为何宁愿南水北调，却不用海水淡化呢？

先说答案，宁愿采用南水北调却不用海水淡化，基本原因只有一个，那就是成本，这一点相信大部分人或多或少都有了解。即便是目前世界上最先进的海水淡化技术，每淡化一立方米水的成本也高达3--4元，而我国的海水淡化技术还远没有那么成熟化、规模化，所以折合下来每立方米的价格大概要5--8元，这显然高于南水北调的成本。

海水淡化的成本包括：主要设备、辅助设备、土地成本、建设成本、管理成本、应急成本、污水处理成本等，且海水淡化厂的资本构成，会因为工艺、部件、材料的持续耗损而逐年攀升。另外，以反渗透海水淡化为例，其不但需要良好的技术工艺，还需要大量的持续电力才能完成淡化，而我国的电力组成，70%来源于火电，火电背后则是煤炭、天然气等不可再生资源，所以当前采用海水淡化，其实是将淡水建立在能源耗损之上，可持续性上比南水北调工程劣势明显。

再一个，虽然规模化、成熟化的海水淡化厂确实能缓解部分地区的缺水问题，但由于海水淡化产生的浓缩废物，不但处理成本高昂，且极易造成地区污染，即便处理过程慎之又慎，也多少都会对地区生态产生影响，或者对近海生态环境产生影响，这一点与南水北调充分利用天然河流淡水有本质上的区别。

更为重要的是，海水淡化的本质决定了淡化厂要建设在海边，且取水源头位于近海，但这又面临着近海的水质问题。近海海域中，不管是海湾、内海或者航道，海水基本都有不同程度污染，尤其是重金属超标 ，再加上近海海域洋流流动局限性，使得近海海水盐度水平、悬浮固体的含量都更高，要额外处理这些悬浮固体，无疑又会增加海水淡化成本。除此以外，近海海水温度变化复杂、有机负荷高、生物活性也高，这些因素也都会增加海水淡化工厂的设计复杂性，综合影响成本高居不下。

最后，别看以色列、沙特阿拉伯等国家海水淡化利用率比较高，且技术也比较发达，但那也是不得已的办法，这样的干旱无降雨国家，不存在我国长江这般河流，如果不采用海水淡化，仅凭其境内有限的小型湖泊，根本不足以支撑其国家经济发展，我们在感叹他们海水淡化技术成熟的同时，他们也在羡慕着我们的南水北调。当然，这里也不是抨击海水淡化技术，相信随着科技进步，海水淡化大规模普及只是时间问题，毕竟地球上海水远高于淡水。

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水解制氧，氢气发电，海水补氧气？潜艇主要用的啥空气循环系统？

@潜艇解码 从潜艇设计原理角度回答这个问题。本文聚焦于容易混淆的概念和容易遗忘的细节。本回答有助于理解其他答案的精髓。

首先纠正一下题干和厘清概念：

1. 水解制氢，氢气发电，海水补充氧气

只有核潜艇，这种电力供应近乎无限的潜艇，才采用电解水制氧的方式获取氧气。电解水的副产物氢气，需要排至艇外。

用氢气发电，需要配置氢燃料电池，同时氢发电还需要氧气。用电水解产生氢气和氧气，再用氢气和氧气发电，生成水。如此一来，算上损耗，氢发的电没有水解用的多，产生的氧气还不够发电用的氧气。这种做法显然是不合适的。

