本文介紹改善工業海水淡化所造成之高耗能與高碳排放量(carbon emission)，其可藉由將低碳解方(low-carbon solutions)導入海水淡化水資源生命週期，減少大量海水淡化造成之溫室氣體排放量(Greenhouse gas emissions)、能源損耗與對環境影響衝擊等。Krystopowicz 等人(2023)認為海水淡化是減少水資源匱乏，並推動能源轉型的關鍵技術，然而海水淡化是增加全球溫室氣體排放的重要因素之一，預期排放量將持續增加，除非採用低碳解方。

海水淡化可作為供水解方，但具高能耗、增加溫室氣體排放及環境衝擊等情況下，必須先有所權衡 (trade-offs)。然而，透過海水淡化可實現供水成長，並且不會對聯合國永續發展目標(UN Sustainable Development Goals, UN SDGs)產生負面影響，特別是可以獲取潔淨水。因此，持續探索水資產生命週期以尋求長期水安全解方，並且不加劇氣候變遷及環境危害，其工業海水淡化資產整個生命週期之永續發展機會，如圖 1所示。

傳統上海水淡化之流程分為汲取海水、前處理(過濾海沙)、鹽水分離(蒸發與薄膜方式)，以產出淡水供缺乏水資源區域民眾使用 (圖 2)。由於海水淡化使用傳統化石燃料或是碳密集電網，其造成之溫室氣體排放及空氣污染(NOx氮氧化合物及Sox硫氧化合物)亦是另一待處理問題 (圖 3、圖 4)。依據Krystopowicz等人(2023)研究成果，海水淡化場址選擇上需小心評估低碳及永續性標準(sustainability criteria)，其包含獲取再生能源、處理目標、鹽水管理(brine management)、及僅用海水淡化或必須考慮額外供水方案之專案目標可行性等。在專案設計時，需考量相當多處置方法、能源使用/回收/整合、水源傳輸、綠建築認證等，其中最主要的挑戰為海水淡化過程之高能耗問題。因此，可藉由整合再生能源方式來降低溫室氣體排放。但整合再生能源需加以考量土地使用面積，以每年生產100,000立方米之RO淨水場為例，其若僅用太陽能之再生能源約需要55MW，但其太陽能裝置佔地約70至110公頃。在優化海水淡化廠空間規劃上，應保證能源及水之儲存方案能有效整合於再生基礎設施上，以減少營運成本支出。

透過不同技術來增加海水淡化之能源效率，例如Krystopowicz, 等人 (2023)指出WaterRise公司所提出subsea technology技術，其利用海中靜水壓力來驅動海水淡化過程，可以減少約50%之能源消耗 (影 1、圖 5)； 其二ACWA Power and Water公司之Hydraulic Injection Desalination (HID)技術，其生產1立方淡水所需能源消耗少於2 kW/h ，幾乎為現有海水逆滲透技術 (Sea Water Reverse Osmosis, SWRO)的三分之一(資料來源：https://www.aquatechtrade.com/news/desalination/acwa-power-and-wga-to-develop-green-water-desalination)； 其三Davenport 等人 (2018)則提提出使用high-pressure reverse osmosis (HPRO)技術，以降低海水淡化之高能源消耗問題 (圖 6)。

以Krystopowicz, 等人(2023)研究指出，在建造方面，藉由減少使用石化燃料驅動之設備儀器，並以低碳替代方案 (如生質燃料、氫、液化天然氣等)、電氣設備、柴油設備等取代。在採購上增加永續評估準則，以限制碳密集型材料 (carbon-intensive materials)或特定低碳混凝土混合物，從供應商到技術投標評估再到合約管理等，增加內部系統導入低碳方式 (embed low carbon)。在操作方面，則是著重於能源改善，並以再生能源取代高碳強度能源 (high carbon intensity power)，例如，以高效率供水幫浦並整合再生能源，以減少供水管線之能耗。在供應鏈方面，則是對於生產材料上，如化學處置用品、薄膜、濾心等，則是減少在水質處理過程中化學用品之用量，以減少上游端採購所產生之碳排放。此外在循環利用上，則是以廢水處理及再使用、zero liquid discharge (目的為減少廢水排放)、發展相關鹵水商品等方式，以增加循環經濟，但需考量其需要額外建置物流設施，對土地使用、生態系統、海洋棲地的衝擊。
綜上，在海水淡化的生命週期中，需研究導入低碳及永續性解方，以達到供水安全並推動能源轉型。因此，未來則是努力尋求在各階段過程裡導入低碳解方、新技術並整合再生能源，可將海水淡化發展為永續性供水方案，幫助缺水地區在不增加溫室氣體排放和環境危害下，提供穩定、低碳、永續之長期水安全方案 (long-term water security)。

1.　Kimberly Hill, Tzu-Yin Chen, Chi-Yao Hung et al. Roles of Granularity and Timescales in Debris Flow Hazards on Alluvial Fans, 22 February 2022, PREPRINT (Version 1) available at Research Square. (資料來源：https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-1300354/v1)

2.　Shiu, WJ., Lee, CF., Chiu, CC. et al. Analyzing landslide-induced debris flow and flow-bridge interaction by using a hybrid model of depth-averaged model and discrete element method. Landslides 20, 331–349 (2023). (資料來源：https://doi.org/10.1007/s10346-022-01963-y)

3.　Soeters, R. and van Westen, C. J.（1996）Slope Instability Recognition, Analysis, and Zonation, Landslides, Investigation and Mitigation, Washington, D. C., National Academy Press, pp.129-177. (資料來源：https://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/sr/sr247/sr247-008.pdf)

4.　Yang, CM., Chao, WA., Weng, MC. et al. Outburst debris flow of Yusui Stream caused by a large-scale Silabaku landslide, Southern Taiwan. Landslides 19, 1807–1811 (2022). (資料來源：https://doi.org/10.1007/s10346-022-01888-6)

5.　土石流及大規模崩塌防災資訊網 (資料來源：https://246.ardswc.gov.tw/Landslide/Landslide_Introduction)

6.　呂家豪、陳家棟、黃靖惠、白朝金、蕭仲富、李明彥、黃致維、吳佳威、郭芳慈 (2021) 山崩機制調查技術於大規模崩塌區之應用案例介紹，中華水土保持學報，52 (4): 231-240。DOI: 10.29417/JCSWC.202112_52(4).0005

7.　陳昭岑、陳振宇、高百毅，(2021) 集水區地文參數判釋及驗證—以玉穗溪為例 (資料來源：https://tech.ardswc.gov.tw/Results/ResultsPaper

8.　盧碧颱風及0806豪雨資訊，資料來源：全球災害事件簿-盧碧颱風及0806豪雨資訊 (nat.gov.tw)。 (資料來源：https://den.ncdr.nat.gov.tw/1132/1188/1204/64739/68359/

9.　魏倫瑋、羅佳明、鄭添耀、鄭錦桐、冀樹勇 (2012) 深層崩塌之地貌特徵-以台灣南部地區為例，中興工程，第115期，頁35-43。 (資料來源：https://dptrc.sinotech.org.tw/chinese/02_about/download.php@f=menu01361584944.pdf

10.　藤平大、竹下航、小田川隼祐、後根裕樹 (2018) 地すべりに伴う崩壊の切迫性評価，土木技術資料，Vol.60, No.12, P20-23。 (資料來源：https://thesis.pwri.go.jp/public_detail/123575/