Magestamine

Magestamine on soola eemaldamine mere- või riimveest, et muuta see kasutatavaks mitmel kasutuskõlblikul otstarbel, sealhulgas joomiseks. Seega võib see aidata kaasa kliimamuutustega kohanemisele kõigis nendes olukordades, kus veenappus esineb rängalt ja võib tulevikus süveneda, muu hulgas kliimamuutuste tõttu. Magestamine on aga energiamahukas protsess; halva kohanemise vältimiseks on oluline, et magestamine toimuks taastuvenergia abil. Lisaks sellele saadakse magestamisega kõrvalsaadus, soolvesi (kontsentreeritud soolalahus), mis tuleb nõuetekohaselt kõrvaldada, et vältida kahjulikku mõju merekeskkonnale. Seega tuleks magestamist kohaldada üksnes juhul, kui muud keskkonnasäästlikumad võimalused (nt veepiirangud ja vee normeerimine, vee taaskasutus) ei ole kättesaadavad või neid ei saa rakendada. 

Magestamismeetodid hõlmavad järgmist: 

• Elektrilised tehnoloogiad; pöördosmoos on kõige sagedamini kasutatav tehnika. See koosneb vee filtreerimisest osmoosi membraanidega, mis eraldavad soola veest (SWRO). Söödavesi surutakse kõrge rõhu all läbi rullitud membraani. Muude elektriliste tehnoloogiate hulka kuuluvad mehaaniline auru kokkusurumine (MVC) ja elektriline dialüüs (EDR). 
• Termiliselt juhitavad tehnoloogiad; termilise magestamise protsess kasutab energiat vee aurustamiseks ja seejärel selle uuesti kondenseerimiseks. Termoajamiga tehnoloogiad hõlmavad järgmist: mitmeastmeline välkdestillatsioon (MSF), mitmetoimeline destillatsioon (MED), termiline aurude kokkusurumine (TVC) ja membraandestillatsioon (MD).  

Praegu on kogu maailmas umbes 16 000 magestamisjaama, mille koguvõimsus on ligikaudu 95,37 miljonit m3 päevas ja soolvee tootmine 141,5 miljonit m3 päevas. Praegu kasutatakse magestamist suures osas Lähis-Idas ja Põhja-Aafrikas (70 % ülemaailmsest tootmisvõimsusest), USAs, üha enam Aasias ja ainult piiratud ulatuses Euroopas (umbes 10 % ülemaailmsest tootmisvõimsusest). Mitmed ELi lõunapoolsed riigid kasutavad magestamist mageveevajaduste katmiseks (Jones jt, 2019). 

ELis saadakse väike osa mageveest merevee magestamise teel. ELi rajatised suudavad aastas tarnida kuni 2,89 miljardit m3 soolavaba vett (aktiivne võimsus). 71 % toodetud veest kasutatakse ühisveevärgis (2 miljardit m3, 4,2 % kogu ühisveevärgis kasutatavast veest). 17 % ELis toodetud magestatud veest kasutatakse tööstuses, 4 % elektrijaamades ja 8 % niisutamiseks. ELi magestamistehased asuvad peamiselt Vahemere riikides, kus neid tulevikus kõige rohkem vajatakse: ligikaudu 1200 tehast pakuvad võimsust 2,37 miljardit m3 (82 % kogu ELi magestamisvõimsusest) (Magagna jt, 2019). 

ELi õigusaktide kohaselt puudub kohustusliku keskkonnamõju hindamise puudumisel ametlik konsulteerimisprotsess magestamistehase konstratsiooniks. Riikide tasandil võib sidusrühmade kaasamist magestamisprojektidesse nõuda konkreetsete kehtivate riiklike õigusaktidega või see võidakse aktiveerida mitteametlike protsesside kaudu, näiteks tehase parima asukoha ühiseks kindlakstegemiseks.

Magestamine on endiselt kõige energiamahukam veepuhastusmeetod ning halva kohanemise vältimiseks tuleb seda kombineerida taastuvate energiaallikate kasutamisega ja energiakasutuse tõhususe suurendamisega. 

Elektrivajadus sõltub magestamistehnoloogiast, veeallika soolsusest ja soolase vee soovitud puhtusastmest töötlemise lõpus. Üldiselt on membraanide magestamise tehnoloogiatel, nagu pöördosmoos (RO), väiksem energiavajadus kui termilistel tehnoloogiatel, nagu mitmeastmeline välklamp (MSF). MSF-süsteemid vajavad ligikaudu 83–84 kWh/m 3 energiat, samas kui suuremahulised RO-süsteemid vajavad 3–5 kWh/m 3 soolase vee puhul ja 0,5–2,6 kWh/m 3 riimvee puhul (Olsson, 2012 Magagna jt, 2019). Selle tulemusena on tegevuskulud kõrged. Rahvusvahelise Energiaagentuuri hinnangul suureneb magestamise energiatarbimine ülemaailmsel tasandil 2040. aastaks eeldatavasti kaheksa korda, kuna nõudlus magevee järele suureneb (Rahvusvaheline Energiaagentuur, 2016). 

