Afsaltning kan være nøglen til at afværge global vandmangel, men det vil tage tid

Rent ferskvand er afgørende for at opretholde menneskeliv. Dog mangler 1,1 milliarder mennesker adgang til det på verdensplan. Afsaltning repræsenterer en stadig mere populær måde at håndtere dette på.

Afsaltning er processen med at udvinde salt fra saltvand for at gøre det drikkeligt. Der er to hovedtyper af afsaltning.

Ved den første - kaldet termisk afsaltning - bruges varme. Dette producerer vanddamp, der kondenserer på rør til ferskvand. Denne proces er fortsat dominerende i hele Mellemøsten, hvor næsten halvdelen af ​​verdens afsaltede vand produceres.

Den anden proces er membranafsaltning, almindeligvis omtalt som omvendt osmose. Denne proces bruges i 60% af fabrikker verden over. Saltvand presses under højt tryk gennem en semipermeabel membran, hvis porer er for små til, at saltmolekylerne kan passere igennem.

Hvor bruges afsaltning?

Afsaltning bruges til at udvide drikkevandsforsyningen ud over, hvad der er naturligt tilgængeligt. Vandknappe regioner er derfor særligt afhængige af teknologien. Afsaltning giver De Forenede Arabiske Emirater 42 % af dets vandbehov.

På grund af de minimale omkostninger ved pumpning er afsaltning mest økonomisk i store kystnære områder. Vores skiftende klima er dog med til at øge vandmangel i typisk milde områder, hvilket nødvendiggør udvidelse af afsaltningsanlæg længere inde i landet og fra brakvand. Kina, USA og Sydamerika udvider alle deres afsaltningskapacitet.

Selvom afsaltning kan være en teknologi, der er i stand til at imødegå global vandmangel, er der problemer med dens omkostninger og effektivitet.

Hvorfor forbliver afsaltning så dyr?

Der kræves store mængder energi for at drive processen. Dette gælder især for termisk afsaltning, hvor energiomkostningerne udgør op til halvdelen af ​​et anlægs samlede produktionsomkostninger.

Den omvendte osmose-proces har generelt et lavere energibehov. Behandling af meget saltholdigt vand er dog fortsat energikrævende. Dette skyldes, at højere saltholdighed betyder, at der er behov for mere tryk for at tvinge vandet gennem membranen.

Stærkt forurenede vandkilder skal også behandles før afsaltning, hvilket kræver kostbar infrastruktur såsom sedimentationstanke og filtreringssystemer. Behandling forhindrer ophobning af snavs på membranoverflader, der kan hæmme den omvendte osmoseproces.

Behandlingsomkostningerne vil vokse, efterhånden som afhængigheden af ​​afsaltning stiger, og processen anvendes på forurenede og indre brakvandskilder. Over for et stadig mere tørt klima har Californien nu 23 afsaltningsanlæg, der forvandler brakvand til drikkevand.

At producere en liter drikkevand skaber også 1,6 liter saltlage, et meget saltholdigt affaldsprodukt, der kan skade miljøet. Lageaflejringer på havbunden kan føre til ødelæggelse af havets økosystemer, mens udledning af saltlage reducerer iltindholdet i havvandet.

Sikker bortskaffelse af saltlage er dyr. Det meste af den saltlage, der produceres, pumpes tilbage i havet, underlagt miljøkvalitetsstandarder. Hvis udledning af saltlage ikke opfylder disse standarder, kræver det yderligere behandling.

Saltlage kan behandles i fordampningsdamme eller fortyndes med en separat vandkilde, før den udledes. De uoverkommelige omkostninger ved behandling af saltlage er fortsat en væsentlig barriere for den bredere anvendelse af afsaltning.

Kan afsaltning blive billigere?

Reduktion af processens energiintensitet kan give betydelige omkostningsreduktioner. Teknologier såsom fremadgående osmose, der tillader afsaltning at ske ved lavere temperaturer og tryk, er under udvikling.

Selvom de lover, forbliver disse teknologier i deres vorden. Markedet er lille, og der er få kommercielle installationer. Teknologisk udvikling tager tid, og yderligere udvikling vil være påkrævet for at sikre, at disse processer kan producere drikkevand i kommerciel skala.

Udvikling af mere holdbare membraner vil også reducere omkostningerne ved afsaltning. Ved at bruge forskellige materialer har japanske producenter konstrueret membraner, der med succes afviser saltpartikler ved lavt driftstryk. Dette reducerer både omkostningerne ved udskiftning af membraner og energibehovet til processen.

Afsaltning kunne også drives af billigere kilder til vedvarende energi. Solvarmeteknologier kan generere direkte varme, som derefter kan bruges til at fordampe havvand. Metitos solafsaltningsanlæg under opførelse i Saudi-Arabien vil i første omgang have kapacitet til at producere 30.000 kubikmeter drikkevand om dagen.

Imidlertid er solafsaltningsteknologi fyldt med kompleksiteter. Solenergiforsyningen er inkonsekvent, og energilagringsteknologi forbliver dyr, hvilket hindrer dens bredere anvendelse. Derfor er de fleste solafsaltningsprojekter for små til at producere drikkevand til kommercielt brug.

Nye løsninger til brinehåndtering skal også udforskes yderligere.

Saltlage kan genbruges inden for afsaltningsprocessen. Brugen af ​​affaldslage til fremstilling af natriumhypochlorit, et kemisk desinfektionsmiddel, der kan erstatte klor, er en lovende udvikling.

Forskning har vist, at produktion af natriumhypochlorit på stedet kan spare caribiske afsaltningsanlæg for mere end £300.000 om året.

Afsaltningsanlæg kan yderligere udnytte spildlage gennem processer som elektrolyse, hvor saltlage nedbrydes til enklere stoffer gennem elektrisk strøm. Fremtidige undersøgelser bør undersøge potentialet ved at bruge biprodukterne fra denne elektrolyse, brint og salte, til energiproduktion.

På trods af voksende vandusikkerhed på verdensplan, er afsaltningsteknologi stadig for dyr til udbredt brug. Der er blevet gjort en indsats for at reducere omkostningerne, og mange har vist lovende. Den teknologiske udvikling tager dog tid, og der vil gå årtier, før omkostningerne falder til et niveau, der letter den bredere udvidelse af afsaltning. + Udforsk yderligere

Hvorfor kan vi ikke få vores drikkevand fra havet?

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.