Suolanpoisto

EU:n lainsäädännön mukaan pakollisen ympäristövaikutusten arvioinnin puuttuessa suolanpoistolaitoksen rakentamisesta ei ole muodollista kuulemismenettelyä. Maiden tasolla voimassa oleva kansallinen lainsäädäntö voi edellyttää sidosryhmien osallistumista suolanpoistohankkeisiin tai ne voidaan aktivoida epävirallisilla prosesseilla esimerkiksi laitoksen parhaan sijainnin määrittämiseksi yhdessä.

Suolanpoisto on edelleen energiaintensiivisin vedenkäsittelymenetelmä, ja huonon sopeutumisen välttämiseksi se on yhdistettävä uusiutuvien energialähteiden käyttöön ja energiankäytön tehokkuuden lisäämiseen. 

Sähköntarve vaihtelee suolanpoistotekniikan, vesilähteen suolapitoisuuden ja käsittelyn lopussa halutun suolattoman veden puhtaustason mukaan. Yleensä kalvon suolanpoistotekniikoilla, kuten käänteisosmoosilla (RO), on pienemmät energiavaatimukset kuin lämpötekniikoilla, kuten monivaiheisella salamalla (MSF). MSF-järjestelmät vaativat noin 83–84 kWh/m3 energiaa, kun taas laajamittaiset RO-järjestelmät vaativat 3–5 kWh/m3 suolaisen veden osalta ja 0,5–2,6 kWh/m3 murtoveden osalta (Olsson, 2012 teoksessa Magagna et al, 2019). Tämän seurauksena käyttökustannukset ovat korkeat. Kansainvälinen energiajärjestö on arvioinut, että suolanpoiston energiankulutuksen odotetaan kasvavan maailmanlaajuisesti kahdeksankertaiseksi vuoteen 2040 mennessä makean veden kysynnän kasvun vuoksi (Kansainvälinen energiajärjestö, 2016). 

Tutkimuksessa keskitytään suolanpoistoprosessin energiatehokkuuden lisäämiseen ja puhtaan energian käytön lisäämiseen. Käytäntöjä, joissa suolanpoisto yhdistetään uusiutuviin energialähteisiin, ovat muun muassa seuraavat: 

• Suolanpoiston ja lämpövoimatuotannon yhdistelmä, jossa voimalaitoksen hukkalämpöä käytetään lämmönlähteenä suolanpoistoprosessissa. 
• Aurinkoenergiaan perustuva suolanpoisto; Tämä vaihtoehto soveltuu erityisesti kuivemmille ja aurinkoisemmille alueille, kuten Lähi-itään, Pohjois-Afrikkaan ja Välimeren Eurooppaan. Heinäkuussa 1988 otettiin käyttöön ensimmäinen monivaikutteinen tislausjärjestelmä Kaakkois-Espanjassa sijaitsevassa Plataforma Solar de Almería -aurinkotutkimuskeskuksessa (García-Rodríguez ja Gómez-Camacho, 2001). 
• tuulivoimalla toimiva suolanpoisto; esimerkiksi Kreikan Milos-saarella, jossa tuulivoimalla toimiva suolanpoistoyksikkö on toiminut vuodesta 2007. Yksikön kapasiteetti on 3000 m 3/ vrk. 
• suolanpoistolaitokset, jotka käyttävät merienergiaa; Suunnitteilla on esimerkiksi aaltokäyttöinen suolanpoistojärjestelmä Kap Verdeen Afrikan länsirannikolle. Kehittäjä väittää, että niin kutsuttu Wave20-laitos tuottaa juomavettä kolmanneksella perinteisten järjestelmien hinnasta. 
• maalämpöenergiaa käyttävät suolanpoistolaitokset; Tämä energialähde voi tuottaa sähköä ja lämpöä, joten se soveltuu sekä termiseen suolanpoistoon että käänteisosmoosiin. Milosin saarella (Kreikassa) toteutetussa hankkeessa osoitettiin geotermisen energian elinkelpoisuus suolanpoistossa, sillä se tuotti paikallisyhteisölle 1 920 m3 makeaa vettä päivässä hyvin alhaisin kustannuksin. 

