塊留不住水的土地,要水,以色列人注定要和天地角力。

所以,他們得用腦袋向天爭水。

以色列有四分之一的水源是人造水,包括海水淡化、雪水融化。它的廢水回收技術是全球最頂尖,法律規定民生和工業用水必須回收供給農業。根據官方數據,以色列全國七五%的廢水經過回收處理,是世界第一,而排名第二的西班牙,回收率只有以色列的三分之一。

如今,以色列有超過二百五十家的水科技公司,從海水淡化、運輸系統到滴灌技術,光是出口這些技術和服務,每年就為以色列賺進十億美元的產值。
這裡也是全球唯一讓沙漠面積縮減的國家。以色列有二億四千萬棵樹,幾乎所有居民都知道這個數字,因為每一棵樹都是他們和他們的父母、祖父母親手種下,而非自然生成,所以,樹下的土地,總會看到滴灌的水管,宛若一條一條的人工命脈。

這是一個在沙漠裡向天爭水的故事,靠著決心、毅力和科技,以色列創造出荒漠中的水奇蹟。相對於台灣,年平均降雨總量是以色列的七十倍以上,缺水問題卻從未少過,以色列能,台灣為何不能?

《今週刊》深入以色列,從綠意盎然的觀光城市海法,到寸草不生的內格夫沙漠;從經濟重鎮特拉維夫,到莊嚴肅穆的首都耶路撒冷,在沙漠中,我們看到了神話一般的水科技,也看到了台灣人應該嚴肅面對的水資源啟示。

以色列建國國父班古裡安︵David Ben-Gurion︶說過:「在以色列,為了要腳踏實地,我們堅定不移的相信奇蹟。」為了生存,他們必須相信奇蹟,進而創造奇蹟。以色列的自然供水只能支撐國家一半的用水量,這代表他們必須想辦法造出另一半的水源。造水的故事,從一九五六年開始。

第一站:哈代拉淡化廠
先知卓見 看出海水飲用是以色列的未來

五十五年前,以色列科學家薩爾欽(Alexander Zarchin)夢想從海水中取得飲水。當年,美國《時代雜誌》引述他的話:「以色列的資源太少,所以我們無法拒絕任何夢想。」

他多次和班古裡安見面,一次一次的說明:「海水飲用將是以色列的未來!」終於申請到了二十七萬美元(當時幣值),成立了IDE科技,以色列人也踏出與天爭水的第一步。

讓海水能夠飲用,這個當時看來遙不可及的夢想,如今卻成為以色列水資源最實在的解答。IDE現在是全球最大的逆滲透海水淡化廠建造商,在四十個國家建有超過四百座海水淡化廠。○九年建成的哈代拉︵Hadera︶淡化廠,是目前全球最大的RO逆滲透淡化廠,每年可生產一.二七億噸的淨水。

哈代拉位在經濟重鎮特拉維夫北方四十五公里處,沿著海邊公路往北走,遠遠就能看到海邊的一片白色泡沫。

海面底下巨大的導水管強力引水,海水翻騰,引起的氣泡滿佈在工廠週遭的海域表面,「白色泡沫海」的面積約有一座足球場之大。工作人員說,每分鐘約有三百噸的海水湧入哈代拉淡化廠,接下來,上千根的RO逆滲透管二十四小時施以高壓,將海水的鹽分清除。

而就在導水管二英里外的另一頭,IDE總裁費爾柏(Avshalom Felber)打開水龍頭,盛滿一杯「新鮮的水」請我們飲用。

「記住,這杯水在四十二分鐘前,還是地中海的海水。」他遞過水杯時驕傲地說。

一.二七億噸的年產量,光是這座淡化廠,就足夠提供全以色列五%的淨水,一年的產水量,足夠讓台積電做十年的八吋晶圓所需用水。

在以色列短短二百公里的海岸線,就有三十二座海水淨化廠,根據官方數據,目前境內二三%的用水都是由海水淡化製造出來。而這條路,是上帝逼出來的。

努力造水
逆轉自然 花五十年鑽研海水淡化

費爾柏告訴我們:「以色列沒路可走了。老天只給我們一片沙漠,唯一的選擇,就是把不可能做到可能。我們做到了,而且只有我們做到!」費爾柏講話帶有沙漠民族「人定勝天」的傲氣,但他傲得有理,「逆滲透,就是一種『逆轉自然』的科技。」他說。

「逆轉自然」之處,在於它「還原」了海水形成的過程,利用高壓將鹽分較高濃度的海水抽離,製造出淨水。費爾柏指著桌上的迷你模型說:「道理聽來簡單,但做起來並不容易。我們花了五十年,才摸熟這項技術。」

五十年的鑽研,半世紀所累積的學習曲線,無論是在建廠或是生產成本,IDE都能壓縮至極。

以哈代拉淡化廠為例,建廠成本約四.二億美元,其中政府出資二.六億美元,而在澳洲雪梨的海水淡化廠,產量比哈代拉略少,但建廠成本卻高出四倍以上。

在生產成本的部分,哈代拉每天可產出二五○萬噸的淨水,每度水的成本是○.五七美元,約當新台幣十七元;相較於台灣最大的澎湖烏崁海水淨化廠(一廠),每天僅能生產七千噸淨水,而每度水的成本高達台幣四十元

