Odsalanie

Odsalanie jest procesem usuwania soli z wody morskiej lub słonawej, aby była przydatna do różnych celów „nadających się do użycia”, w tym do picia. Może on zatem przyczynić się do przystosowania się do zmiany klimatu we wszystkich tych okolicznościach, w których w przyszłości problemy związane z niedoborem wody mogą ulec nasileniu. Odsalanie wytwarza produkt uboczny, solankę (zagęszczony roztwór soli), który należy usunąć. Techniki odsalania obejmują:

• Technologie napędzane elektrycznie: Odwrócona osmoza jest najczęściej stosowaną techniką: polega na filtrowaniu wody za pomocą błon osmozy, które oddzielają sól od wody. Woda zasilająca jest wymuszona, chociaż zwijana membrana o wysokim ciśnieniu. Inne techniki obejmują mechaniczną kompresję oparzeń (MVC) i dializę elektryczną (EDR).
• Technologie napędzane termicznie: wielostopniowa destylacja błyskowa (MSF), destylacja wieloefektowa (MED), kompresja par termicznych (TVC) i destylacja membranowa (MD).

Według raportu ONZ na temat rozwoju wody z 2014 r. „obecnie na całym świecie istnieje ponad 16 000 zakładów odsalania wody, o łącznej globalnej zdolności operacyjnej wynoszącej około 70 mln m³/dobę, a zdolność operacyjna może się podwoić do 2020 r.”. Obecnie odsalanie jest w dużej mierze stosowane na Bliskim Wschodzie i w Afryce Północnej (70 % światowych mocy produkcyjnych), w Stanach Zjednoczonych, w coraz większym stopniu w Azji, ale w ograniczonym stopniu w Europie (10 % globalnej zdolności produkcyjnej). Kilka południowych państw UE stosuje jednak odsalanie w celu zaspokojenia potrzeb słodkowodnych. Hiszpania jest największym użytkownikiem odsalania z obecnie 700 zakładami odsalania i wydajnością 1,6 mln m³ dziennie, dostarczając wodę 8 milionom ludzi dziennie. Inne kraje śródziemnomorskie UE mają znacznie mniejsze zdolności produkcyjne: około 240 000 m³/dzień we Włoszech, 100 000 m³/dzień na Cyprze i 30 000 m³/dzień w Grecji (EOG, 2012 r.). Oczekuje się, że odsalanie podwoi się w ciągu najbliższych 50 lat w Hiszpanii. Wielka Brytania otworzyła w 2010 roku swój pierwszy zakład odsalania wody we wschodnim Londynie, Thames Water Desalination Plant.

Kategorie IPCC

Strukturalne i fizyczne: opcje technologiczne

Udział zainteresowanych stron

W przypadku braku obowiązkowej OOŚ nie ma formalnego procesu konsultacji w sprawie budowy zakładu odsalania. Poziom uczestnictwa zależy od lokalnego prawodawstwa.

Czynniki sukcesu i czynniki ograniczające

Odsalanie jest bardzo energochłonne: Odsalanie jest przykładem konfliktu między środkami łagodzącymi i adaptacyjnymi, ponieważ jest to nadal najbardziej energochłonna metoda uzdatniania wody i ponieważ większość krajów zasila swoje zakłady odsalania paliwami kopalnymi. Zużycie energii do odsalania przez odwróconą osmozę wynosi około 4 kWh na metr sześcienny; destylacja wymaga około 10 kWh na metr sześcienny. W rezultacie koszty operacyjne są wysokie. Badania koncentrują się na zwiększeniu efektywności energetycznej procesu odsalania i zwiększeniu wykorzystania czystej energii do zasilania elektrowni, poprzez rozwój synergii między wytwarzaniem energii elektrycznej a usługami wodnymi. Celem Międzynarodowego Stowarzyszenia Odsalania jest osiągnięcie 20 % redukcji energii do 2015 roku (UN WWDR 2014). Technologie mające na celu zmniejszenie zużycia energii przez odsalanie:

• Poprawa efektywności energetycznej wstępnej obróbki w odwróconej osmozie
• Rozwiń technikę osmozy do przodu nad odwróconą osmozą
• Opracowanie elektrodializy do odsalania

Odnawialne źródła energii i odsalanie:

• Połączenie odsalania i wytwarzania energii cieplnej, gdzie ciepło odpadowe z elektrowni jest wykorzystywane jako źródło ciepła do odsalania.
• Odsalanie napędzane energią słoneczną:  Ta opcja jest szczególnie apartament dla suchych regionów, takich jak Bliski Wschód. Projekt SolarPACES IA, wspierany przez Międzynarodową Agencję Energetyczną, ma na celu połączenie elektrowni słonecznych i zakładów odsalania, wykorzystując ciepło odpadowe wytwarzane przez elektrownię słoneczną do oczyszczania wody. W Europie projekty demonstracyjne prowadzone były w Hiszpanii (Almeria). Wadą techniki jest to, że sezonowe zmienności wpływają na wydajność zakładu, podczas gdy popyt na słodką wodę może pozostać stały przez cały rok (UN WWDR 2014).