Suolavesipäästöt voivat vaikuttaa kielteisesti paikallisiin meriekosysteemeihin, koska ne lisäävät meriveden suolapitoisuutta. Suolanpoistoprosessissa syntyvä suolaliuos sisältää esikäsittelyvaiheessa käytettäviä kemikaaleja. Koska suolavesi on tavallista merivettä raskaampaa, se kerääntyy merenpohjaan ja uhkaa suolapitoisuudelle herkkiä lajeja. (ETA, 2012). Tutkimuksessa selvitetään, mikä on paras tapa ratkaista tai minimoida suolaveden päästöistä ja käsittelystä aiheutuvat ympäristöongelmat. Esimerkiksi LIFE ZELDA-hankkeessa osoitettiin elektrodialyysimetateesiin (EDM) ja arvokkaisiin yhdisteiden talteenottoprosesseihin perustuvien suolaveden hallintastrategioiden tekninen ja taloudellinen toteutettavuus. Lopullisena tavoitteena oli nollanestepurkausprosessi (ZLD). Suolaliuos voidaan myös muuntaa kemikaaleiksi, joita voidaan käyttää uudelleen suolanpoistoprosessissa (Kumar et al., 2019). 

Kustannusten tärkeimmät aiheuttajat ovat käytetty teknologia, energiakustannukset, laitoksen koko ja kokoonpano, rehuveden ja suolattoman veden laatu sekä ympäristövaatimusten noudattaminen. Suurin osa näistä tekijöistä on paikkasidonnaisia. Veden siirto- ja jakelukustannukset ovat myös tärkeitä, ja rannikon lähellä ja matalalla maalla sijaitseville laitoksille on kustannusetuja (koska energiantarve on alhaisempi liikenteessä ylöspäin; 100 metrin pystysuora nosto on suunnilleen yhtä kallis kuin 100 kilometrin vaakasuora kuljetus). 

Kaiken kaikkiaan termiset suolanpoistotekniikat, erityisesti MSF-laitokset, ovat pääomavaltaisempia kuin SWRO. SWRO-voimaloiden ylläpito- ja käyttökustannukset ovat kuitenkin kunkin tuotantoyksikön osalta kaksi kertaa suuremmat kuin monialaisten puitteiden voimaloiden ja kolme kertaa suuremmat kuin MED-voimaloiden. Molemmissa tekniikoissa, mutta erityisesti lämpövoimaloissa, energia on selvästi suurin yksittäinen toistuva kustannuserä. Lähdeveden laatu (kuten suolapitoisuus, lämpötila ja biofouling-elementit) vaikuttaa kustannuksiin, suorituskykyyn ja kestävyyteen mutta myös veden laatuun, joka voidaan saavuttaa suolanpoistoprosessilla. 

Vuonna 2007 annetussa tiedonannossa ”Veden niukkuuden ja kuivuuden haasteeseen vastaaminen Euroopan unionissa” ja myöhemmin Euroopan vesivarojen turvaamista koskevassa suunnitelmassa (2012) ehdotetaan vesitoimenpiteiden hierarkiaa ottaen huomioon, että suolanpoistoon perustuvaa vaihtoehtoista vesihuoltoa olisi käytettävä viimeisenä keinona sen jälkeen, kun kysynnän ja tuotannon tehokkuuden muut parannukset on käytetty loppuun. Resurssitehokkuutta koskevan tiedonannon (KOM(2011) 21) tavoitteena on luoda puitteet politiikoille, joilla tuetaan siirtymistä resurssitehokkaaseen ja vähähiiliseen talouteen. Suolanpoisto mainitaan vaihtoehtona, joka tarjoaa ratkaisun vesihuolto-ongelmiin, mutta se voi lisätä fossiilisten polttoaineiden kulutusta ja kasvihuonekaasupäästöjä, jos siinä ei käytetä uusiutuvaa energiaa. EU:n tavoitteena on olla ilmastoneutraali vuoteen 2050 mennessä – talous, jossa kasvihuonekaasujen nettopäästöt ovat nolla. Tämä tavoite on keskeinen osa Euroopan vihreän kehityksen ohjelmaa ja Pariisin sopimuksen mukaista EU:n sitoumusta maailmanlaajuisiin ilmastotoimiin. Tämä edellyttää siirtymistä uusiutuvaan energiaan perustuviin suolanpoistolaitoksiin, joiden energiatehokkuus on parempi. 

Suolanpoistolaitosten toteutusaika on tyypillisesti 3–6 vuotta, ja se kattaa kaikki vaiheet suunnittelusta operatiiviseen toimintaan.  

Elinikä vaihtelee ja riippuu käytetystä tekniikasta. Esimerkkeinä voidaan mainita, että embraanit on vaihdettava 2-3 vuoden välein.