「在以色列,情況很明顯,我們只有努力造水這條路可走。所以政府已經訂出政策目標,二○二○年,五○%用水都會是海水淡化的淨水。」為了達成目標,IDE必須在每一個環節降低成本、提高效率。

哈代拉花了二十八個月就蓋成,「以色列缺水,但沒有『缺水危機』,因為我們從不拖延。」

每度十七元的淨水成本,在以色列民生水價每度四十元新台幣的環境下,自有發展空間,而這樣的成本,在國際間也能堪稱最具競爭力。但費爾柏說,在拓展國際市場時,仍然在部分國家遇到問題,「這些國家不能接受,因為成本仍然高出當地水價許多。我不懂,這些政府為何寧願維持低水價,讓民眾浪費資源,卻不願認真面對缺水問題。」

這說法,令人聯想到平均水價每度十元、居全球第四便宜的台灣。「我希望全世界很快就能意識到這個問題。」或許是為了強調,也或許只是要蓋過淨水廠的噪音,費爾柏這句話說得特別大聲。

在我們頭上,巨大的輸水管往水壓中繼站延伸。以色列與天爭水的另一場浩大工程才正要展開。

第二站:阿拉德集團
下足功夫 發展出零漏水的監測系統

以色列不只擁有頂尖的造水科技,在別人想不到的地方,他們也下足功夫。

或許你不知道,在年年喊缺水的台灣,有一個隱藏的惡魔,每年喝掉台灣超過八億噸得來不易的淨水。原凶就是「水管漏水」。

根據過去二十年來的數據統計,台灣每年平均有二二%的用水,因為自來水管線漏水而被白白浪費掉,相當於每年多「喝掉」三.六座石門水庫。漏水成災的原因,除了管線年久失修(以台北市為例,近十年每年汰換率僅○.六五%),更糟的是,水公司恐怕根本不知道什麼地方在漏水!

你家多久抄一次水表?台灣自來水公司二個月抄一次水表。而大部分的漏水情況都是抄水表時、也就是最慢必須等到兩個月後才能發現。

以色列沒有辦法負擔這種奢侈,「一滴水都不能漏」的艱鉅任務中,阿拉德集團(Arad Group)扮演關鍵角色。

檢測的極致
逐一檢查 水表做到零缺點才出貨

位於海法東方二十公里的阿拉德集團,是以色列最大的水表製造商,在以色列有八五%的市佔率。在當地,隨便打開一戶人家的水表,上面都印有阿拉德的商標。前面提到的人工綠洲,管線就是由阿拉德配置。

不過在以色列,平時沒有人會去注意水表在哪裡,甚至沒有「水表工」這種職業。因為水表的資料數據不需要人工抄寫,而是運用3G的技術「自動傳輸」。

「阿拉德不是傳統製造業。我們是科技產業!」阿拉德總裁柯恩(Nitzan Cohen)說。早在十年前導入3G水表,水表製造就已轉型成IT產業。
阿拉德雖然佔有幾乎全部以色列的水輸送市場,但國內營收只佔他們總營收的二成。有八○%的營收,是來自於歐洲及美國市場。關鍵就在於他們獨步全球的全自動讀取水表(AMR,Automatic Measuring Reader)。

以色列超過六成的水表都已經裝設AMR。這種智慧水表利用超音波測量水量、水質、水溫,不只準確度與功能遠遠超過台灣的機械式水表,連最小的流量都可以偵測,而真正讓以色列只有五%漏水率的技術,是AMR的3G資料傳送器。

AMR每三十秒就會回傳一次資料,水流量、水溫、酸鹼值等數據,都會在每一天三千次的傳送中一併記錄。任何一點微小的異常流量,都能夠即時掌握,即時處理。

小心翼翼地守護每一滴水,是阿拉德的唯一原則。他們出廠的水表,不是透過「抽樣檢查」來控制良率,而是將「每一個」水表都實際跑過,確定零缺陷才包裝出貨。這並不簡單,因為阿拉德六條生產線,每年要生產一五○萬個水表,每年一五○萬次的「普查」,良率自然百分之百。

所有零件都從自己工廠裡生產的阿拉德,檢測水表也不假他手。阿拉德自行研發了一套完整的檢測系統,從每秒五十噸的洪流,到一小時一噸水的細流,誤差值都要精準到一立方毫米以下。

「我們的水資源太過珍貴。你知道,我們喝的水,都是先祖流的血嗎?」當我們談起以色列的立國精神,副總裁拉密雙眼一亮,從他的椅子裡跳了起來。相對之下,介紹產品時,他反而沒有太多興奮。「你要知道,以色列在一九六四年開始『國家輸水計畫』,將北邊的加利利湖用水管運到南方的沙漠。整個工程,是在戰爭中完成的!一九六七年,黎巴嫩和敘利亞就和我們開戰,最後埃及也加入戰爭。四個國家打我們一個!」拉密激動的拍著桌子。他並不是極端右翼分子,但在以色列只要談起國族主義,不論年輕人或老人,都像拉密一樣。

