Odsalanie – rozwój technologii

Odsalanie – rozwój technologii

Odsalanie jest często uznawane jako jedyne rozwiązanie dla terenów o najskromniejszych zasobach wodnych na świecie, jednakże obecna technologia zmierza ku coraz większej konsumpcji energii. Naukowcy z University of Florida (UF) opracowali nową technikę, w której energia cieplna odzyskana ze ścieków pochodzących z elektrowni stanowi główną „siłę napędową” procesu odsalania. Nowa technologia może znacząco zredukować koszty odsalania wody w niektórych rejonach świata.

Na całym świecie pracuje ponad 7500 stacji odsalania wody morskiej, z czego dwie trzecie jest zlokalizowane na środkowym wschodzie – gdzie zazwyczaj nie ma innej alternatywy, jeżeli chodzi o produkcję wody pitnej. Technologia jest mniej spotykana w Ameryce Północnej, gdzie elektrownie są zlokalizowane głównie na Florydzie i Karaibach. Potrzeba odsalania wody morskiej będzie rosła w miarę rozrostu populacji i wzrostu konsumpcji wody pitnej. Jako że 97% ziemskich zasobów wodnych stanowi woda morska, odsalanie jest technologią szczególnie wskazaną dla krajów rozwijających się, np. takich jak Chiny, powiedział Klausner. W Chinach istnieje duże i wciąż rosnące zapotrzebowanie na wodę pitną, również Japonia ma duże potrzeby, oddzielne zagadnienie stanowią rejony Środkowego Wschodu oraz Afryka rejonu Sahary – jest to problem na skalę Światową.

Autorami systemu odzysku ciepła i technologii odsalania są profesor Klausner oraz jego kolega z Uniwersytetu Floryda, profesor Renwei Mei. „W przyszłości, będziemy musieli postawić na odsalanie, ponieważ już na chwilę obecną zasoby wody pitnej ledwie zaspokajają potrzeby rosnącej populacji naszej planety”. (...) ”Przewidujemy, że ta technologia może częściowo zabiec utracie energii cieplnej w elektrowniach i dzięki temu wyprodukować miliony litrów wody pitnej każdego dnia” powiedział James Klausner. Większość komercyjnych technik odsalania bazuje na destylacji lub na odwróconej osmozie. Obie te techniki nastręczają pewnych problemów, do destylacji wymagane są duże ilości energii w celu podgrzania ogromnych ilości wody, natomiast w przypadku odwróconej osmozy istniej problem z regeneracją zatkanych filtrów mineralnych. Technologia Klausnera jest znacznie zmodyfikowanym procesem destylacji, opierającym się na zjawisku fizycznym znanym jako dyfuzja masy, oraz dyfuzji ciepła (lecz w mniejszym stopniu) – co pozwala na odparowanie słonej wody. Klausner twierdzi, że kluczową cechą jego systemu jest możliwość odzysku energii cieplnej nagromadzonej w wodzie używanej do chłodzenia urządzeń i pary wodnej w procesie wytwarzania energii elektrycznej. W ten sposób ścieki-chłodziwa (z reguły jest to woda) z elektrownii znajdują użyteczne zastosowanie.

Badacze z UF przetestowali z wynikiem pozytywnym niewielki eksperymentalny prototyp, produkujący prawie 1900 litrów wody dziennie. Przeprowadzone obliczenia wskazują, że używając odzysku ciepła z typowej elektrownii (100 Megawat), można wyprodukować prawie 5,7 miliona litrów wody dziennie. Teoretycznie dzięki metodzie można uzyskać obniżenie kosztów produkcji czterokrotnie w stosunku do destylacji i o ok. 20% w stosunku do odwróconej osmozy. Ponieważ technologia wymagałaby nieprzerwanych dostaw określonej ilości energii, konieczne byłoby zmontowanie specjalnej instalacji w elektrowni. Innym potencjalnym problemem jest fakt, że pełnowymiarowa wersja systemu odsalania zajmie powierzchnie wielkości stadionu piłkarskiego – będzie to raczej droga inwestycja ze względu na konieczność zlokalizowania stacji niedaleko wybrzeża, oraz jednocześnie tam gdzie działają elektrownie. Klausner dodaje, że miniaturowa wersja systemu może być zasilana również za pomocą promieniowani słonecznego i innych form energii cieplnej. Takie mini-stacje mogłyby zasilać w wodę pitną niewielkie miasta i wsie. Uniwersytet Floryda zgłosił technologie do opatentowania. Grant na badania Profesora Klausa wyniósł 200 tysięcy dolarów i został ufundowany przez Departament Energii rządu USA.