核潜艇上不仅将氢气排至艇外，由于氢气易燃易爆，易聚集，为了使用安全，艇上还设置有专门的氢气浓度监测装置和消氢装置。

2. 潜艇主要用啥空气循环系统

其他答主都回答了潜艇上怎么制氧，补充氧气。实际上这是不全面的。完整的空气循环，应当包括：

空气再生：产生氧气和清除二氧化碳。很多答主忽略了二氧化碳的处理。二氧化碳浓度过高，如超过3%艇员将昏昏入睡，战斗力锐减。

空气净化：潜艇舱室内还含有大量有害的无机物、有机物和气溶胶，种类繁多，也影响艇员的身心健康。

大气环境监测：试试监测舱室内的空气主要成分的浓度，按需求投入相关设备。

空调和通风系统：控制舱室内空气的温度和湿度，保持舒适的环境，对空气进行搅拌使各舱室空气成分保持一致，不会局部恶化。

3. 潜艇有的要海里待93天，比如我国的潜艇干过这事

根据题主的提问，讨论限定在核潜艇领域。因为只有核潜艇可以水下待93天。

空气再生系统：

潜艇的制氧技术及其适用范围，请参考我之前的回答：

二氧化碳清除技术：

碱石灰吸收：利用CaO、Ca（OH）2和NaOH吸收CO2，毒性小，使用方便、价格便宜。超氧化物吸收：利用过氧化物、超氧化物吸收CO2,同时放出氧气。LiOH吸收：利用LiOH吸收CO2，单位重量吸收能力大，效果最佳，受温度影响小。分子筛吸收：通过物理方法，将CO2吸附到分子筛的微孔的内表面上，如陶土。MEA、固体胺吸收：用MEA、固态胺装置吸收，吸收能力强，需要泵、风机的配合。

空气净化系统

潜艇舱室有害气体主要有无机物包括：H2、CO、NO2、SO2、NH3、H2SO4等气体；有机物包括：脂肪烃、芳香族化合物、含卤化合物、含氧化合物等；以及气溶胶。

主要净化技术：

空气滤器：用来清除空气中的有害气体和气溶胶，以活性炭和纤维过滤层装填，根据吸附、化学吸着、催化和过滤的原理，将一种物质的原子吸附到另一种物质的表面。潜艇常见的滤器如：厕所滤器、厨房滤器、蓄电池舱滤器、CO滤器、油雾滤器、舱室综合滤器等。有害气体催化燃烧。通过催化剂的作用，使有害气体在一定温度下加速氧化和燃烧，从而达到净化目的。主要净化CO、H2和碳氢化合物，其产物是水和二氧化碳。

（催化燃烧原理示意）

低温等离子技术。低温等离子体内部富含电子、离子、自由基和激发态分子，其中高能电子与气体分子发生碰撞，使气体处于活化状体。通过一系列的物理化学过程将复杂的大分子污染物变为小分子的安全物质，或使有毒有害物质变为无毒、无害或低毒低害物质，从而达到降解去污。纳米光催化技术。纳米光催化是指光化学和催化剂的有机结合。光和催化剂引发和促进氧化还原反应，促进有机物的合成或者降解，可氧化去除空气中的中低浓度的氮氧化物和含硫化物。

空气环境监测

单一气体监测：如氧气测量仪、氢气测量仪等，对于不同气体，采用不同的测量原理，测量精度高、测量方法简单。潜艇上监测设备多，布置分散。色谱仪监测：利用分离复杂混合样品技术，实现对舱室O2、H2、CO2、CO等多种气体成分的监测。质谱仪监测：通过对样品离子的质子和电荷比实现对样品定性和定量分析的一种方法。可以连续监测和智能化管理、可靠性高。

（质谱仪原理）

空调和通风系统

空调技术：对舱室进行降温除湿，维持舱室舒适的空调环境。常用的有直冷式氟利昂制冷机组、间冷式氟利昂冷水机组、间冷式溴化锂冷水机组。

通风技术：在水下状态，对全艇的空气进行搅拌，使全艇各舱室空气组分和气象参数比较一致，不致因局部区域空气很快恶化而影响全艇的战斗力。搅拌同时也保证了呼吸供氧和二氧化碳浓度的均匀性。

