Atsāļošana

Atsāļošana ir process, kurā sāls tiek atdalīts no jūras vai iesāļa ūdens, lai to varētu izmantot dažādiem mērķiem, tostarp dzeršanai. Tādējādi tā var veicināt pielāgošanos klimata pārmaiņām visos tajos apstākļos, kad ūdens trūkums ir nopietns un nākotnē var saasināties, arī klimata pārmaiņu dēļ. Tomēr atsāļošana ir energoietilpīgs process; lai izvairītos no maladaptācijas, ir svarīgi, lai atsāļošana tiktu veikta, izmantojot atjaunojamo enerģiju. Turklāt atsāļošana rada blakusproduktu, sāls šķīdumu (koncentrētu sāls šķīdumu), kas ir pienācīgi jālikvidē, lai izvairītos no nelabvēlīgas ietekmes uz jūras vidi. Tāpēc atsāļošana būtu jāpiemēro tikai tad, ja citas vidiski ilgtspējīgākas iespējas (piemēram, ūdens ierobežojumi un ūdens normēšana, ūdens atkalizmantošana) nav pieejamas vai nav īstenojamas. 

Atsāļošanas metodes ietver: 

• Elektriskās piedziņas tehnoloģijas; reversā osmoze ir visbiežāk izmantotā metode. Tas sastāv no filtrējoša ūdens ar osmozes membrānām, kas atdala sāli no ūdens (SWRO). Barības ūdens tiek spiests caur velmētu membrānu zem augsta spiediena. Citas elektriskās piedziņas tehnoloģijas ietver mehānisko tvaiku kompresiju (MVC) un elektrisko dialīzi (EDR). 
• Termiskās piedziņas tehnoloģijas; termiskās atsāļošanas procesā izmanto enerģiju, lai iztvaikotu ūdeni un pēc tam to atkal kondensētu. Termiskās piedziņas tehnoloģijas ietver: daudzpakāpju ātrās destilācijas (MSF), daudzefektu destilācijas (MED), termisko tvaiku kompresijas (TVC) un membrānu destilācijas (MD).  

Pašlaik pasaulē ir aptuveni 16 000 atsāļošanas iekārtu, kuru kopējā globālā darbības jauda ir aptuveni 95,37 miljoni m3/dienā un sālsūdens ražošana ir 141,5 miljoni m3/dienā. Pašlaik atsāļošanu lielā mērā izmanto Tuvajos Austrumos un Ziemeļāfrikā (70 % no globālās jaudas), ASV, arvien vairāk Āzijā un tikai ierobežotā mērā Eiropā (aptuveni 10 % no globālās jaudas). Tomēr vairākas ES dienvidu valstis izmanto atsāļošanu, lai palīdzētu apmierināt saldūdens vajadzības (Jones et al., 2019). 

Eiropas Savienībā nelielu saldūdens daļu iegūst, atsāļojot jūras ūdeni. ES iekārtas var nodrošināt līdz 2,89 miljardiem m3 atsāļotā ūdens gadā (aktīvā jauda). 71 % no saražotā ūdens tiek izmantots publiskajai ūdensapgādei (2 miljardi m3, 4,2 % no kopējā publiskajā apgādē izmantotā ūdens). 17 % no ES saražotā atsāļotā ūdens tiek izmantoti rūpnieciskiem mērķiem, 4 % — elektrostacijās un 8 % — apūdeņošanai. ES atsāļošanas iekārtas galvenokārt atrodas Vidusjūras reģiona valstīs, kur tās būs visvairāk vajadzīgas nākotnē: aptuveni 1200 iekārtu nodrošina jaudu 2,37 miljardu m3 apmērā (82 % no kopējās ES atsāļošanas jaudas) (Magagna et al, 2019). 

Saskaņā ar ES tiesību aktiem, tā kā nav obligāta IVN, nav oficiāla apspriešanās procesa par atsāļošanas iekārtas izveidi. Valstu līmenī ieinteresēto personu iesaisti atsāļošanas projektos var prasīt spēkā esošie īpašie valsts tiesību akti vai tā var tikt aktivizēta, izmantojot neformālus procesus, piemēram, lai kopīgi noteiktu labāko rūpnīcas atrašanās vietu.

