Kulstofneutral opløsning til afsaltning:Tapning af geotermiske kilder

Vandmangel rammer nogle områder af verden hårdt, og med stigende globale temperaturer, flere regioner oplever muligvis tørke.

Lande som Saudi-Arabien er afhængige af afsaltningsanlæg til at levere drikkevand til deres indbyggere, producerer 5 millioner kubikmeter afsaltet vand om dagen. Metoden kræver en stor mængde energi, hvilket kan begrænse brugen af ​​processen i mange dele af verden.

Forskere har arbejdet på at bruge vedvarende energikilder som sol og vind til at drive afsaltningsanlæg, og reducere behovet for traditionelle, fossilt brændstofdrevne metoder. Nu, ny forskning præsenterer en uudnyttet ressource til at drive afsaltning:geotermisk energi.

"Vi søger verden lige nu efter bedre metoder, metoder med lavt kulstofindhold, at skabe energi, " siger Thomas Missimer, fra Florida Gulf Coast University. "Vi vil have elektricitet, der genereres ved basisbelastning - med andre ord, genereret 24 timer i døgnet uden afbrydelse. Geotermisk er en af ​​den slags energier. "

Missimer siger, at geotermisk energi giver energi på to måder:våd sten og tør sten. Våde områder, ligesom Island, bruge varmt vand fra dybt i jorden til at levere energi til at flytte møller og producere energi. Men denne type geotermisk varme er sjælden.

På den anden side, geotermisk potentiale for tør bjergart er mere udbredt globalt. Missimer foreslår at bruge disse områder - regioner som det sydlige Californien, Nordafrika, og Rødehavsregionen - for at opvarme vand, der kan bruges til at producere energi.

Geotermiske metoder til tør sten anvendes i øjeblikket i dele af verden til energiproduktion, men Missimer siger, at varmen kan bruges på mere effektive måder, især ved afsaltning. Detaljer om den nye forskning, der konstruerer en "geotermisk energi-vand campus" vil blive præsenteret på mandag på 2018 Geological Society of America årlige møde i Indianapolis, Indiana.

Som regel, geotermisk opvarmet vand fra jorden omdannes til damp, at damp driver en turbine til at skabe elektricitet, så bliver det opvarmede vand udluftet til atmosfæren, mens det stadig er varmt - stadig over 100 grader Celcius i de fleste tilfælde. I stedet for at lufte ud, holdet ønsker at bruge den varme damp i deres afsaltningsprocesser.

Den første afsaltningsproces er multipel effektdestillation (MED), som kræver varmt vand (over 100 grader Celsius), men den anden proces, adsorption afsaltning (AD), kan køre på køligere vand, siger Missimer. Når dampen bevæger sig gennem systemet og afkøles, den er stadig effektiv til at drive afsaltning. "Nu har du et effektivt system, hvor du har bevaret den latente varme, du har fanget i jorden gennem tre processer:Mølleproduktion, MED og AD."

Ved afslutningen af ​​afsaltningsprocessen, Missimer siger, at destilleret vand og afkølet vand (fra AD-processen) er slutprodukterne. Mens det destillerede vand kan forbruges, selv det afkølede vand genbruges - det kølige vand kan genbruges gennem anlægget for at hjælpe med aircondition.

Til sidst, forskerne foreslår at opbevare overskydende vand i akviferer til senere brug, som Missimer siger er en fremtidig energibesparer. "Ved at opbevare noget af det overskydende vand, du kan bruge det vand sæsonmæssigt, når der kræves mere vand og på en måde udjævne ændringerne i efterspørgslen til systemet."

Fordelene ved et system som dette er brede:der produceres ikke kuldioxid på fabrikken, da det hele er selvstændigt og drevet af geotermisk energi, frem for fossile brændstoffer. Det har også en økonomisk fordel. "Hvis man ser på fordelene for stedet som Saudi-Arabien, sparer 6 millioner tønder olie om dagen, til $100 per tønde - det er en blodig formue, " siger Missimer.

Missimer siger, at det er endnu mere effektivt end et solcelledrevet anlæg, fordi det kan køre 24 timer i døgnet, sammenlignet med kun dagslys. Han tilføjer, at fordelene virkelig kommer med effektiviteten af ​​driften. "I et anlæg som dette, hvis den kører korrekt, du bruger ikke en ressource, " siger Missimer, tilføjer, at varmen bliver ved med at flyde og er vedvarende.

For nu, idéen er teoretisk og er ikke blevet ført ud i livet. Men Missimer tilføjer, at de enkelte dele af anlægget og teknologien har eksisteret i et stykke tid - det er bare ikke blevet kombineret til én plante. "Vi har lært, at nogle gange behøver man ikke ny teknologi for at gøre fremskridt, " siger han. "Nogle gange er det at sammensætte gammel teknologi på en konstruktiv måde for at give mere effektiv drift." Han og hans kolleger håber på at kunne omsætte deres CO2-neutrale afsaltningsideer i praksis i den nærmeste fremtid.