马尔代夫海水淡化相关的全国月度水与碳核算以实现收支平衡

为何岛屿的水与气候相互关联

对许多人来说，热带岛屿唤起的是无尽蔚蓝海洋和细密雨幕的画面。但对像马尔代夫这样的低洼国家而言，获取足够的安全饮用水是一项持续的挑战。岛上浅薄的淡水透镜、来自海洋的盐侵以及季风雨的剧烈波动意味着仅依靠自然无法信赖地满足用水需求。本研究逐月展示了马尔代夫如何依赖海水淡化来满足全国用水需求——以及这种依赖在推动气候变化方面所付出的碳代价。

全国水与碳账本如何运作

作者构建了一种每月更新的全国性“账本”，记录水与碳。在水的方面，账本将基于卫星的降雨数据（并用地面站进行校正）与一个考虑蒸发后的气候干湿感指标相结合。然后通过将人口统计与旅游入境数据合并，按居民与游客每日用水量及游客停留时长等简单假设重建居民需水量。在供给端，则合并了理论上可从屋顶收集的雨水量与分布在各岛屿的海水淡化厂产水量。

把零散记录拼成完整画面

由于并非每个淡化厂每月都报告产量，这一框架必须谨慎填补空白。当实际产量数据缺失时，研究基于各厂的装机容量及其典型运行强度范围来估算淡化量。那些“推断”的月份会被明确标注，不确定性也会被传递到所有后续计算中。关键在于，账本仅追踪全国总量，并不试图模拟水如何被储存、在岛屿间调配或如何配给。相反，它关注的是，在透明假设下，账面上淡化和潜在雨水能否共同平衡重构的全国需水。

从雨养盈余到对淡化的依赖

借助该账本，论文比较了三个时期：2005–2010 年广泛淡化之前、2018–2020 年淡化扩展期间以及 2021–2024 年淡化成为中心手段的时期。在早期，如果仅计入降雨和屋顶采集的上限量，国家收支显示持续短缺，这表明非常规水源可能早已至关重要。随着淡化装机容量增长，需水与模型化供给之间的月度缺口逐渐缩小，并常常在账本上转为盈余，意味着淡化产量（账面上）足以“结账”。即便在对可采集降雨持乐观假设的情形下，近期时期模型化的潜在供给仍以淡化为主，尤其在旅游旺季和干旱月份。

淡水背后的隐性碳账

但更紧的收支平衡伴随着碳代价。在马尔代夫，大部分电力仍来自柴油发电机，因此推动海水通过反渗透膜所消耗的每千瓦时会释放大量二氧化碳。通过将淡化产量与常用的厂用能估算及电网碳强度相结合，研究计算出与水生产相关的每月排放量。结果显示，提高厂效率确实有帮助，但效果有限：在以化石燃料为主的电力系统中，即便高效的淡化依然具有较高碳强度。情景测试表明，最大幅度的减排来自电力脱碳——通过可再生能源与储能——同时在度假岛等高用水部门削减需求并在可行的屋顶面积与储水条件下更好地利用雨水，也能带来重要减排。

这对岛屿未来意味着什么

用通俗的表述，研究表明马尔代夫已成功利用淡化使其国家水“账本”得以平衡，但这是以增加碳排放为代价，而这些排放又反过来加剧岛屿已面临的气候风险。该核算工具本身设计得足够简洁，便于其他小岛国家使用广泛可得的数据与开源代码进行复制。对政策制定者而言，信息有两层含义：海水淡化可以可靠地填补用水缺口，但应与更清洁的电力、更聪明的需求管理和雨水采集并行，以便确保今天的饮用水安全不会加剧明天的气候压力。

引用: Birahim, S.A. Monthly national water and carbon accounting of desalination-linked balance closure in the Maldives. Commun. Sustain. 1, 64 (2026). https://doi.org/10.1038/s44458-026-00066-2

关键词: 海水淡化, 马尔代夫, 水安全, 碳排放, 小岛国