Desalinizacija

U skladu sa zakonodavstvom EU-a, u nedostatku obvezne procjene utjecaja na okoliš ne postoji službeni postupak savjetovanja za izgradnju postrojenja za desalinizaciju. Na razini zemalja sudjelovanje dionika u projektima desalinizacije može se zahtijevati posebnim nacionalnim zakonodavstvom koje je na snazi ili se može aktivirati neformalnim postupcima, npr. radi zajedničkog utvrđivanja najbolje lokacije postrojenja.

Desalinizacija je i dalje energetski najintenzivnija metoda pročišćavanja vode, a kako bi se izbjegla maladaptacija, potrebno ju je kombinirati s upotrebom obnovljivih izvora energije i povećanjem učinkovitosti u korištenju energije. 

Zahtjevi za električnom energijom razlikuju se ovisno o tehnologiji desalinizacije, salinitetu izvora vode i željenoj razini čistoće desalinizirane vode na kraju obrade. Općenito, tehnologije desalinizacije membrana kao što je reverzna osmoza (RO) imaju niže energetske zahtjeve od toplinskih tehnologija kao što je višestupanjska bljeskalica (MSF). MSF sustavi zahtijevaju otprilike 83 – 84 kWh/m 3 energije, dok veliki RO sustavi zahtijevaju 3 – 5 kWh/m 3 za slanu vodu i 0,5 – 2,6 kWh/m 3 za bočatu vodu (Olsson, 2012. u Magagna et al., 2019.). Zbog toga su operativni troškovi visoki. Međunarodna agencija za energiju procijenila je da se na globalnoj razini očekuje da će se potrošnja energije desalinizacije osam puta povećati do 2040. zbog povećane potražnje za slatkom vodom (Međunarodna agencija za energiju, 2016.). 

Istraživanje je usmjereno na povećanje energetske učinkovitosti procesa desalinizacije i na povećanje korištenja čiste energije. Prakse koje kombiniraju desalinizaciju s obnovljivim izvorima energije uključuju: 

• Kombinacija desalinizacije i proizvodnje toplinske energije, pri čemu se otpadna toplina iz elektrane koristi kao izvor topline za postupak desalinizacije. 
• desalinizacija na solarni pogon; ta je opcija posebno prikladna za suše i sunčanije regije, kao što su Bliski istok, sjeverna Afrika i mediteranska Europa. U srpnju 1988. uspostavljen je prvi solarni sustav destilacije s višestrukim učinkom u solarnom istraživačkom centru Plataforma Solar de Almería smještenom u jugoistočnoj Španjolskoj (García-Rodríguez i Gómez-Camacho, 2001.). 
• desalinizacija na vjetar; na primjer na grčkom otoku Milosu, gdje od 2007. djeluje jedinica za desalinizaciju na bazi vjetra. Jedinica ima kapacitet od 3.000 m 3/ dan. 
• postrojenja za desalinizaciju koja se napajaju energijom iz mora; primjerice, planira se sustav desalinizacije na valove za Kabo Verde, uz zapadnu obalu Afrike. Tvornica Wave20 proizvodit će pitku vodu po trećini cijene konvencionalnih sustava. 
• postrojenja za desalinizaciju koja upotrebljavaju geotermalnu energiju; taj izvor energije može proizvoditi električnu energiju i toplinu, što ga čini prikladnim za toplinsku desalinizaciju i reverznu osmozu. Projekt na otoku Milošu (Grčka) dokazao je održivost geotermalne energije za desalinizaciju, proizvodeći 1,920 m 3dnevno slatke vode za lokalnu zajednicu uz vrlo niske troškove. 

Ispuštanje brina može negativno utjecati na lokalne morske ekosustave jer povećava razinu saliniteta u morskoj vodi. Brine proizveden postupkom desalinizacije sadržava kemikalije koje se upotrebljavaju tijekom faze predobrade. Budući da je salamura teža od normalne morske vode, nakuplja se na morskom dnu, prijetećim vrstama koje su osjetljive na razinu saliniteta. (EGP, 2012.). Istraživanjem se istražuje najbolji način rješavanja ili minimiziranja ekoloških problema uzrokovanih ispuštanjem slane vode i upravljanjem njome. Na primjer, projekt LIFE ZELDA pokazao je tehničku i ekonomsku izvedivost strategija upravljanja slanom vodom na temelju upotrebe metateze elektrodijalize (EDM) i vrijednih procesa oporabe spojeva s konačnim ciljem postizanja procesa nultog ispuštanja tekućine (ZLD). Brine se može pretvoriti i u kemikalije koje se mogu ponovno upotrijebiti u samom postupku desalinizacije (Kumar et al., 2019.). 

Glavni su pokretači troškova korištena tehnologija, troškovi energije, veličina i konfiguracija postrojenja, kvaliteta vode za napajanje i desalinizirane vode te zahtjevi u pogledu usklađenosti s propisima o okolišu. Većina tih čimbenika specifična je za određeno područje. Važni su i troškovi transporta i distribucije vode, a postoje i troškovne prednosti za postrojenja koja se nalaze u blizini obale i na niskim zemljištima (zbog nižih energetskih potreba za prijevoz prema gore; okomito dizalo od 100 metara jednako je skupo kao i vodoravni prijevoz od 100 kilometara). 

Općenito, tehnologije toplinske desalinizacije, posebno postrojenja za proizvodnju mišićno-koštanih proizvoda, kapitalno su intenzivnije od SWRO-a. Međutim, troškovi održavanja i rada SWRO postrojenja za svaku jedinicu proizvodnje dvostruko su veći od troškova MSF postrojenja i tri puta veći od troškova MED postrojenja. Za obje tehnologije, ali posebno za termoelektrane, energija je daleko najveća pojedinačna stavka periodičnih troškova. Kvaliteta izvorske vode (kao što su salinitet, temperatura i biofouling elementi) utječe na troškove, učinkovitost i trajnost, ali i na kvalitetu vode koja se može postići postupkom desalinizacije. 

Komunikacijom „Rješavanje problema nestašice vode i suša u Europskoj uniji” iz 2007. i kasnije Planom zaštite europskih vodnih resursa (2012.) predlaže se hijerarhija vodnih mjera, s obzirom na to da bi se alternativna opskrba vodom desalinizacijom trebala koristiti kao krajnja mjera nakon što se iscrpi drugo poboljšanje učinkovitosti potražnje i proizvodnje. Komunikacijom o učinkovitoj upotrebi resursa (COM(2011) 21) nastoji se stvoriti okvir za politike kojima se podupire prelazak na resursno učinkovito gospodarstvo s niskom razinom emisija ugljika. Desalinizacija se spominje kao opcija koja pruža rješenje problema opskrbe vodom, ali može povećati potrošnju fosilnih goriva i emisije stakleničkih plinova ako se ne napaja energijom iz obnovljivih izvora. Cilj je EU-a postići klimatsku neutralnost do 2050., a to je gospodarstvo s nultom neto stopom emisija stakleničkih plinova. Taj je cilj u središtu europskog zelenog plana i u skladu je s predanošću EU-a globalnom djelovanju u području klime u okviru Pariškog sporazuma. Za to će biti potreban prelazak na postrojenja za desalinizaciju koja se temelje na obnovljivim izvorima energije s većom energetskom učinkovitošću. 

Vrijeme provedbe postrojenja za desalinizaciju obično iznosi od 3 do 6 godina, uključujući sve faze od planiranja do rada. 

Životni vijek je promjenjiv i ovisi o korištenoj tehnologiji; za primjere m embranes treba zamijeniti svake 2-3 godine.