Плавучие опреснительные машины, приводимые в движение волнами
«Океан — неумолимое место», — говорит Сьюзан Хант. «Но наша технология предназначена для работы там — она движется вверх и вниз по волнам, весь день и всю ночь».
Г-жа Хант является директором по инновациям канадского стартапа Oneka Technologies. Он разработал плавучие системы опреснения, которые превращают морскую воду в пресную.
В то время как крупные береговые опреснительные установки обычно требуют огромного количества энергии для удаления соли, небольшие установки Oneka работают исключительно за счет движения волн.
«Опреснительные установки традиционно работают на ископаемом топливе», - говорит г-жа Хант. «Но мир, безусловно, достиг поворотной точки. Мы хотим отойти от опреснения воды, работающего на ископаемом топливе».
По данным международной торговой организации, Международной ассоциации опреснения, более 300 миллионов человек во всем мире в настоящее время полагаются на опресненную воду. Эту воду поставляют более 21 000 заводов, почти в два раза больше, чем 10 лет назад.
Спрос на такие растения, вероятно, будет расти и дальше, поскольку население мира растет, а изменение климата продолжает оказывать давление на запасы пресной воды .
Согласно одному отчету, опубликованному ранее в этом году, по крайней мере половина населения мира «живет в условиях острой нехватки воды в течение как минимум одного месяца в году» . Между тем, исследование 2020 года показало, что сектор опреснения будет расти на 9% каждый год в период до 2030 года.
В настоящее время для опреснения морской воды используются два метода – термический и мембранный. При термическом опреснении морская вода нагревается до тех пор, пока не испаряется, оставляя после себя соль. Обычно это очень энергозатратно.
Мембранная система, также известная как обратный осмос, работает путем пропускания соленой воды через полупроницаемую мембрану, которая улавливает соль. Это по-прежнему требует значительного количества энергии, но меньше, чем тепловая.
В обоих случаях энергоснабжение чаще всего происходит не из возобновляемых источников или ядерной энергии, и поэтому способствует выбросам углекислого газа.
Каждый метод также производит поток отходов высококонцентрированной соленой воды или рассола. Если ее не разбавить должным образом перед сбросом обратно в море, это может создать «мертвые зоны» — области, где уровень соли слишком высок для поддержания морской жизни.
Плавучие опреснительные машины Oneka — буи, прикрепленные к морскому дну, — используют мембранную систему, которая приводится в действие исключительно за счет движения волн.
Буи поглощают энергию проходящих волн и преобразуют ее в механические насосные силы, которые втягивают морскую воду и проталкивают около четверти ее через систему опреснения. Затем свежая питьевая вода перекачивается на сушу по трубопроводам, опять же используя только энергию волн.
«Эта технология не использует электричество», — говорит г-жа Хант. «Он на 100% механический».
Для работы устройств требуются волны высотой всего один метр, и фирма надеется, что в следующем году они начнут продавать их на коммерческой основе. Они бывают трех размеров, самый большой из которых имеет длину 8 м и ширину 5 м, и могут производить до 49 000 литров (13 000 галлонов США) питьевой воды в день.
Полученный рассол снова смешивается с тремя четвертями морской воды, которую втягивают буи, но не прошла через мембрану. Затем его выпускают обратно в море. «Она лишь примерно на 25% более соленая, чем исходная морская вода», — говорит г-жа Хант. «Это гораздо более низкая концентрация рассола по сравнению с традиционными методами опреснения».
Она добавляет, что система Oneka является модульной — несколько буев можно закрепить рядом друг с другом — и что она безопасна для морской жизни.
В Нидерландах голландская фирма Desolenator использует другой подход к использованию возобновляемых источников энергии для опреснения воды — она использует солнечные батареи.
Собранная ими тепло и электрическая энергия используется для питания системы термического испарения. Любая электроэнергия, не использованная немедленно, сохраняется в батареях, а избыточное тепло сохраняется в резервуарах с горячей водой. Это приводит к бесперебойному энергоснабжению, а это означает, что опреснение может продолжаться всю ночь.
Desolenator также не выпускает рассол обратно в море. Вместо этого он собирает всю соль для коммерческого использования.
«Рассол уже давно является головной болью при опреснении», — говорит Лорен Бек, руководитель проектов фирмы. «По сути, это отходы. Мы кристаллизуем рассол, чтобы получить ценную соль.
«И поскольку мы не используем никаких вредных химикатов, это очень чистая, высококачественная соль, которую мы можем продавать для любого промышленного использования. Это действительно фокусируется на подходе экономики замкнутого цикла».
Луиза Блич, вице-президент Desolenator по развитию бизнеса, добавляет, что глобальный дефицит пресной воды делает ее еще более ценной. «Вы слышите, как люди говорят о воде так, будто это следующая нефть», — говорит она.
Чедли Тизауой, профессор химического машиностроения в Университете Суонси, является экспертом в области систем водоснабжения и очистки. Хотя он приветствует разработки в области систем опреснения, работающих исключительно на возобновляемых источниках энергии, он говорит, что каждый должен в первую очередь сосредоточиться на использовании меньшего количества воды.
«Используйте меньше воды, только тогда, когда она вам нужна», — говорит он. «Энергия, необходимая для перекачивания воды, химикаты, используемые для ее обработки. Это важные факторы при открытии крана».
Bbc.com
