创新水技术改变投资格局

+1 312 364 82802025年8月4日行业报告布莱恩·德雷布，CFAbdrab@williamblair.com 探索水的世界一个干渴的世界的技术与解决方案 +1 312 364 5104特雷弗·萨赫tsahr@williamblair.com 执行摘要............................................................................................................3引言和概述................................................................................................3水问题. ..........................................................................................................4水资源短缺.................................................................................................................4老化供水基础设施. ..........................................................................................10水质和污染................................................................................19解决水问题方案.....................................................................................24监管环境概述. .................................................................................37水的经济学...................................................................................................38突出行业：农业灌溉.................................................................41引言..................................................................................................................41农业灌溉行业概览...............................................................44主要农业灌溉方法概述....................................................47结论........................................................................................................................65 水问题 世界持续应对与水相关的广泛问题。在本报告中，我们将问题分为三类：水资源匮乏、基础设施老化以及水质和污染。世界的水问题并非新问题，但随着时间的推移，它们变得越来越紧迫——人口增长和气候变化加剧了这些问题。联合国教科文组织估计，超过20亿人无法获得安全的饮用水。美国每年有数万亿加仑的水从其供水系统泄漏。为约50%的美国人口提供服务的供水系统中，检测到了PFAS“永化学物质”。随着全球人口的增加，气候变化给供水带来日益增大的压力，基础设施持续老化，解决这些问题的重要性变得更加紧迫。 潜在解决方案全球水问题正通过多种不同的系统和技术得到解决。解决水资源短缺的方案包括将海水转化为饮用水以 及收集大气中的冷凝水。企业正在使用一系列解决方案来识别和修复水利基础设施。复杂的系统被用于净化最受污染的水。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实施这些解决方案的挑战。我们相信，水资源行业解决方案的市场规模超过5000亿美元，并以中高个位数的速度增长。我们在整个报告中提供了对行业子细分市场的更详细的市场规模和增长估计。 农田灌溉 由于农业灌溉占全球淡水使用量的约70%，我们提供了对该行业的详细概述。该行业中的上市公司包括Lindsay、Orbia和Valmont。在收入结构方面，Lindsay对农业灌溉的敞口最大。 相关上市公司通过为报告中讨论的水问题提供解决方案所获得的收入包括先进的排水系统、A.O. Smith、Badger Mete r、Ecolab、Franklin Electric、Itron、Mueller Water Products、Pentair、Tetra Tech、Veolia、Veralto、Watts Water、Xylem和Zurn Elkay Water。在农业灌溉之外，选择那些产生大部分收入的上市公司。 在本报告中，我们重点介绍了三个与水相关的重大而紧迫的全球问题：水资源短缺、基础设施老化以及水质和污染。然后，我们讨论了向农业灌溉行业（该行业比任何其他行业都使用更多的淡水）报告的潜在解决方案。开发或已提供这些解决方案的公司。我们还概述了水行业的一些更具意义的监管和治理挑战。之后，我们专门用一部分章节这些问题，包括一系列方法、产品和技术。