（溴化锂制冷机组）

总结

潜艇上随着艇员的呼吸和其他消耗，需要不断补充氧气和吸收二氧化碳，随着潜艇在水下时间的增加，舱室内污染物不断累积，有的有毒性、有的有腐蚀性、有的易燃易爆，需要对有害物质进行处理，通过相应的再生、净化、空调、通风设备改善舱室空气品质，维持舱室舒适的环境，保持艇员的身体健康和战斗力。

本文限于篇幅，相关技术仅作简介不做展开，有兴趣的读者可以自行搜索。

众所周知，潜艇在水下活动时不能从外界获取新鲜的空气。而潜艇本身的空间极小，在狭小的空间内却需要保证足够数十天作战活动的食物、战损维修的工具、零件等等。舱室里不光是艇员的作战空间，还是生活空间。

当然了，潜艇内的环境是相当恶劣的。但最重要的一点不能忽视：供氧。氧气是人类日常生活的必需品，当一定空间内氧气含量下降到16%时，人员呼吸便会感到局促甚至出现缺氧。在含氧量达到10%时，大部分人已经缺氧，甚至会出现幻觉，这已经相当于丧失了正产工作的能力。

对于艇员来说，可能潜艇上的轮班工作制度会让人记忆犹新：即便艇员不处于值班状态、无需工作，但按照流程仍然需要躺在铺位上休息，哪怕艇员压根睡不着。这样的用意是让艇员尽量避免来回走动妨碍到值班人员的行动，但更重要的是尽可能减少氧气损耗——人类在睡眠状态下的氧气损耗是最小的。

当然了，一、二战时期的潜艇当然没有现代化化学制氧的手段，因此大多采用通气管补充。在需要补充氧气时，潜艇需要上升至通气管高度，通过通气管进行物理换气。这样虽然保证了空气的新鲜程度，但极容易被发现，因此二战后的潜艇基本已经完全取消了这样的空气循环。

二战时期的潜艇技术已经有了进步，但在供氧方面显然仍然是一个无可避免的难题。化学制氧手段并未完全实用话，因此这个时期的潜艇大多采用物理供氧：压缩气瓶。在开启低频噪音较大的柴油机为蓄电池充电时，冗余的电力也会用于对氧气压缩机进行充气。在结束上浮后，潜艇内部的空气是完全足够艇员呼吸一整天的，除非被几艘驱逐舰轮番攻击且甩不掉——这时，压缩气瓶就派上了用场。潜艇都会选择在特定的时间段上浮充电、更换氧气。

（加拿大海军的VINTAGE 制氧机）

在二战后，化学制氧手段开始普及：一，再生药板制氧；二，氧烛制氧；三，电解水制氧。再生药板制氧，便是通过再生药板进行化学反应。再生药板实质上是一种过氧化物，需要于二氧化碳反应，再产生氧气。再生药板的体积小、便与储存，但不仅可以释放出大量的氧气，还可以吸收艇员呼吸时产生的二氧化碳。只是在反应时需要专门的反应器，相对来说使用方便。再生药板的大量使用让潜艇在水下的持续作战能力大幅提升，因而在二战结束后是常规潜艇极普遍的制氧手段。

氧烛制氧，是指氧烛在燃烧时产生氧气。氧烛的主要成分是NaClO3，在燃烧时会释放出少许氧气，还能满足光照条件的不足，作为辅助光源使用。但是氧烛的制氧效率有限，单单使用氧烛并不能完全替代再生药板，因此只作为一个辅助制氧手段使用；在现代核潜艇上虽然已经没有再生药板的位置，但氧烛作为应急的备份物品还是会保留。

而最后一个电解水制氧，便是直接通过电解海水分解氧气。当然了，这对于常规潜艇来说还是相当奢侈的：目前为止，只有采用AIP技术的常规潜艇和核潜艇能够使用。相比其他常规潜艇，这两种潜艇的电力供应绝对堪称豪华，尤其是核动力潜艇——电力供应绝对是管够，因此直接采用电解水分解氧气。这样一来，再生药板也不需储存不说，还相当于间接在水下获得氧气。