Atsāļošana joprojām ir energoietilpīgākā ūdens attīrīšanas metode, un, lai izvairītos no nepareizas pielāgošanas, tā ir jāapvieno ar atjaunojamo enerģijas avotu izmantošanu un energoefektivitātes palielināšanu. 

Elektroenerģijas prasības atšķiras atkarībā no atsāļošanas tehnoloģijas, ūdens avota sāļuma un atsāļotā ūdens vēlamā tīrības līmeņa attīrīšanas beigās. Kopumā membrānu atsāļošanas tehnoloģijām, piemēram, reversajai osmozei (RO), ir zemākas enerģijas prasības nekā termiskajām tehnoloģijām, piemēram, daudzpakāpju zibspuldzei (MSF). MSF sistēmām ir vajadzīgas aptuveni 83–84 kWh/m3 enerģijas, savukārt liela mēroga RO sistēmām ir vajadzīgas 3–5 kWh/m3 sālsūdenim un 0,5–2,6 kWh/m3 iesāļūdenim (Olsson, 2012 in Magagna et al, 2019). Tā rezultātā darbības izmaksas ir augstas. Starptautiskā Enerģētikas aģentūra ir aplēsusi, ka līdz 2040. gadam atsāļošanas enerģijas patēriņš pasaules līmenī palielināsies astoņkārtīgi, jo palielināsies pieprasījums pēc saldūdens (Starptautiskā Enerģētikas aģentūra, 2016). 

Pētījumos galvenā uzmanība tiek pievērsta atsāļošanas procesa energoefektivitātes palielināšanai un tīras enerģijas izmantošanas palielināšanai. Prakse, kas apvieno atsāļošanu ar atjaunojamo enerģiju, ietver: 

• Atsāļošanas un termiskās enerģijas ražošanas apvienojums, kur atlikumsiltumu no spēkstacijas izmanto kā siltuma avotu atsāļošanas procesā. 
• Saules enerģijas izraisīta atsāļošana; šī iespēja ir īpaši piemērota sausākiem un saulainākiem reģioniem, piemēram, Tuvajiem Austrumiem, Ziemeļāfrikai un Vidusjūras Eiropai. 1988. gada jūlijā Plataforma Solar de Almería, saules pētniecības centrā, kas atrodas Spānijas dienvidaustrumos (García-Rodríguez un Gómez-Camacho, 2001), tika ieviesta pirmā saules daudzefektu destilācijas sistēma. 
• Atsāļošana ar vēja enerģiju, piemēram, Milos salā Grieķijā, kur kopš 2007. gada darbojas atsāļošanas iekārta ar vēja enerģiju. Vienības jauda ir 3000 m 3/ dienā. 
• Atsāļošanas iekārtas, kas darbojas ar jūras enerģiju; piemēram, Kaboverdei, kas atrodas pie Āfrikas rietumu krasta, ir plānota ar viļņiem darbināma atsāļošanas sistēma. Attīstītājs apgalvo, ka tā sauktā Wave20 rūpnīca ražos dzeramo ūdeni par trešdaļu no parasto sistēmu cenas. 
• Atsāļošanas iekārtas, kas izmanto ģeotermālo enerģiju; šis enerģijas avots var ražot elektroenerģiju un siltumu, padarot to piemērotu gan termiskai atsāļošanai, gan reversajai osmozei. Projekts Milosas salā (Grieķijā) pierādīja ģeotermālās enerģijas dzīvotspēju atsāļošanai, ražojot 1920 m 3dienā saldūdens vietējai sabiedrībai par ļoti zemām izmaksām. 

