第四次工業革命將終結全球水危機

資料圖：2013年3月31日，菲律賓馬尼拉，當地民眾在污染嚴重的菲律賓灣游泳戲水，迎接復活節。圖片來源：視覺中國

作者：Callie Stinson

全球水危機和衛生問題已經不是一個新話題了。到2050年，全球用水供應與用水需求之間的鴻溝將擴大到40%。我們還需要為水資源基礎設施建設投入數十億美元。45億的人口仍舊無法獲得安全管理的衛生服務。水危機的現實已經連續7年在各項潛在影響方面名列全球各項危機之首。

這些統計數字提醒我們，現有的方法不足以解決世界水資源和衛生問題。在這個領域創新已經不再是一個選擇，而是一種必要。對第四次工業革命中迅猛發展的具有代表性的科技的利用，為應對我們處理包括水危機在內的全球公共挑戰帶來了希望。但是我們如何能將這種希望轉化為現實呢？

世界經濟論壇全球水資源倡議是與世界銀行水資源全球實踐部和瑞士發展與合作署合作的項目，在過去的一年中，該項目一直在深究這一問題。通過在一系列研討會上召集水資源政策方面的專家、企業家和科技人員，我們獲得了有關水資源領域突破性發展的幾個方面的寶貴意見。令人振奮的是，我們還發現我們許多亟需的解決方案已經觸手可及。以下是5個有關第四次工業革命如何將水危機留在過去的例子：

區塊鏈改善水資源管理

通過提供安全、透明和分散式記賬來記錄各方之間的交易，區塊鏈為基礎的技術可以從根本上改變水資源的管理和交易方式。首先，利用這一能力可以使來自家庭、行業消費者、水務管理人員和政策制定者們都能獲得關於水質和水量的數據從而得以做出更明智的決定。這樣的透明度會幫助消費者做出何時儲存、何時用水的方案。同時也可以幫助防止地方當局篡改或扣留水質數據的貪腐行為。

區塊鏈技術還可以支持給定流域內水權的點對點交易，給予用戶足夠的、或者是願意與該地區的其他用戶共享超額資源的權利，此環節無需全天候依賴中央權威機構。想象一下，同一水域中的農民可以根據最新的天氣信息、作物價格、市場趨勢和長期氣候變化趨勢（農民可以通過移動設備獲取這些信息）來決定是否交易他們的配額。

這種透明的實時水資源管理方法可以通過民主化信息獲取和防止數據篡改來大大緩解某些地區內部和地區之間的緊張局勢。Power Ledger是水資源領域區塊鏈應用的領先企業，其目前與澳大利亞的弗里曼特爾市合作開發以區塊鏈為基礎的、充分利用智能水表計量數據的交易系統。

分散式水資源再利用系統

在2050年之前，73億人，將近世界人口的70%，將會居住在城市當中。超過90%的城市增長將會發生在新興市場中，但是大型集中式水利基礎設施可能不能或是不宜在這些區域建設，無論是因為財政限制、治理挑戰還是氣候變化。

分散式解決方案可以在這些環境中發揮關鍵作用，以作為傳統方法的補充，並擴大安全用水和衛生服務的範圍。正如Scott Bryan（非政府組織Imagine H20總裁，總部位於舊金山）所指出的那樣，“過去十年膜生物反應技術（MBR）成本的下降和效率的提升一定程度上推動了水資源的再利用，水資源的再利用也可能會成為城市建成環境和工業區的日常。”

利用如物聯網（IoT）和人工智慧（AI）等第四次工業革命的技術創新型財務解決方案和商業模型將大力推動這些分散式解決方案的規模化，從而確保我們的城市更為健康和富有彈性地發展。

管理水危機的流域思想

南非開普敦現在所遇到的情況，其水龍頭在衰竭乾旱和長久以來耗盡水資源的儲存后將關閉，即處在“無水之日”的邊緣，這樣的情況反映了一個嚴峻的事實：全世界的各大流域正面臨因為氣候變化、人口增長、工業用水和其他水危機的驅動因素引起的日益增加的壓力。

然而，我們今天追蹤和緩解與水有關的風險的能力從未如此強大過。例如，世界自然基金會、國際養護組織、陶氏、地球基因組織和其他組織已經啟動了有前景可循的流域健康檢測的項目和方案。衛星圖和其他形式的地球觀測手段，與遙感、物聯網、人工智慧以及其他先進科技相結合，得以促使我們更早地檢測到流域面臨的風險。

更重要的是，這些工具可以幫助我們量化風險，並且確定並實施相應的解決方案。想象一下，如果我們不僅不能預測接下來的10個開普敦，還不能夠確定足以抵禦這樣的災難性風險成為現實的具體投資決策，這將會帶來什麼影響。像微軟、軌道洞察、地球基因組織和IBM這些實操者已經在水行業內外利用了這些功能中的一部分，並且提供了一些有價值的可能性。

世界上只有0.05%的水是可供人類使用的，隨著需求的不斷增長，我們需要新的供給來滿足。先進材料的改進將成為解決任何水資源短缺問題的重要組成部分。

新型的石墨烯膜可以對過去這些年中穩定發展的海水淡化市場帶來革命性的改變。其他的材料發展也會促使科學家在即使不依賴濕度的情況下更容易地從空氣中提取水分，這項發展可以促使乾旱地區的轉型。

用於“生產”新水源的先進材料

通過與物聯網、人工智慧和其他先進科技的結合，我們可以也將會給城市的供水系統和衛生服務帶來積極的突破性變化。無論是改造城市，使其抗災能力提高，還是設計基礎服務供給系統，使之能夠滿足不斷擴張的城市範圍的需求，這些技術都將帶來新的思想和經濟機遇。

例如，廁所委員會聯盟在印度浦那等地率先開展了關於“衛生數字化”的活動。其努力將感測器和無線網路整合到這些地區的廁所網路中，產生關於公共健康和消費者行為，以及維護系統的質量和優化廢物收集和運輸線路的需求的極具價值的數據和信息。

這些只是第四次工業革命如何解鎖一套全新的解決方案的一些例子，這可以幫助我們加速聯合國可持續發展目標中的第六點“確保人人享有水資源和衛生設施”的發展進程。今天，擺在我們面前的機會能夠連結這些創新領域並且將之規模化。

這一切並不會自動發生。除了改進技術之外，建立正確的治理框架和政策、社會參與和接受程度，以及投資環境和融資模式也非常重要。新型的公私合作方式，商業模式的創新將會成為迎接這一挑戰的核心所在。

沒有哪一項技術可以解決世界水資源和衛生問題，但是我們需要的解決方案，正在我們的手上！

（本文作者為世界經濟論壇水項目負責人）