可再生能源驱动的小型海岛反渗透海水淡化系统可行性及可持续性评估

为解决海岛社区淡水供应难题，研究人员评估了可再生能源(RE)驱动的小型反渗透(RO)海水淡化系统。通过技术经济分析、地理空间适宜性绘图和可持续发展目标(SDG)影响评估三阶段框架，发现光伏(PV)-电网混合系统最优，提供0.21美元/kWh电力和2.02美元/m3淡水，贡献19个SDG目标。研究为资源受限岛屿提供了可持续水能协同解决方案。

　　

全球气候变化加剧背景下，小型海岛社区面临日益严峻的淡水短缺危机。这些地区通常依赖有限的地下水，但受海水入侵和干旱影响，水资源日益枯竭。传统柴油发电机驱动的海水淡化系统虽能缓解用水压力，却存在燃料价格波动大、温室气体排放高等问题。如何为偏远海岛开发经济可行、环境友好的可持续供水方案，成为亟待解决的全球性难题。

菲律宾马特诺格市索索贡省一座拥有1994名居民的海岛成为典型案例。该岛以渔业和海藻养殖为主，旅游业为辅，但淡水供应完全依赖脆弱的地下水系统。针对这一现实需求，研究人员开展了可再生能源驱动的小型反渗透(RO)海水淡化系统综合评估研究，成果发表于《Results in Engineering》。

研究采用三阶段创新框架：首先通过HOMER Pro软件进行技术经济模拟，对比光伏(PV)、风力(WT)、电网和柴油发电机等不同能源组合；其次运用地理信息系统(GIS)和层次分析法(AHP)评估光伏部署的场地适宜性；最后采用SDG影响评估工具分析项目与可持续发展目标的协同效应与潜在冲突。

技术经济分析显示，光伏-电网混合系统以0.21美元/kWh的最低平准化电力成本(LCOE)成为最优方案，其淡水生产成本仅2.02美元/m³，较大陆供水成本降低11倍。该系统实现69.6%的可再生能源占比，年温室气体排放仅7081kg，显著优于其他配置。地理空间分析发现仅2%的岛屿面积适合光伏部署，主要制约来自居民区缓冲要求(权重21%)和海岸线距离(15.6%)。SDG评估揭示项目可促进19个可持续发展目标，包括清洁饮水(SDG 6)、可负担能源(SDG 7)和气候行动(SDG 13)，但也存在盐水排放影响海洋生态(SDG 14)等8项潜在冲突。

研究创新性体现在三方面：一是证实小型混合能源系统在电网辅助下的经济可行性，打破"离网系统必须依赖柴油"的传统认知；二是建立适用于小规模海水淡化的场地评估体系，弥补既往研究偏重大型设施的不足；三是首次全面量化可再生能源淡化系统对SDG框架的多维影响。实践层面，研究建议通过社区参与、环境监测和适应性管理来缓解生态风险，为类似岛屿的可持续发展提供模板。

值得注意的是，该研究也存在数据来源单一、未实地验证等局限。未来研究可结合长期气象数据优化系统设计，并探索盐水综合利用等创新解决方案。总体而言，这项工作为资源受限地区实现水-能协同可持续发展提供了重要科学依据，对推动全球海岛社区绿色转型具有示范意义。