Teadusuuringud keskenduvad magestamisprotsessi energiatõhususe suurendamisele ja puhta energia kasutamise suurendamisele. Magestamist ja taastuvenergiat ühendavad tavad hõlmavad järgmist: 

• Magestamise ja soojusenergia tootmise kombinatsioon, kus elektrijaama heitsoojust kasutatakse magestamise protsessis soojusallikana. 
• Päikeseenergial põhinev magestamine; see võimalus sobib eriti kuivamatele ja päikesepaistelisematele piirkondadele, nagu Lähis-Ida, Põhja-Aafrika ja Vahemere-Euroopa. 1988. aasta juulis võeti Kagu-Hispaanias asuvas päikeseenergia uurimiskeskuses Plataforma Solar de Almería kasutusele esimene mitmeefektne destilleerimissüsteem (García-Rodríguez ja Gómez-Camacho, 2001). 
• Tuuleenergial põhinev magestamine; näiteks Kreekas Milose saarel, kus alates 2007. aastast tegutseb tuulepõhine magestamisüksus. Seadme võimsus on 3000 m 3/ päevas. 
• Mereenergial töötavad magestamisjaamad; näiteks Cabo Verde jaoks on Aafrika lääneranniku lähedal kavandatud laineenergial töötav magestamissüsteem. Arendaja väidab, et nn Wave20 tehas toodab joogivett kolmandiku ulatuses tavapäraste süsteemide hinnast. 
• Magestamisjaamad, mis kasutavad geotermilist energiat; see energiaallikas võib toota elektrit ja soojust, muutes selle sobivaks nii termilise magestamise kui ka pöördosmoosi jaoks. Milose saarel (Kreeka) ellu viidud projekt tõestas magestamise eesmärgil kasutatava geotermilise energia elujõulisust, mis andis kohalikule kogukonnale väga madalate kuludega 1920 m3 magevett päevas. 

Soolvee merreheitmine võib avaldada negatiivset mõju kohalikele mereökosüsteemidele, kuna see suurendab merevee soolsuse taset. Magestamise teel saadud soolvesi sisaldab eeltöötlusetapis kasutatud kemikaale. Kuna soolvesi on tavalisest mereveest raskem, koguneb see merepõhja, ohustades soolsuse taseme suhtes tundlikke liike. (Euroopa Keskkonnaamet, 2012). Teadusuuringud uurivad parimat viisi, kuidas lahendada või minimeerida soolvee ärajuhtimisest ja juhtimisest põhjustatud keskkonnaprobleeme. Näiteks näitas LIFE ZELDA projekt elektrodialüüsi metateesi (EDM) ja väärtuslike ühendite taaskasutusprotsesside kasutamisel põhinevate soolvee käitlemise strateegiate tehnilist ja majanduslikku teostatavust lõppeesmärgiga saavutada vedeliku nullheite protsess. Soolvee võib muundada ka kemikaalideks, mida saab taaskasutada magestamisprotsessis (Kumar jt, 2019). 

Kulude peamised tegurid on kasutatud tehnoloogia, energiakulud, jaama suurus ja konfiguratsioon, söödavee ja magestatud vee kvaliteet ning keskkonnanõuete täitmine. Enamik neist teguritest on oma olemuselt kohaspetsiifilised. Samuti on olulised vee edasitoimetamise ja jaotamise kulud ning ranniku lähedal ja madalal maal asuvatel tehastel on kulueelised (tänu madalamale energiavajadusele transpordiks ülespoole; 100-meetrine vertikaalne tõstuk on umbes sama kulukas kui 100-kilomeetrine horisontaalne transport). 

Üldiselt on termilise magestamise tehnoloogiad, eelkõige MSF-tehased, kapitalimahukamad kui terastrossid. Siiski on terastrosside hooldus- ja käitamiskulud iga toodanguühiku kohta kaks korda suuremad kui MSF-jaamadel ja kolm korda suuremad kui MED-jaamadel. Mõlema tehnoloogia, kuid eelkõige soojuselektrijaamade puhul on energia kaugelt suurim korduvkulu. Lähtevee kvaliteet (nt soolsus, temperatuur ja biosaastuvad elemendid) mõjutab kulusid, jõudlust ja vastupidavust, aga ka vee kvaliteeti, mida on võimalik magestamisprotsessi abil saavutada. 

2007. aasta teatises „Veepuuduse ja põua probleemi lahendamine Euroopa Liidus” ja hiljem Euroopa veevarude kaitsmise kavas (2012) tehakse ettepanek veemeetmete hierarhia kohta, võttes arvesse, et alternatiivset veevarustust magestamise kaudu tuleks kasutada viimase abinõuna, kui nõudluse ja tootmise tõhususe muu paranemine on ammendatud. Ressursitõhusust käsitleva teatise (KOM(2011) 21) eesmärk on luua raamistik poliitikale, millega toetatakse üleminekut ressursitõhusale ja vähese CO2-heitega majandusele. Magestamist nimetatakse võimalusena, mis pakub lahendust veevarustusprobleemidele, kuid see võib suurendada fossiilkütuste tarbimist ja kasvuhoonegaaside heidet, kui seda ei toetata taastuvenergiaga. ELi eesmärk on saavutada 2050. aastaks kliimaneutraalsus – kasvuhoonegaaside netonullheitega majandus. See eesmärk on Euroopa rohelise kokkuleppe keskmes ja kooskõlas Pariisi kokkuleppe alusel võetud ELi kohustusega võtta üleilmseid kliimameetmeid. See nõuab üleminekut taastuvenergial põhinevatele suurema energiatõhususega magestamistehastele. 

Magestamistehaste rakendusaeg on tavaliselt 3–6 aastat, mis hõlmab kõiki etappe alates kavandamisest kuni käitamiseni.  

Eluiga on varieeruv ja sõltub kasutatavast tehnoloogiast; näiteks m-südamikud tuleb välja vahetada iga 2-3 aasta järel.