报告还确定了- 每天，一个美国人平均使用约80加仑的水，根据环境保护局（EPA）的数据，这意味着一个家庭平均每30天使用约10,000加仑水。水资源通过公共和私人系统网络进行开采和分配，包括供应商（开采和运输水）和公用事业（将水输送给最终消费者）。水资源或许是人类最重要的资产，因为我们依赖日常淡水消耗以及食物生产、农业灌溉、需要冷却和清洁的工业过程、水电、保持卫生以及在持续 威廉伯乐 健康的淡水生态系统。几乎每个现代供应链和行业都在一定程度上使用水；农业、纺织、食品和饮料、化工、石油和天然气以及采矿都依赖于持续的水供应。地球上的淡水只占大约3%，而其中大部分因为被冰川、冰盖或土壤封锁而无法使用——或者受到高度污染。因此，尽管地球表面有71%被水覆盖，但可供使用的淡水只占大约0.5%。 随着人口增长、国内及工业用水需求增加、水基础设施老化以及新的污染问题出现，管理我们非常有限量的淡水正成为一个日益增长的问题。在美国，热电发电和灌溉行业是淡水的最大用户。然而，热电发电系统将几乎所有使用过的水都返回水体（例如湖泊、海洋和河流），导致实际消耗远低于灌溉。农业灌溉消耗大量水来为作物提供所需水分。联合国教科文组织估计，农业约占全球淡水消耗量的70%，工业用水约占20%，而国内/市政用水约占10%。 全球水及污水处理行业有许多组成部分或子行业。根据包括福布斯商业洞察和有机市场研究在内的多个行业来源，我们估计全球水及污水处理市场规模为3400亿至3800亿美元，年增长率为6%至7%，行业高度分散。因此，很难确定市场的增长率和规模。 T全球水资源短缺问题日益加剧。根据联合国教科文组织的数据，20亿人无法获得安全的饮用水，36亿人缺乏基本卫生设施。此外，每年有20亿到30亿人经历至少一个月的水短缺，这会导致健康风险。尽管淡水总量在时间上保持稳定，但人口增长使淡水供应紧张，给缺乏基础设施和资源的发达国家带来了挑战，这些国家难以管理和处理淡水。 废水。在提出解决水资源短缺问题的潜在方案之前，我们讨论了导致该问题的因素，包括人口增长、供水压力、气候变化以及快速增长的数据中心产业。 人口增长正驱动需求发展中经济体的增长可能会支持水基础设施系统的多十年升级和扩建周期。全球水资源短缺已经达到令 人担忧的程度。人口增长预计会加速这一问题。联合国估计，到2024年底全球人口将从82亿增加到2050年左右的98亿。与2020年相比，预计到2030年全球人口将增加9%，到2050年将增加22%。由于人口增长和工业发展，淡水消耗预计每20年翻一番。 联合国还估计，到2050年，全球68%的人口将居住在城市地区，目前约为55%。人口在密集城市地区的集中增加可能会导致对水的需求加剧，并增加对更复杂的供水和污水处理系统的需求。人口增长及其对水资源短缺的影响在非洲等发展中经济体尤为引人关注，预计到2050年，非洲人口将增加近70%（从2024年的约15亿增加到2050年的近25亿）。获得安全的饮用水对人口的健康增长至关重要，而非洲的基础设施和水系统通常不足。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。 经济压力和区域水资源短缺 水资源短缺可能对全球经济带来许多挑战。世界银行表示，若未能实施改进的水管理政策，到2050年，各国国内生产总值可能减少2%至12%。 在实践中，根据为纠正水问题所采取的行动，大多数国家要么似乎低估了糟糕的水资源管理的经济影响，要么无法负担实施适当的措施。世界资源研究所估计，75个国家（占全球人口的一半）能够在每个国家GDP的不到2%的成本下实现可持续的水管理。对于美国而言，估计是GDP的0.78%，尽管这个数字不包括更换现有基础设施的成本。当考虑可持续水管理对潜在经济影响时，实现可持续水管理的成本相当低。 持续的水资源短缺。例如，加利福尼亚州由干旱引发的野火烧毁在2018年造成了大约170亿美元的损失（坎普火灾），并在2020年全年造成了120亿美元的损失；大多数保险损失估计为750亿美元。显然，在全球范围内改善水资源短缺状况具有显著的经济激励。最近，2025年洛杉矶的火灾可能造成的总损失高达1640亿美元 - 水资源短缺是一个全球性问题，但它对不同国家和地区的影响差异很大。例如，中东和北非（MENA）地区包括全球最缺水的25个国家中的16个。MENA地区拥有复杂的共享水源网络（例如尼罗河），这使得该地区容易受到水资源分配相关的紧张局势影响。绿色和平组织报道，非洲六个国家控制着该洲54%的水资源，而27个国家面临严重水资源短缺，仅占约7%。此外，整个非洲大陆正面临日益严峻的水资源短缺挑战。联合国估计，超过三分之一的非洲国家面临水资源不安全，约5亿人口受影响。随着预期人口增长，这个问题可能会进一步恶化。 尽管中东和非洲的水资源短缺形势严峻，但正在采取措施并投入资金，推动这些地区迈向水资源安全未来。在水资源基础设施、节水技术（如雨水收集）和处理系统方面的保护和投资日益普遍。包括埃及和沙特阿拉伯在内的多个国家正在大力投资高效灌溉系统，并扩大农业发展。更广泛地教育民众关于水资源保护的努力正在展开。 供水压力地下含水层的枯竭，作为全球最大的淡水来源之一，是全球水资源短缺的主要担忧和原因。在一项由美 国国立卫生研究院（NIH）发布的题为《全球含水层快速下降和部分恢复案例》的2024年研究中，作者对17万个监测井和1693个含水层系统进行了分析， 发现大约75%的全球地下水开采量，21世纪的地下水下降比20世纪更为普遍。此外，在过去40年中，世界30%的区域含水层地下水下降速度加快。 含水层地下水消耗的减缓ﻕ然而，报告中也有一些令人鼓舞的数据点。例如，沙特阿拉伯报告了东部赛，这可能是由于该国采取了减少农业用水的水利方法，在灌溉行业中减少用水的水利方法对整体至关重要尝试禁止高耗水农作物的生长，以及实施更高效的农业耕作实践和灌溉方法。由于农业消耗了世界70%的淡水- 一项2024年的研究借助NASA的重力恢复与气候实验（G