Niemal ¾ powierzchni Ziemi zajmuje woda. Mimo to, ponad 2 miliardy ludzi na całym świecie cierpi z powodu pragnienia. Wszystko dlatego, że tylko 2,5% spośród dostępnych zasobów wody, to woda pitna. Co jednak, gdyby słoną, morską wodę można było efektywnie i niskokosztowo przetworzyć i uzdatnić do spożycia? Z pewnością byłby to przełom dla mieszkańców krajów rozwijających się, którzy brak dostępu do wody pitnej odczuwają najbardziej. Na szczęście odsalanie wody morskiej to już nie tylko dywagacje i utopijna wizja dalekiej przyszłości. Mini-farma fotowoltaiczna konwertująca wodę słoną na słodką działa już np. w Kenii dzięki zaangażowaniu fundacji Givepower. I ma się świetnie.
Spis treści
Ekskluzywne rozwiązanie z Dubaju czy przystępne remedium dla wszystkich?
Przetwarzanie wody morskiej do wody pitnej nie jest pomysłem nowym. Bynajmniej – zakłady odsalania funkcjonują od wielu lat i są coraz bardziej powszechne. Znajdują się m.in. w Stanach Zjednoczonych, Chinach, Izraelu, Hiszpanii czy Australii. Prawie zawsze są to jednak kraje wysoko rozwinięte i zamożne. Doskonale widać to na przykładzie Dubaju. Ten pustynny, ale bardzo bogaty kraj, zaledwie 1% niezbędnej wody pitnej pozyskuje z zasobów podziemnych. Pozostałe 99% dostarcza odsalanie wody morskiej [1]. Zakład Jebel Ali w Dubaju jest w stanie przetworzyć nawet 182 miliony litrów dziennie [2]. Nic dziwnego, że takie moce przerobowe są w Zjednoczonych Emiratach Arabskich niezbędne, skoro zużycie wody na mieszkańca jest jednym z najwyższych na świecie i wynosi ok 500 litrów dziennie [3]. W samym tylko 2019 roku na rozwój projektów związanych z wodą i energią przeznaczono tam 1,6 miliarda dolarów [3].
Tymczasem kraje, przykładowo, Afryki subsaharyjskiej o takich kwotach na rozwój infrastruktury wodnej mogą zapomnieć. Instalacje umożliwiające odsalanie wody morskiej na skalę komercyjną są bardzo kosztowne w budowie i utrzymaniu. Są także bardzo energochłonne. Technologia jednak szybko postępuje. Pojawiają się nowe, obiecujące rozwiązania – np. fotowoltaika jako autonomiczne źródło energii do napędzania takich obiektów.
Odsalanie wody morskiej za pomocą samowystarczalnych stacji fotowoltaicznych
Energia niezależna od sieci elektrycznej jest ogromną szansą dla poprawy jakości życia w krajach rozwijających się. Amerykańska fundacja Givepower, która powstała z ramienia SolarCity (firmy należącej do Tesla Motors), skupia się właśnie na tego typu rozwiązaniach. Dzięki dotacjom i darowiznom, zapewnia odnawialne, oparte o fotowoltaikę źródła energii społecznościom, które najbardziej tego potrzebują. W ramach jednego z projektów, fundacja wybudowała niezależny, fotowoltaiczny system odsalania wody morskiej w wiosce Kiunga, w Kenii. Infrastruktura jest w stanie zapewnić wodę pitną nawet dla 35 tys. osób dziennie. Jest to niewyobrażalna transformacja dla lokalnej społeczności, której członkowie wcześniej myli się, gotowali a nawet pili głównie nieprzetworzoną wodę morską.
Odsalanie wody morskiej za pomocą energii solarnej wymaga bardzo niewielkiej ingerencji ze strony człowieka. Jest to także rozwiązanie nieporównywalnie tańsze i bardziej ekologiczne niż systemy napędzane energią z sieci. Rozwiązaniami, które jeszcze bardziej pozwalają obniżyć koszty pozyskania wody pitnej w miejscach ze słabym dostępem do jej naturalnych pokładów, zajmuje się firma Elemental Water Makers.
