تامین آب شیرین جهان با نمک زدایی آب بدون نیاز به شبکه برق

نمک زدایی پاسخی برای تامین امنیت طولانی مدت آب است، اما در عین حال گران و انرژی بر است. خبر خوب این است که دانشمندان در حال توسعه راه حل های قابل قبولی هستند.

اولین کارخانه آب شیرین کن در اروپا نزدیک به نیم قرن پیش در اسپانیا ساخته شد. از آن زمان، تأسیسات در مناطقی با تنش آبی در سرتاسر اروپا به وجود آمدند. همین چند سال پیش، ساکنان جزیره کوچک یونانی ایکاریا بالاخره به منبع فراوان آب آشامیدنی تمیز دسترسی پیدا کردند – به لطف یک کارخانه آب شیرین کن جدید.

اهمیت روزافزون نمک زدایی آب غیرقابل انکار است. زمانی تنها این در اروپای جنوبی این موضوع مطرح بود اما حالا کشورهای شمال اروپا مانند هلند و بلژیک نیز در فناوری نمک‌زدایی سرمایه‌گذاری می‌کنند.

برای سال های متمادی، رایج ترین روش نمک زدایی، اسمز معکوس (RO) بوده است. اما سیستم های نمک زدایی RO نیاز به اتصال به شبکه برق دارند. این نه تنها گران است، بلکه اغلب برای مناطق مستقل غیرقابل دسترسی است. به همین دلیل است که سیستم‌های نمک‌زدایی خارج از شبکه پایدار با انرژی‌های تجدیدپذیر ضروری هستند.

سلول های نمک زدایی میکروبی (MDC) را وارد کنید. با فناوری انقلابی توسعه یافته توسط MIDES، اینها از یک فرآیند کم انرژی پایدار برای تولید آب آشامیدنی سالم از آب دریا استفاده می کنند. این بدان معنی است که باکتری های الکترو فعال، آب را نمک زدایی و استریل می کنند و آن را مناسب و ایمن می کنند. فرانک روگالا، مدیر نوآوری و فناوری در Aqualia و یکی از اعضای تیم پروژه گفت: «این فناوری گزینه‌های جدیدی را برای ارائه تصفیه آب و فاضلاب تمیز به مکان‌های کوچک و مستقل بدون برق ارائه می‌کند.

اکنون با استفاده از این فناوری نوآورانه MDC، نمک زدایی در حال تبدیل شدن به یک راه حل مناسب کم هزینه برای منابع آب در بسیاری از مناطق جهان است و به کمبود آب پایان می دهد. روگالا گفت که اکنون دو نمونه اولیه (در دینیا و تنریف در اسپانیا) برای بهینه سازی نتایج و شناسایی هر فرصتی برای بهبود کارایی و بازدهی اقتصادی در حال بهره برداری هستند. و با برداشتن یک قدم جلوتر، پساب تصفیه شده را می توان مجدداً در آبیاری و کشاورزی مورد استفاده قرار داد که فشار را بر منابع فعلی کاهش می دهد.

چگونه کشورهای در حال توسعه و مناطق جزیره ای مستقل می توانند به سیستم های نمک زدایی آب شیرین خارج از شبکه دسترسی پیدا کنند؟ پاسخ دیگر در دریا نهفته است. جزایر و مناطق ساحلی به یک منبع انرژی باورنکردنی و رایگان دسترسی دارند – امواج. اولیویه سبریو، مدیر عملیاتی Resolute Marine و عضو تیم پروژه گفت: « استفاده از نیروی امواج اقیانوس با فناوری‌ای که می‌تواند برای بسیاری از 2.1 میلیارد نفری که در سراسر جهان برای دسترسی به آب آشامیدنی سالم تلاش می‌کنند، آب شیرین تولید کند، راه حل است.

به عنوان بخشی از پروژه W20، Ceberio و همکارانش یک راه حل نوآورانه خارج از شبکه را توسعه دادند – اولین سیستم نمک‌زدایی مبتنی بر موج در جهان (به نام Wave2O) – که می‌تواند به سرعت مستقر شود، کاملاً خارج از شبکه کار کند و مقادیر زیادی آب شیرین را در یک دستگاه تامین کند. Ceberio گفت: «این فناوری انرژی رایگان را از یک منبع انرژی تجدیدپذیر ثابت و پایان ناپذیر ارائه می دهد: امواج اقیانوس.

جادو از یک مبدل انرژی موج (WEC) که به کف دریا متصل است و همراه با امواج به جلو و عقب حرکت می‌کند، می آید. سپس انرژی استخراج شده برای تحت فشار قرار دادن آب دریا که برای راه‌اندازی مستقیم یک سیستم RO به ساحل فرستاده می شود، استفاده می‌گردد. امواج اقیانوس به تنهایی آب شیرین تولید می کنند بدون اینکه نیاز به منبع انرژی اضافی مانند برق داشته باشند.

تولید روزانه آب می تواند نیاز حدود 40000 نفر را پوشش دهد. این خبر خوشایند برای کشورهای جزیره ای و نواحی ساحلی است. مزیت دیگر، تبدیل انرژی به برق است. Ceberio گفت: «در حالی که ما از برق در فرآیند تولید خود استفاده نمی‌کنیم، می‌توانیم مقداری انرژی را از آب تحت فشار دریا به سمت تولید برق مشترک برای تأمین انرژی زیرسیستم‌های خود و پمپاژ آب شیرین در جایی که نیاز است، هدایت کنیم و هم آب و هم برق را برای مشتریان خود تأمین کنیم».

این تیم در حال حاضر در حال آزمایش نسخه کاهش یافته Wave2O در تاسیسات خود در Hingham، MA در ایالات متحده هستند. در صورت موفقیت آنها به استقرار اولین سیستم اقیانوسی با مقیاس کاهش یافته Wave2O در مرکز آزمایشی PLOCAN در جزایر قناری و سپس دومین سیستم در یک نمونه  آزمایشی تجاری در کیپ ورد مستقر خواهد شد.

برای مثال کیپ ورد را در نظر بگیرید. این گروه از جزایر در سواحل غربی شمال آفریقا از کمبود شدید آب رنج می برند. این کشور برای تامین 85 درصد آب خود به سیستم های نمک زدایی دیزلی-الکتریکی متکی است و یکی از بالاترین هزینه های آب در جهان را دارد. اینجاست که این فناوری نوآورانه می تواند آب را با یک سوم هزینه تولید کند و دسترسی به یک منبع آب تمیز و مطمئن را فراهم کند.

کمبود مداوم آب می تواند در کشورهای در حال توسعه، جوامع دور افتاده و کشورهای جزیره ای، با راه حل های قابل اجرای خارج از شبکه برای تامین آب شیرین، به تاریخ بپیوندد.

منبع:

https://techxplore.com/news/2021-10-quenching-world-thirst-off-grid-desalination.html