Odsalanie napędzane wiatrem: W Sydney w Australii zakłady odsalania wykorzystują energię wytwarzaną przez Capital Wind Farm w pobliżu Queanbeyan (UN WWDR 2014).

Zrzut solanki może mieć negatywny wpływ na lokalne ekosystemy morskie, ponieważ zwiększa poziom zasolenia w wodzie morskiej. Solanka i inne odpady wytwarzane w procesie odsalania zawierają chemikalia stosowane w fazie wstępnej obróbki. Ponieważ solanka jest cięższa od wody, gromadzi się na dnie morskim, zagrażając gatunkom wrażliwym na poziom zasolenia (EEA, 2012). Trwający projekt finansowany przez Life+ testuje nowe technologie odsalania minimalizujące ilość wytworzonej solanki. W Barcelonie solanka produkowana przez zakład odsalania Llobregat jest rozcieńczana w czystej oczyszczonej wodzie pobliskiej oczyszczalni ścieków w Baix Llobregat, zanim zostanie odprowadzona z powrotem do morza. Technika ta zmniejsza negatywny wpływ wyładowań solankowych.

Koszty i korzyści

Koszty inwestycji i eksploatacji są nadal bardzo wysokie, co sprawia, że odsalanie nie nadaje się do dużych sektorów zużywających wodę, takich jak rolnictwo (nawadnianie) lub do konsumpcji w odległości od zakładu ze względu na koszty transportu (UN WWDR 2014). Podobnie, jeśli technika wydaje się opcją w regionie o średnim lub wysokim dochodzie, nie jest ona dostępna dla najbiedniejszych regionów (UN WWDR 2014). Zużycie energii może stanowić połowę kosztów odsalania, co sprawia, że oszczędność energii jest bardzo ważnym elementem redukcji kosztów odsalania. Odsalanie jest bardzo wrażliwe na ceny energii elektrycznej. W Hiszpanii znaczny wzrost cen energii od 2004 r. w połączeniu z niskimi cenami wody sprawił, że odsalanie było zbyt kosztowne i doprowadziło do ograniczenia wykorzystania tej technologii. Wiele zakładów odsalania na południu Hiszpanii działa poniżej mocy produkcyjnych. Ogólnie rzecz biorąc, koszty znacznie spadły ze względu na poprawę technologii, ale zależą od wielkości zakładu, jakości wody surowej, kosztów energii i warunków finansowania.

Aspekty Prawne

W komunikacie „Rozwiązywanie problemu niedoboru wody i susz w Unii Europejskiej” z 2007 r., a następnie w planie ochrony zasobów wodnych Europy (2012 r.) zaproponowano hierarchię działań w zakresie wody, biorąc pod uwagę, że alternatywne zaopatrzenie w wodę poprzez odsalanie powinno być wykorzystywane jako ostateczność po wyczerpaniu innej poprawy efektywności popytu i produkcji. Komunikat w sprawie efektywnego gospodarowania zasobami (COM(2011) 21) ma na celu stworzenie ram polityki wspierających przejście na zasobooszczędną i niskoemisyjną gospodarkę. Odsalanie jest wymienione jako opcja, która zapewnia rozwiązanie problemów związanych z zaopatrzeniem w wodę, ale może zwiększyć zużycie paliw kopalnych i emisję gazów cieplarnianych.

W prawie UE nie istnieją jasne ramy prawne dotyczące odsalania. Ocena oddziaływania na środowisko nie jest wymagana w przypadku instalacji odsalania na mocy dyrektywy OOŚ. Nie uwzględniono również wpływu procesu odsalania, w szczególności absolutorium (sprawozdanie PRODES).

Niektóre zakłady odsalania zostały już sfinansowane w ramach Funduszu Rozwoju Regionalnego UE (np. Alicante II-ES), a UE wspiera budowę zakładów odsalania w państwach trzecich (np. w Strefie Gazy).

Czas wdrożenia

5-10 lat.

Okres użytkowania

Zmienna.

Strony internetowe:

Bibliografia: