Dlaczego Wszechocean nie może być źródłem wody pitnej?

Próby pozyskiwania wody pitnej z Wszechoceanu podejmowane są od setek lat. Na pokładzie XVI-wiecznych statków znajdowały się małe destylarnie, których w sytuacji awaryjnej można było użyć do przegotowania wody morskiej, jednak przeprowadzenie tego procesu na dużą skalę wiąże się z równie dużymi wyzwaniami.

„Problemem jest energia”, mówi Frank Rogalla. „Odsalanie pochłania 10 razy więcej energii niż pozyskiwanie wody z jakiegokolwiek innego źródła”. Ślad węglowy procesu odsalania wody jest znaczny: przemysłowe odsalarnie, takie jak zakład w Ras al-Khair w Arabii Saudyjskiej, zwykle potrzebują własnej elektrowni.

Produkcja we wczesnych zakładach odsalania opierała się na gotowaniu słonej wody, jednak kryzys energetyczny w latach 70. XX wieku przyspieszył pojawienie się instalacji wykorzystujących odwróconą osmozę, w których słona woda przepływająca pod wysokim ciśnieniem przez membranę pozostawia na niej sól. Choć proces ten pochłania około połowę energii potrzebnej do zagotowania wody, wciąż wymaga około 4 kWh do wyprodukowania jednego metra sześciennego wody pitnej.

W związku z tym na obszarach dotkniętych suszą stosuje się raczej inne, bardziej praktyczne rozwiązania, takie jak ograniczanie zużycia i ponowne wykorzystanie wody. „W większości przypadków odsalanie wody jest zbyt drogie”, dodaje Rogalla. „Koszty infrastruktury i energii sprawiają, że jest ono rozwiązaniem ostatecznym”. Badacz mówi, że zakłady odsalania zbudowane w Hiszpanii zostały porzucone, gdy rolnicy odmówili płacenia wysokich cen za produkowaną w nich wodę.

Istnieją jednak sposoby na efektywniejsze odsalanie słonej wody. Po pierwsze, należy unikać wody oceanicznej. „Zamiast wody morskiej do odsalarni trafia zwykle woda słonawa”, wyjaśnia Rogalla. Może to być na przykład woda ze źródeł podziemnych, która jest zbyt słona, by można było jej użyć bez uzdatnienia, lub woda przyujściowa. Tego typu wody są mniej zasolone niż woda morska, więc w jej przypadku odsolenie wymaga mniejszych ilości energii.

W ramach finansowanego przez UE projektu MIDES Rogalla prowadził prace nad zwiększeniem wydajności procesu odsalania poprzez wykorzystanie bakterii. Mikroorganizmy te wspomagały przenoszenie cząsteczek soli przez membranę, zmniejszając energochłonność procesu wytwarzania wody pitnej. Rogalla mówi: „Ilość energii potrzebnej do przeprowadzenia odsalania jest wprost proporcjonalna do stężenia soli, więc jeśli rozpoczniemy ten proces, używając energii wytwarzanej przez bakterie, zmniejszymy zapotrzebowanie na energię elektryczną”.

Na każdy litr słodkiej wody wyprodukowanej przez zakłady odsalania przypada jeden litr wody odpadowej, w której stężenie soli jest dwukrotnie wyższe niż wcześniej. Rogalla widzi w tym szansę: „Woda ta zawiera przydatne związki, takie jak sole wapnia i magnezu, których pozyskanie jest zwykle kosztowne”. Jego zespół bada możliwości ekstrakcji różnych minerałów rozpuszczonych w odpadowej solance i wykorzystania ich w celach komercyjnych.

Czy w związku z kurczeniem się zasobów wody Rogalla uważa, że odsalanie to przyszłość? „To środek awaryjny, będący jedynie częścią szerszego rozwiązania”, zauważa badacz. „Najpierw należy zminimalizować zużycie wody, następnie zmaksymalizować jej ponowne wykorzystanie. Odsalanie to ostateczność. Bez podjęcia innych działań jest ono po prostu nieopłacalne”.

Więcej informacji na temat badań, które prowadzi Frank Rogalla, można znaleźć tutaj: Odsalanie dzięki bakteriom