【WilliamBlair】探索水的世界

William Blair近日发布了一份名为”Tapping Into the World of Water: Technologies and Solutions for a Thirsty World”的行业报告。这份报告深入探讨了全球水资源问题，包括水资源短缺、老化的基础设施以及水质和污染问题，并详细讨论了这些问题的多种解决方案，涉及海水淡化、收集大气中的凝结水、修复水基础设施以及净化受污染的水等技术。报告认为，全球水行业解决方案市场规模超过5000亿美元，并且以中到高个位数的速度增长。报告中还特别强调了农业灌溉行业，指出全球约70%的淡水使用来自农业灌溉，并详细介绍了包括Lindsay、Orbia和Valmont在内的几家公共公司在这一领域的业务。这份报告为理解全球水资源挑战及其商业解决方案提供了宝贵的视角和深刻的见解。

水资源问题正成为全球性的挑战。据联合国教科文组织估计，全球有超过20亿人缺乏安全饮用水，而气候变化和人口增长使得水资源短缺问题更加紧迫。在美国，每年有数万亿加仑的水从水系统中泄漏，约50%的美国人口所依赖的水系统检测出PFAS“永久化学物质”。随着全球人口的增长和气候的变化，水资源的压力不断增加，解决方案的需求也变得更加迫切。

全球水资源问题正通过多种系统和技术得到解决。解决水资源短缺的方法包括将海水转化为饮用水和从大气中收集凝结水。企业正在使用一系列解决方案来识别和修复水基础设施。复杂的系统被用来净化最污染的水。我们详细讨论了潜在的解决方案，并强调了在高度分散的全球行业中实施这些解决方案的挑战。我们相信，水行业解决方案的市场超过5000亿美元，并且正在以中到高个位数的速度增长。

农业灌溉约占全球淡水使用量的70%，我们提供了这个行业的详细概述。这个行业的上市公司包括Lindsay、Orbia和Valmont。Lindsay在农业灌溉方面的收入占比最高。

除了农业灌溉外，一些上市公司通过提供解决本文讨论的水问题的解决方案，获得了相当一部分收入，包括Advanced Drainage Systems、A.O. Smith、Badger Meter、Ecolab、Franklin Electric、Itron、Mueller Water Products、Pentair、Tetra Tech、Veolia、Veralto、Watts Water、Xylem和Zurn Elkay Water。

水问题分为三个主要和紧迫的全球性问题：水资源短缺、基础设施老化和水质与污染。然后讨论了这些问题的潜在解决方案，包括一系列方法、产品和技术。报告还确定了开发或已经提供这些解决方案的公司。我们还概述了水行业在监管和治理方面的一些更重大的挑战。后来，我们专门用报告的一节来讨论农业灌溉行业，这个行业使用的淡水量超过任何其他行业。

平均每个美国人每天使用约80加仑的水，根据环保局的数据，这相当于每个家庭每30天使用约10000加仑。水通过公共和私人系统网络获取和分配，包括供应商（获取和运输水）和公用事业（将水输送给最终消费者）。水可能是人类最重要的资产，因为我们依赖日常的淡水消费和重要的用途，如食品生产、农业灌溉、需要冷却和清洁的工业过程、水力发电、保持卫生和维持健康的淡水生态系统。大约只有3%的地球水是淡水，而且大部分都不可用，因为它被困在冰川、冰盖或土壤中，或者被严重污染。因此，尽管水覆盖了地球表面的71%，但只有大约0.5%是可用的淡水。

随着人口增长、国内和工业需求增加、水基础设施老化和新的污染问题的出现，管理我们非常有限的淡水量成为一个日益增长的关注点。在美国，热电电力和灌溉行业是淡水的最大用户。然而，热电电力系统将近所有用过的水返回水体（例如湖泊、海洋和河流），导致实际消费远低于灌溉。农业灌溉消耗大量的水为作物提供所需的水分。据联合国教科文组织估计，农业约占全球淡水消费的70%，工业用途约占20%，国内/市政用途约占10%。

全球水和废水处理行业有许多组成部分或子行业，并且高度分散。因此，很难确定市场的增长速度和规模。根据包括Fortune Business Insights和Organic Market Research在内的几个行业来源，我们将全球水和废水处理市场定位在3400亿至3800亿美元之间，年增长率为6%至7%。

水资源短缺问题正在全球加剧。据联合国教科文组织称，20亿人没有安全饮用水，36亿人缺乏基本卫生设施。此外，每年至少有一个月面临水资源短缺的人口在20亿到30亿之间，这导致健康风险。尽管淡水量随时间保持稳定，但人口增长使淡水供应变得紧张，并在缺乏适当管理和处理废水的基础设施和资源的发展国家创造了挑战。预计全球人口将从2024年底的82亿增加到2050年的约98亿。与2020年相比，全球人口预计到2030年将增加9%，到2050年将增加22%。由于人口增长和工业发展，淡水消费量估计每20年翻一番。