從建國起,以色列就不斷被四面八方的阿拉伯國家圍攻。埃及、黎巴嫩、敘利亞、約旦這些敵國的人口加起來,超過以色列總人口十五倍。然而六十年來,以色列經曆數十場大小戰役,沒有輸過一場。

不敗的原因很簡單,只要輸掉一場戰役,以色列的後果就是滅國,因此,「沒有國就沒有家」的觀念,從小就深植在每個以色列人心中。當地年輕人在年滿十八歲後,都必須先去當兵才讀大學。男生三年、女生二年。不同於台灣,以色列的高中畢業生不是為大專聯考而緊張,而是為軍隊資格考試而努力。若能被軍隊的精英單位選中,在履歷上甚至比頂尖大學的學歷更有份量。

第三站:塔卡度
運用IT 九天前就有辦法偵測出漏水

而最具份量的,是國防部情報組織「八二○○部隊」:從八二○○退伍的校友會,是以色列科技創投人脈的最大寶庫。

現在,幾個從頂尖軍事科技部門出身的年輕人,正準備掀起水資源管理的革命。

塔卡度(TakaDu)是特拉維夫周邊科技園區的一家水科技公司,它的核心研究團隊,七位裡面有四位是八二○○的「校友」。塔卡度的專長不是一般的水資源科學,而是IT領域裡的資料管理。

在以色列,約有一百二十萬個AMR智慧型水表,每個水表、每三十秒會用無線網路回傳一份11kb大小的資料。這代表自來水公司一天要處理將近四兆位元組(38016GB)的水資料。如何把這麼龐大的資料轉換成有用的資訊,就是塔卡度的獨門絕活。

「當世界其他地方還停留在硬體的更新,以色列的水資源管理已經進化到另一個等級。資料分析及運用,才是整個水科技產業的下一步。」塔卡度創辦人兼總裁艾米爾(Amir Peleg)說,他眼中充滿熱情。

「這是一項水資源的革命,從來沒有人用IT的角度來看水資源管理。我們是第一個這麼做的公司。」塔卡度除了在以色列的幾個城市試跑外,也在英國倫敦開始了第一輪試驗。

塔卡度的演算模型,可以用程式計算出每個水表的各項均值,包括水壓、酸鹼度、水溫等,建造一個慣常的使用模型。當偵測到的數據出現異常時,程式就會發出警報,並推算異常發生的地區。

「以漏水來說,水壓在發生前都有某種固定的走勢,就像股票的技術分析。我們可以抓到這種跡象,最快在九天前就能偵測出可能的漏水,並加以預防。目前在倫敦試用的結果,漏水率可以降到二%!」

想像某一天,水公司主動打電話到你家,告訴你水管可能會在九天後漏水,並預先處理。這個景象隨艾米爾的夢想,正一步步實現。

塔卡度,只是以色列五年來一百多家新創(Start-Up)水科技公司的其中一家。光是專門投資水科技的創投公司,在以色列就超過二十家。包括塔卡度,這些新創企業,在特拉維夫附近的六座政府設立的科技園區紮根發芽。

市場的力量,加上政府的大力推動科技產業,讓以色列成為名副其實的水科技創新之國。

第四站:特拉維夫
以高價制量 讓人民不敢多浪費一滴水

從水源的生產到運送,每一個細節都下盡苦功的以色列,若在最末的使用端失去效率,結果也是枉然。以色列是怎麼樣讓全民動起來,讓人人都有省水意識呢?

以色列的民生水價是每度四十元新台幣,比台灣高出一大截,但水價對民眾的負擔並不重,以色列的民生用水成本佔家庭支出其實僅有○.九%,這只比台灣的○.七五%高出一些。怎麼會這樣?居住在特拉維夫的大學教授亞隆(Aaron Horowitz)告訴我們解答:「以色列的水價採分級制,讓我不敢用水!」

以色列的民生用水,在○七年後連升二次,現在每戶每月使用二.五度以內,每度收一.六美元(折合新台幣約四十元);超過二.五度的部分,每度要收二.六五美元(折合新台幣約一百元)。相較於台灣在三十度內都只收十元台幣,如此大方送民眾水用,也難怪台灣名列第十八名缺水國,台灣人的每日人均用水量高達二百九十一公升,高出全球平均值二百五十公升,更高出以色列的二百一十公升。

這裡是以色列,它的人民不為缺水而苦,反而因為缺水而富。因為天險,發展出獨步全球的水科技。每二年,以色列政府會舉辦全球水科技博覽會(WATEC),全球九十個國家、超過八百家廠商都趁此機會來以色列「朝聖」。

從政府到人民齊心一致,運用高科技打破天生的自然限制,以色列浩大的水資源工程,實現了他們從海水取水飲用、一滴水也不能漏的夢想,甚至是在沙漠中孕育花朵的夢想。

回到台灣,電視新聞的主播語帶興奮:「雷米颱風過境挾帶豐沛雨量,北台灣今年『總算』可以擺脫缺水危機。」以色列人與天地角力,造水、護水、珍惜每一滴水,台灣呢?

以色列水資源利用-1

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