Αφαλάτωση

Σύμφωνα με τη νομοθεσία τηςΕΕ,στην απουσία υποχρεωτικής ΕΠΕ δεν υπάρχει επίσημη διαδικασία διαβούλευσης για τηνκατασκευή μονάδας αφαλάτωσης. Σε επίπεδο χωρών, η συμμετοχή των ενδιαφερόμενων μερών σε έργα αφαλάτωσης μπορεί να απαιτηθεί από την ειδική ισχύουσα εθνική νομοθεσία ή να ενεργοποιηθεί μέσω άτυπων διαδικασιών,π.χ.για τον από κοινούπροσδιορισμό της καλύτερης τοποθεσίας μιας μονάδας.

Η αφαλάτωση εξακολουθεί να είναι η πιο ενεργοβόρα μέθοδος επεξεργασίας του νερού και για να αποφευχθεί η κακή προσαρμογή πρέπει να συνδυαστεί με τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και την αύξηση της απόδοσης στη χρήση ενέργειας.

Οι απαιτήσεις ηλεκτρικής ενέργειας ποικίλλουν ανάλογα με την τεχνολογία αφαλάτωσης, την αλατότητα της πηγής νερού και το επιθυμητό επίπεδο καθαρότητας του αφαλατωμένου νερού στο τέλος της επεξεργασίας. Σε γενικές γραμμές, οι τεχνολογίες αφαλάτωσης μεμβράνης όπως η αντίστροφη όσμωση (RO) έχουν χαμηλότερες ενεργειακές απαιτήσεις από τις θερμικές τεχνολογίες όπως το multi stage flash (MSF). Τα συστήματα των Γιατρών Χωρίς Σύνορα απαιτούν περίπου 83-84 kWh/m3 ενέργειας, ενώ τα συστήματα μεγάλης κλίμακας RO απαιτούν 3-5 kWh/m3 για αλατούχο νερό και 0,5-2,6 kWh/m3 για υφάλμυρα νερά (Olsson, 2012 in Magagna et al, 2019). Ως αποτέλεσμα, το λειτουργικό κόστος είναι υψηλό. Ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας εκτιμά ότι σε παγκόσμιο επίπεδο, η κατανάλωση ενέργειας από αφαλάτωση αναμένεται να αυξηθεί οκτώ φορές έως το 2040, λόγω της αυξημένης ζήτησης γλυκού νερού (Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας, 2016).

Ηέρευνα επικεντρώνεται στην αύξηση της ενεργειακής απόδοσης της διαδικασίας αφαλάτωσης και στην αύξηση της χρήσης καθαρής ενέργειας. Οι πρακτικές που συνδυάζουν την αφαλάτωση με τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας περιλαμβάνουν: 

• Συνδυασμός αφαλάτωσης και παραγωγής θερμικής ενέργειας, όπου η απορριπτόμενη θερμότητα από τη μονάδα παραγωγής ενέργειας χρησιμοποιείται ως πηγή θερμότητας για τη διαδικασία αφαλάτωσης.
• Αφαλάτωση με ηλιακή ενέργεια· αυτή η επιλογή είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για ξηρότερες και ηλιόλουστες περιοχές, όπως η Μέση Ανατολή, η Βόρεια Αφρική και η Μεσόγειος Ευρώπη. Τον Ιούλιο του 1988, το πρώτο ηλιακό σύστημα απόσταξης πολλαπλών επιδράσεων τέθηκε σε εφαρμογή στο Plataforma Solar de Almería, ένα ηλιακό ερευνητικό κέντρο που βρίσκεται στη νοτιοανατολική Ισπανία (García-Rodríguez και Gómez-Camacho, 2001). 
• Αφαλάτωση με αιολική ενέργεια· για παράδειγμα, στο ελληνικό νησί της Μήλου,όπου λειτουργεί μονάδα αφαλάτωσης αιολικής βάσης από το 2007. Η μονάδα έχει χωρητικότητα 3,000 m3/ημέρα. 
• Μονάδες αφαλάτωσης που τροφοδοτούνται με θαλάσσια ενέργεια· ένα κυματοκίνητο σύστημα αφαλάτωσης σχεδιάζεται για παράδειγμα για το Πράσινο Ακρωτήριο, στα ανοικτά των δυτικών ακτών της Αφρικής. Ο κατασκευαστής ισχυρίζεται ότι το λεγόμενο εργοστάσιο Wave20 θα παράγει πόσιμο νερό στο ένα τρίτο της τιμής των συμβατικών συστημάτων.
• Μονάδες αφαλάτωσης που χρησιμοποιούν γεωθερμική ενέργεια· αυτή η πηγή ενέργειας μπορεί να παραγάγει την ηλεκτρική ενέργεια και τη θερμότητα, καθιστώντας την κατάλληλη τόσο για τη θερμική αφαλάτωση όσο και για την αντίστροφη όσμωση. Ένα έργο στη Μήλο ( Ελλάδα), απέδειξε τη βιωσιμότητα της γεωθερμικής ενέργειας για αφαλάτωση, παράγοντας 1,920 m3/ημέρα γλυκού νερού για την τοπική κοινωνία με πολύ χαμηλό κόστος.