Sālsūdens novadīšana var negatīvi ietekmēt vietējās jūras ekosistēmas, jo tā palielina sāļuma līmeni jūras ūdenī. Sālsūdens, ko iegūst atsāļošanas procesā, satur ķimikālijas, ko izmanto priekšapstrādes posmā. Tā kā sālsūdens ir smagāks par parasto jūras ūdeni, tas uzkrājas jūras gultnē, apdraudot sugas, kas ir jutīgas pret sāļuma līmeni. (EVA, 2012. gads). Pētījumos tiek pētīts labākais veids, kā atrisināt vai mazināt vides problēmas, ko izraisa sālsūdens novadīšana un apsaimniekošana. Piemēram, LIFE ZELDA projekts pierādīja, ka ir tehniski un ekonomiski īstenojamas sālsūdens pārvaldības stratēģijas, kuru pamatā ir elektrodialīzes metatēze (EDM) un vērtīgi savienojumu atgūšanas procesi ar galīgo mērķi panākt nulles šķidruma izlādes (ZLD) procesu. Sālījumu var arī pārveidot par ķimikālijām, ko var atkārtoti izmantot pašā atsāļošanas procesā (Kumar et al., 2019). 

Galvenie izmaksu faktori ir izmantotā tehnoloģija, enerģijas izmaksas, ražotnes lielums un konfigurācija, barības ūdens un atsāļota ūdens kvalitāte un vidiskās atbilstības prasības. Lielākā daļa šo faktoru ir raksturīgi konkrētai vietai. Svarīgas ir arī ūdens transportēšanas un sadales izmaksas, un ir izmaksu priekšrocības iekārtām, kas atrodas netālu no krasta un uz zemi (sakarā ar mazākām enerģijas vajadzībām transportam uz augšu; 100 metru vertikāls pacēlājs ir aptuveni tikpat dārgs kā 100 kilometru horizontāls transports). 

Kopumā termiskās atsāļošanas tehnoloģijas, jo īpaši MSF ražotnes, ir kapitālietilpīgākas nekā SWRO. Tomēr SWRO spēkstaciju uzturēšanas un ekspluatācijas izmaksas katrai izlaides vienībai ir divreiz lielākas nekā MSF spēkstacijām un trīs reizes lielākas nekā MED spēkstacijām. Abām tehnoloģijām, bet jo īpaši termoelektrostacijām, enerģija ir tālu un tālu no lielākā atsevišķā kārtējo izmaksu posteņa. Avota ūdens kvalitāte (piemēram, sāļums, temperatūra un bioapaugšanas elementi) ietekmē izmaksas, veiktspēju un ilgizturību, kā arī ūdens kvalitāti, ko var panākt atsāļošanas procesā. 

Paziņojumā "Meklējot risinājumu sausuma un ūdens trūkuma problēmai Eiropas Savienībā" 2007. gadā un vēlāk Eiropas ūdens resursu aizsardzības konceptuālajā plānā (2012. gads) ir ierosināta ūdens resursu pasākumu hierarhija, ņemot vērā, ka alternatīva ūdensapgāde, izmantojot atsāļošanu, būtu jāizmanto kā galējais līdzeklis, tiklīdz ir izsmelti citi pieprasījuma un ražošanas efektivitātes uzlabojumi. Paziņojuma par resursu efektīvu izmantošanu (COM(2011) 21) mērķis ir izveidot politikas satvaru, lai atbalstītu pāreju uz resursu ziņā efektīvu ekonomiku ar zemu oglekļa dioksīda emisiju līmeni. Atsāļošana ir minēta kā risinājums ūdensapgādes problēmām, bet tā var palielināt fosilā kurināmā patēriņu un siltumnīcefekta gāzu emisijas, ja to nedarbina ar atjaunīgo enerģiju. ES mērķis ir līdz 2050. gadam kļūt klimatneitrālai — ekonomikai ar siltumnīcefekta gāzu neto nulles emisijām. Šis mērķis ir Eiropas zaļā kursa pamatā un atbilst ES apņēmībai īstenot globālu klimatrīcību saskaņā ar Parīzes nolīgumu. Lai to panāktu, būs jāpāriet uz atsāļošanas iekārtām, kuru pamatā ir atjaunojamie energoresursi un kurām ir augstāka energoefektivitāte. 

Atsāļošanas iekārtu ieviešanas laiks parasti ir no 3 līdz 6 gadiem, ieskaitot visus posmus no plānošanas līdz ekspluatācijai. 

Dzīves ilgums ir mainīgs un atkarīgs no izmantotās tehnoloģijas; piemēram, m embranes ir jānomaina ik pēc 2-3 gadiem.