Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

Hvorfor kan vi ikke få vores drikkevand fra havet?

Kredit:Emine Kamaci, Shutterstock

I århundreder har folk forsøgt at spå om ferskvand fra havet. Skibe i 1500-tallet transporterede små destillerier, der i nødstilfælde kunne bruges til at koge havvand. Men at forsøge at gøre dette i stor skala giver lige så store problemer op.

"Det er et energispørgsmål," siger Frank Rogalla. "At afsalte vand kræver 10 gange mere energi end nogen anden vandkilde." Kulstofaftrykket fra afsaltningsvand er betydeligt:​​afsaltningsanlæg i industriel størrelse som Saudi-Arabiens enorme Ras al-Khair har typisk brug for deres egne kraftværker.

Selvom tidlige afsaltningsanlæg var baseret på kogende saltvand, accelererede en energikrise i 1970'erne fremkomsten af ​​omvendt osmoseanlæg, som bruger højtryk til at skubbe saltvand gennem en membran, der efterlader saltet fanget på den ene side. Dette bruger cirka halvt så meget energi som at koge vandet, men kræver stadig omkring 4 kWh for at producere en kubikmeter drikkevand.

Det gør andre strategier for tørkeramte samfund, såsom vandbevarelse og genbrug, meget mere pragmatiske. "Afsaltet vand er for dyrt til de fleste tilfælde," tilføjer Rogalla. "Det er dyrt i infrastruktur og energiomkostninger, så det er en sidste udvej." Han siger, at afsaltningsanlæg bygget i Spanien gik ud af brug, da landmænd nægtede at betale de høje omkostninger ved det vand, de producerede.

Der er dog nogle tricks, der kan gøre saltvand mere velsmagende. Den første er at undgå havene. "I stedet for havvand bruger afsaltning typisk brakvand som udgangspunkt," forklarer Rogalla. Dette kan komme fra grundvandsmagasiner, der anses for at være for salt til at bruge ubehandlede, eller flodmundingskilder. Dette er mindre salt end havvand, så det kræver mindre energi at afsalte.

I det EU-finansierede MIDES-projekt ledede Rogalla bestræbelserne på at gøre processen endnu mere effektiv ved hjælp af bakterier. Disse mikrober blev brugt til at hjælpe med at transportere saltmolekyler over en membran, hvilket yderligere reducerede den nødvendige energi til at skabe drikkevand. Rogalla siger:"Den energi, der kræves til afsaltning, er direkte proportional med saltkoncentrationen, så hvis vi kan sætte gang i processen med mikrobiel energi, reducerer vi den nødvendige elektricitet."

For hver liter ferskvandsafsaltningsanlæg, der produceres, er der en resterende liter vand, der nu er dobbelt så salt. Rogalla ser dette som en mulighed:"Der er gode salte i vandet, som calcium og magnesium, som normalt koster meget at få." Hans team undersøger måder at udvinde de forskellige mineraler, der er opløst i denne spildlage til kommerciel brug.

Så med stigende vandknaphed, ser Rogalla afsaltning som fremtiden? "Det er en nødforanstaltning, og kun en del af en løsning," bemærker han. "Først bør du minimere brugen og derefter genbruge vand, når du kan. Afsaltning er kun til det højeste behov. Uden disse andre handlinger er det simpelthen ikke bæredygtigt."

Varme artikler