Η απόρριψη άλμης μπορεί να επηρεάσει αρνητικά τα τοπικά θαλάσσια οικοσυστήματα, καθώς αυξάνει τα επίπεδα αλατότητας στο θαλασσινό νερό. Η άλμη που παράγεται από τη διαδικασία αφαλάτωσης περιέχει χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται κατά τη φάση προεπεξεργασίας. Καθώς η άλμη είναι βαρύτερη από το κανονικό θαλασσινό νερό, συσσωρεύεται στον πυθμένα της θάλασσας, απειλώντας τα είδη που είναι ευαίσθητα στο επίπεδο της αλατότητας. (ΕΟΧ, 2012). Η έρευνα ερευνά τον καλύτερο τρόπο επίλυσης ή ελαχιστοποίησης των περιβαλλοντικών προβλημάτων που προκαλούνται από την απόρριψη και τη διαχείριση της άλμης. Για παράδειγμα, το έργο LIFEZELDA κατέδειξε την τεχνική και οικονομική σκοπιμότητα των στρατηγικών διαχείρισης άλμης που βασίζονται στη χρήση της μετάθεσης ηλεκτροδιάλυσης (EDM) και των πολύτιμων διαδικασιών ανάκτησης σύνθετων ουσιών με τελικό στόχο την επίτευξη μιας διαδικασίας μηδενικής απόρριψης υγρών (ZLD). Η άλμη μπορεί επίσης να μετατραπεί σε χημικές ουσίες που μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν στην ίδια τη διαδικασία αφαλάτωσης (Kumar et al., 2019).

Οι κύριοι παράγοντες του κόστους είναι η χρησιμοποιούμενη τεχνολογία, το ενεργειακό κόστος, το μέγεθος και η διαμόρφωση των εγκαταστάσεων, η ποιότητα του νερού τροφοδοσίας και του αφαλατωμένου νερού, καθώς και οι απαιτήσεις περιβαλλοντικής συμμόρφωσης. Οι περισσότεροι από αυτούς τους παράγοντες είναι συγκεκριμένοι για την τοποθεσία. Το κόστος μεταφοράς και διανομής νερού είναι επίσης σημαντικό και υπάρχουν πλεονεκτήματα ως προς το κόστος για μονάδες που βρίσκονται κοντά στην ακτή και σε εδάφη χαμηλού υψομέτρου (λόγω των χαμηλότερων ενεργειακών αναγκών για μεταφορές προς τα πάνω· ένας κατακόρυφος ανελκυστήρας 100 μέτρων είναι περίπου τόσο δαπανηρός όσο μια οριζόντια μεταφορά 100 χιλιομέτρων).

Συνολικά, οι τεχνολογίες θερμικής αφαλάτωσης, ιδίως οι μονάδες των Γιατρών Χωρίς Σύνορα, είναι πιο εντατικές σε κεφάλαιο από τις SWRO. Ωστόσο, οι δαπάνες συντήρησης και λειτουργίας των μονάδων SWRO για κάθε μονάδα παραγωγής είναι διπλάσιες από εκείνες των μονάδων των Γιατρών Χωρίς Σύνορα και τρεις φορές από εκείνες των μονάδων MED. Και για τις δύο τεχνολογίες, αλλά ιδιαίτερα για τις θερμικές μονάδες, η ενέργεια είναι πολύ μακριά το μεγαλύτερο ενιαίο στοιχείο του επαναλαμβανόμενου κόστους. Η ποιότητα του νερού πηγής (όπως η αλατότητα, η θερμοκρασία και τα βιορρυπαντικά στοιχεία) επηρεάζει το κόστος, την απόδοση και την ανθεκτικότητα, αλλά και την ποιότητα του νερού που μπορεί να επιτευχθεί μέσω της διαδικασίας αφαλάτωσης.

Η ανακοίνωση «Αντιμετώπιση της πρόκλησης της λειψυδρίας και της ξηρασίας στην Ευρωπαϊκή Ένωση» το 2007 και αργότερα το σχέδιο στρατηγικής για τη διασφάλιση των υδάτινων πόρων της Ευρώπης (2012) προτείνουν ιεράρχηση των μέτρων για το νερό, θεωρώνταςότι η εναλλακτική παροχή νερού μέσω αφαλάτωσης θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί ως έσχατη λύση μόλις εξαντληθεί άλλη βελτίωση της αποδοτικότητας της ζήτησης και της παραγωγής. Η ανακοίνωση σχετικά με την αποδοτική χρήση των πόρων (COM(2011) 21) αποσκοπεί στη δημιουργία ενός πλαισίου πολιτικών για τη στήριξη της μετάβασης προς μια οικονομία αποδοτικής χρήσης των πόρων και χαμηλών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Η αφαλάτωση αναφέρεται ως μια επιλογή που παρέχει λύση σταπροβλήματαπαροχής νερού, αλλά μπορεί να αυξήσει την κατανάλωση ορυκτών καυσίμων καιτις εκπομπέςαερίων του θερμοκηπίου,εάν δεν τροφοδοτείται με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η ΕΕ επιδιώκει να είναι κλιματικά ουδέτερη έως το 2050 — μια οικονομία με μηδενικές καθαρές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Ο στόχοςαυτός βρίσκεται στο επίκεντρο της Ευρωπαϊκής Πράσινης Συμφωνίας και συνάδει με τη δέσμευση της ΕΕ για παγκόσμια δράση για το κλίμα στο πλαίσιο της συμφωνίας του Παρισιού. Αυτό θα απαιτήσει τη μετάβαση σε μονάδες αφαλάτωσης με γνώμονα τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας με υψηλότερη ενεργειακή απόδοση. 

Ο χρόνος υλοποίησης των μονάδων αφαλάτωσης κυμαίνεται συνήθως μεταξύ 3 και 6 ετών, συμπεριλαμβανομένων όλων των φάσεων από τον σχεδιασμό έως τη λειτουργία.

Η διάρκεια ζωής είναι μεταβλητή και εξαρτάται από τη χρησιμοποιούμενη τεχνολογία· για παράδειγμα,οι μεντυπώσεις πρέπει να αντικαθίστανται κάθε 2-3 χρόνια.