Jak obniżyć koszty odsalania wody?
Sama obecność paneli fotowoltaicznych zmienia sporo, ale to nie wszystko. Elemental Water Makers, których stacje odsalające funkcjonują już w kilku miejscach na Ziemi, szuka możliwości wszędzie – także w samym procesie przetwarzania wody słonej w słodką. Nie jest on bardzo skomplikowany. Odsalanie wody morskiej opiera się na tzw. odwróconej osmozie, czyli ciśnieniowym oddzieleniu roztworów o różnych stężeniach (solanki od wody słodkiej). Naturalnie, do napędzenia procesu niezbędna jest energia w sporych ilościach. Opracowano zatem system odzyskiwania energii, dzięki któremu jej zużycie jest o 75% mniejsze, a samych paneli potrzeba 4 razy mniej niż w przypadku standardowych rozwiązań.
Żywotność komponentów także jest podnoszona do maximum dzięki zautomatyzowanym procesom konserwacyjnym. Tworzywa do ich wykonania dobierane są pod kątem odporności na korozję i uszkodzenia w kontakcie ze słoną wodą. Cała infrastruktura mieści się w jednym kontenerze, a stan urządzeń można sprawdzać zdalnie. Dzięki temu odsalanie wody morskiej nawet w mocno izolowanych miejscach odbywa się niskokosztowo i bezobsługowo.
Koszt środowiskowy odsalania wody
Aż do tego momentu technologia wydaje się być remedium dla społeczności ze słabym dostępem do wody pitnej. Żadna technologia nie jest jednak wolna od ryzyka – jeśli nie bezpośrednio dla ludzi, to dla środowiska.
Już ‘na wejściu’ do takiego zakładu odsalania wody morskiej, zasysane są małe organizmy, takie jak larwy ryb czy koralowce. Dużo gorsze zagrożenie niesie jednak drugi koniec procesu, jakim jest spuszczanie solanek z powrotem do mórz i oceanów [4]. W okolicznych wodach zwiększa się zasolenie oraz temperatura, co licznym organizmom utrudnia życie i rozwój. Razem z wypompowywaną solanką, do naturalnych ekosystemów często przedostają się też toksyczne związki, takie jak miedź czy chlor, które mają zapobiegać korozji komponentów i kontrolować rozwój bakterii w zbiornikach.
Rzeczywiście, dzisiaj jest to problem ogromnych odsalarni (np. w Zjednoczonych Emiratach Arabskich), a nie mikro-infrastruktur zaspokajających potrzeby niewielkich społeczności. Technologia wydaje się być jednak na tyle obiecująca, że możemy spodziewać się powstawania coraz większej ilości zakładów odsalania wody morskiej. Potencjalne ryzyka powinny być zatem brane pod uwagę już teraz. Miejmy nadzieję, że rozprawianie się ze ściekami solankowymi będzie potraktowane poważnie i jak najszybciej zaadresowane – zarówno w przypadku Dubaju, wioski Kiunga, jak i wszystkich przyszłych, mikro- i makro-inwestycji tego typu.
Źródła:
[1] Fanack water, 2017: Water Resources in UAE: https://water.fanack.com/uae/water-resources/#_ftn4 [dostęp 02.12.2019].
[2] Water Security Strategy 2036: https://government.ae/en/information-and-services/environment-and-energy/water-and-energy/water- [dostęp 01.12.2019].
[3] United Arab Emirates – Water, 2019: https://www.export.gov/article?id=United-Arab-Emirates-Water [dostęp 02.12.2019].
[4] Root T., 2019: Desalination plants produce more waste brine than thought. National Geographic: https://www.nationalgeographic.com/environment/2019/01/desalination-plants-produce-twice-as-much-waste-brine-as-thought/ [dostęp 02.12.2019].