人口增长正在推动需求。联合国还估计，到2050年，世界68%的人口将生活在城市地区，目前约为55%。人们越来越集中在密集的城市地区可能会加剧对水的需求，并增加对更复杂的水分配和处理系统的需求。人口增长和对水资源短缺的影响特别是在非洲等发展中经济体中尤为令人关注，预计到2050年人口将增长近70%（从2024年的约15亿增加到2050年的近25亿）。安全获取水对健康的人口扩张至关重要，而非洲的基础设施和水系统通常不充分。据联合国估计，截至2024年，在撒哈拉以南非洲，只有22%的城市人口能够使用管道水。

水资源短缺可能会给全球经济带来许多挑战。根据世界银行的数据，如果未能实施改善水资源管理政策，到2050年可能会导致各国GDP减少2%至12%。

水资源短缺是一个全球性问题，但其对不同国家和地区的影响差异很大。例如，中东和北非（MENA）地区包括25个最缺水国家中的16个。MENA地区有一个复杂的共享水源网络（例如尼罗河），使该地区容易因共享水资源而产生紧张关系。绿色和平组织报告称，六个非洲国家控制着非洲大陆54%的水资源，而面临严重水资源短缺的27个国家仅共享约7%。此外，整个非洲面临日益紧迫的水资源短缺挑战。据联合国估计，超过三分之一的非洲国家面临水资源不安全，涉及约5亿人口。鉴于预期的人口增长，问题可能只会变得更糟。

尽管中东和非洲的水资源短缺形势严峻，但正在采取步骤并进行投资，以推动这些地区朝着水资源安全的未来迈进。包括埃及和沙特阿拉伯在内的某些国家正在大力投资高效灌溉系统和扩大农业发展。更广泛地努力教育人口节约用水以及投资水基础设施、节水技术（例如雨水收集）和处理系统越来越普遍。

含水层枯竭，世界上最大的淡水来源之一，是一个主要问题，也是导致全球水资源短缺的一个因素。在2024年发表的一份名为“全球含水层地下水位快速下降和一些恢复案例”的研究中，作者分析了170,000个监测井和1,693个含水层系统，这些系统涵盖了全球地下水抽取量的约75%，发现21世纪地下水下降比20世纪更为普遍。此外，在过去40年中，世界上30%的区域含水层地下水位下降加速。

然而，报告中也有一些令人鼓舞的数据点。例如，沙特阿拉伯报告称，东Saq含水层的地下水枯竭正在放缓，这可能是该国禁止种植耗水量大的作物和实施更有效的农业实践和灌溉方法的结果。由于农业消耗了全球70%的淡水，减少灌溉行业用水量的灌溉方法对整体高效用水至关重要。

2024年的一项由美国宇航局（NASA）的重力恢复和气候实验（GRACE）卫星支持的研究揭示了从2014年5月开始，地球上的淡水量下降，并自此保持低位。NASA卫星在2015年至2023年之间的观测显示，平均内陆淡水量比2002年至2014年期间记录的平均水平低290立方英里。该研究的作者之一，NASA水文学家Matthew Rodell博士，将这种淡水损失等同于大约两个半伊利湖的体积。全球淡水的下降似乎始于巴西的重大干旱，随后是澳大利亚、南美、北美、欧洲和非洲的干旱。更令人担忧的是，NASA的GRACE卫星显示，自2015年1月跟踪开始以来，世界上30个最严重的干旱中有13个发生在之后。研究得出结论，气候变化和由此产生的干旱可能是导致全球淡水下降的原因。

许多研究表明，气候变化通过更频繁的干旱和变化的天气模式，对水资源短缺做出了贡献。随着时间的推移，人类定居点倾向于围绕水源形成，如湖泊和河流。人口增长和气候变化的影响导致水在最需要的地方变得越来越稀缺。世界银行估计，世界上三分之二的人生活在至少一年中有一段时间需求超过供应的流域中。联合国总结了气候变化作为导致水资源短缺的因素，如下所示。

1.地球上大约0.5%的水是可用和可获取的淡水，而气候变化正在危险地影响这一供应。在过去20年中，陆地水储存—土壤湿度、雪和冰—每年以一厘米的速度下降，这对水安全有重大影响。
2.冰川、雪和多年冻土的融化正在影响依赖这些作为灌溉、水电和水源的人类和生态系统。
3.将全球变暖限制在1.5°C与2°C相比，预计遭受水资源短缺的世界人口比例将大致减半。
4.水质也受到气候变化的影响，因为更高的水温和更频繁的洪水和干旱加剧了几种水污染，包括沉积物、病原体和杀虫剂。

美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的数据显示，自1982年以来，全球气温一直在稳步上升，2024年是有记录以来最热的一年。下图显示了与1901-2000年期间平均气温相比的平均年气温异常。

全球气温异常变化（摄氏度）与1901-2000年平均值相比
来源：国家海洋和大气管理局

盐水入侵（SWI），即盐水进入淡水含水层，正在威胁沿海农业。2025年2

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