本文是蓝色经济领域112个案例之一。.

本文是“塑造蓝色经济的112项创新”系列文章之一,也是Gunter Pauli为促进自由软件领域的创业精神、竞争力和就业而开展的更广泛计划的一部分。欲了解更多关于 ZERI起源的信息,请访问[此处插入链接]。

这些文章由 Gunter Pauli 研究和撰写,并由蓝色经济团队和社区更新和翻译。.

如果您希望投稿,或报告任何写作、翻译或内容错误,请 联系我们。

案例一:漩涡

2012年12月14日 | 100项创新水资源能源

市场

全球水处理和饮用水生产市场是迄今为止最安全的投资之一。水是社会和工业必不可少的商品。随着人口增长和人均用水量持续上升,清洁水的供应正面临越来越大的压力。过去,水是免费的,是公共资源。但近几十年来,水已成为一项利润丰厚的产业,拥有稳定的现金流,而消费者的成本却在不断上涨。.

2009年,全球水和废水处理市场规模超过2000亿美元。中国以约17%的年增长率领跑该市场。废水处理市场价值400亿美元,全球有超过13000家公司根据长期服务合同开展业务。直到最近,水处理模式主要包括沉淀和氧化——即固体沉淀和空气去除——之后再进行化学处理。.

美国每年用于水处理的化学品用量超过1000万吨。全球用水需求的增长也伴随着化学品需求的增长。.

过去十年,瓶装水消费量平均每年增长12%,销售额估计达220亿美元。在扩大饮用水供应的进程中,增长最快的细分领域之一是利用反渗透技术将盐水和灰水转化为饮用水。这项技术的年度资本支出超过22亿美元,预计未来四年还将增长50%。巴塞罗那水务公司(西班牙)隶属于法国苏伊士集团(GDF Suez),计划投资超过10亿美元建设规模最大的此类设施,这将使巴塞罗那摆脱长期缺水的困扰。.

创新

在全球水市场的背景下,我们必须评估一项看似简单却意义非凡的创新——涡流技术。涡流技术有望显著提高水处理效率,降低成本,并创造本地就业机会。这种自然现象或许有一天会取代化学品和膜,从而颠覆目前看似稳固的传统供应商的现金流。涡流技术平台的灵感源于对污水自我净化的观察,就像流动的河流一样。持续的旋转运动迫使空气进出水面,既抑制又促进有益微生物的生长。.

两位瑞典发明家,研发工程师科特·霍尔贝里(Curt Hallberg)和他的同事莫滕·奥维森(Morten Oveson),将他们的观察结果转化为数学模型,并制造出一种能够模拟涡流中水流运动的简易装置,且结果可预测。他们继续深耕这一领域,在马尔默创立了Watreco AB公司。Watreco AB在2009年被评为瑞典年度绿色科技公司。这家公司不仅关注绿色环保,更致力于改变水资源的经济模式。近年来,科特还创立了Vortex Innovations,这是一个致力于寻找“蓝色解决方案”的研究团队。.

涡流的威力源于物理定律的可预测性:空气粒子被吸引到中心,然后空气又从中心被吸入。这一过程的能量来源可以很简单,就是重力,这足以保证装置24小时不间断运转!无需化学物质,无需膜结构,能耗也极低。.

首笔现金流

发明者们设想了涡流装置的广泛应用前景,并首先在本地市场寻找最直接的用途,他们很快便确定了制冰这一应用领域。这款手工制作的涡流发生器带来了显著的效益:节能且能制出晶莹剔透的冰块。水中含有溶解在微米级气泡中的空气。涡流装置能够去除这些空气,由于空气起到绝缘作用,因此无空气的水结冰速度更快。这种无空气冰块晶莹剔透,且不易开裂。将其应用于冰球场,冰下的广告牌可以整个赛季都清晰可见,从而增加广告收入。由于冰中不含空气,通常在冰中滋生的需氧细菌,例如大肠杆菌和沙门氏菌,也无法生存。此后,大多数斯堪的纳维亚半岛的主要冰场都采用了这项技术,使得投资回报期仅需数月而非数年。.

Watreco AB的第二个现金流来源市场是高尔夫球场。一个高尔夫球场每天可能需要多达300万升水。为了节约用水,通常会添加表面活性剂,使水更快地渗透到草坪中,减少蒸发。如果水已经过涡流机的预处理,则无需添加任何化学品,从而减少20%至30%的用水量。在这种情况下,涡流机可以避免使用化学品。第三个市场是清除包括游泳池在内的稳定水体中的藻类,这些水体通常使用氯等化学品进行处理。.

机会

尽管冰球场和高尔夫球场属于小众市场,但库尔特·霍尔伯格及其团队在这些领域积累的经验,使其能够开拓包括工业水处理和海水淡化在内的新兴市场。在加那利群岛进行的涡流机测试表明,其海水处理工艺能够去除空气,从而消除生物膜问题。生物膜会在膜上生长,降低膜的效率。这导致反渗透海水淡化厂每两周需要停机一次,用化学方法清除生物膜。这不仅增加了维护成本(需要额外使用化学品),还降低了工厂效率(因为停机需要备用设备),以及更换膜所需的额外资金(因为膜的使用寿命缩短)。如果水中没有空气,好氧细菌就会被排除在外。如果产生涡流但不使用化学品,膜的使用寿命就会延长。事实上,生产一立方米饮用水的能耗可以从2.4千瓦时降至1.0千瓦时。.

以上仅列举了涡流技术已实现的部分应用,预计不久将有更多应用涌现。然而,我们目前所知已证实,涡流技术能够降低运营成本、节约能源、减少化学品的使用,并提高现有投资的回报。传统行业面临的挑战在于,将涡流技术成功整合到现有设施中需要一项新的核心技能:流体动力学。现在,通用电气、西门子和日东电工等公司肩负着打破常规的重任。与此同时,全球各地的企业家可以创造一种全新的竞争模式,在全球范围内创造就业机会。.

探索“100项创新”系列的其他文章

项目库

在项目库页面上查找所有与蓝色经济相关和推广的创新和产业集群。.

关注我们的社交媒体账号

想要了解我们的最新消息、独家公告,并帮助我们分享这一美好的理念,请在社交媒体上关注我们。.

联系我们

如果您想联系我们,提出修改建议或报告写作或翻译错误,请在这里留言!

订阅新闻简报

订阅新闻简报

接收我们的新闻、资源、教程和精彩故事。.

感谢您的注册,期待与您再次相见!