Η κυματική ενέργεια μπορεί να απλοποιήσει την αφαλάτωση

Αυτό το άρθρο παρουσιάστηκε αρχικά στο


Περιοδικό Hakai

,

μια διαδικτυακή δημοσίευση για την επιστήμη και την κοινωνία στα παράκτια οικοσυστήματα. Διαβάστε περισσότερες ιστορίες όπως αυτή στο

hakaimagazine.com

.

Τον Μάιο του 2022, αξιωματούχοι της Καλιφόρνια απέρριψαν ομόφωνα ένα σχέδιο για την κατασκευή μονάδας αφαλάτωσης 1,4 δισεκατομμυρίων δολαρίων στην παραλία Χάντινγκτον. Το εργοστάσιο, ανέφεραν οι αξιωματούχοι, θα παράγει δαπανηρό νερό και πιθανώς θα βλάψει το θαλάσσιο περιβάλλον. Η απόφαση δεν ήταν μια κατηγορηματική απόρριψη της αφαλάτωσης, αλλά τόνισε ορισμένα από τα προβλήματα που έχουν κάνει την αφαλάτωση μια μη πρακτική λύση στα προβλήματα νερού της Καλιφόρνια.

Ο Dragan Tutic, ιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της Oneka Technologies, λέει ότι οι μεγάλες μονάδες αφαλάτωσης που τροφοδοτούνται από ορυκτά καύσιμα δεν είναι ο μόνος τρόπος για να βγει γλυκό νερό από τον ωκεανό. Η εταιρεία του ετοιμάζεται να φέρει αυτό που λέει ότι είναι βιώσιμη, πρακτική αφαλάτωση στη μικρή πόλη Fort Bragg στη Βόρεια Ακτή της Καλιφόρνια.

Το Fort Bragg ήταν μια πόλη ξυλείας έως ότου έκλεισε ο μύλος της Γεωργίας-Ειρηνικού το 2002. Σήμερα, είναι ένα δημοφιλές τουριστικό σημείο με παραλίες που δεν είναι κατοικίδια τυλιγμένες σε βραχώδεις βράχους, ζωηρές πισίνες παλίρροιας και μια παραλία διάσημη για το θαλάσσιο γυαλί.

Όπως σε μεγάλο μέρος της Καλιφόρνια, το νερό είναι ένα πολύτιμο αγαθό στο Fort Bragg. Η πόλη έχει μόνο τρεις πηγές επιφανειακών υδάτων: τον ποταμό Noyo και δύο μικρούς παραπόταμους. Σε ξηρά χρόνια, και τα τρία μπορεί να επιβραδύνουν και το Noyo μπορεί να γίνει υφάλμυρο, θέτοντας την πόλη σε κίνδυνο από ελλείψεις.

«Είμαστε κάπως κολλημένοι», λέει ο John Smith, διευθυντής δημοσίων έργων του Fort Bragg. «Γι’ αυτό κοιτάμε προς τον ωκεανό».

Η αφαλάτωση είναι μια ιδέα που επανεμφανίζεται συνεχώς στο Golden State, όπου τα υπερβολικά υπόγεια ύδατα και οι συρρικνούμενες δεξαμενές αποτελούν κρίσιμα προβλήματα. Σε επιφανειακό επίπεδο, φαίνεται απλό: αφαιρέστε το αλάτι από το άφθονο αλμυρό νερό που βρίσκεται ακριβώς έξω από τη θάλασσα. Αλλά οι τυπικές εγκαταστάσεις αφαλάτωσης είναι μεγάλες, ακριβές στη λειτουργία και μη φιλικές προς το περιβάλλον, ειδικά όταν η διαδικασία έντασης πόρων τροφοδοτείται από ορυκτά καύσιμα. Η μονάδα αφαλάτωσης Carlsbad στη Νότια Καλιφόρνια, για παράδειγμα, βρίσκεται σε 2,4 εκτάρια γης και χρησιμοποιεί 246.156 μεγαβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως—που ισοδυναμεί με τη χρήση περίπου 23.000 σπιτιών.

Η πειραματική συσκευή αφαλάτωσης νερού της Oneka δεν είναι σαν τις άλλες μονάδες αφαλάτωσης της Καλιφόρνια: είναι μια σημαδούρα πλάτους 6,5 μέτρων. Το μικρό αποτύπωμα είναι ένα μπόνους, αλλά το κύριο πλεονέκτημα της συσκευής είναι ότι τροφοδοτείται από τον ωκεανό. Καθώς η σημαδούρα κινείται εμπρός και πίσω με τα κύματα, τραβάει νερό μέσω ενός φίλτρου και στη συνέχεια μέσω μιας μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης, η οποία αφαιρεί τα άλατα και άλλα μικροσκοπικά σωματίδια. «Εκπληκτικά απλό», λέει ο Smith.

Ο Andrea Achilli, χημικός και περιβαλλοντικός μηχανικός στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα που δεν είναι συνδεδεμένος με την Oneka, καλεί συσκευές σαν αυτό τα συστήματα άμεσης αφαλάτωσης. Η άμεση αφαλάτωση μπορεί επίσης να επιτευχθεί με ηλιακή ενέργεια, η οποία μπορεί να μετατραπεί σε θερμότητα και να χρησιμοποιηθεί για θερμική αφαλάτωση. Με απλά λόγια, η θερμική αφαλάτωση βράζει το αλμυρό νερό, συλλέγοντας τους ατμούς και αφήνοντας πίσω το αλάτι. Ομοίως, η σημαδούρα Oneka δεν παίρνει ενέργεια από εξωτερική πηγή. έχει όλα όσα χρειάζεται επί του σκάφους. «Είναι μια πολύ καλή χρήση της ενέργειας των κυμάτων», λέει ο Achilli.

Οι πιο καθιερωμένες τεχνικές αφαλάτωσης έχουν και άλλα περιβαλλοντικά προβλήματα που η σημαδούρα καταφέρνει επίσης να αποφύγει. Η τυπική αφαλάτωση παράγει άλμη — τον έντονα αλμυρό πολτό που αφαιρείται για να κάνει το αλμυρό νερό φρέσκο. Αυτή η άλμη πρέπει να διαχειρίζεται και να απορρίπτεται. Αλλά η άλμη που διαχέεται από τη σημαδούρα του Oneka είναι χαμηλής συγκέντρωσης, λέει ο Tutic, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να εκκενωθεί ξανά στον ωκεανό, όπου θα έχει ελάχιστες έως καθόλου περιβαλλοντικές επιπτώσεις.

Η Oneka έχει ήδη αναπτύξει αυτήν την τεχνολογία στα ανοικτά των ακτών της Φλόριντα και της Χιλής και έχει τροποποιήσει τον σχεδιασμό καθώς προέκυψαν πιθανά προβλήματα. Ο Tutic λέει ότι μια σημαντική πρόκληση ήταν να γίνει η σημαδούρα αρκετά στιβαρή ώστε να αντέχει στις καταιγίδες. «Η πρώτη μας έκδοση που αναπτύξαμε το 2015 και [2016], το δοκιμάσαμε? σπάσαμε το μεγαλύτερο μέρος του στον ωκεανό», λέει. «Αλλά έτσι μάθαμε». Ο Tutic λέει ότι η τελευταία γενιά μπορεί να αντέξει κύματα έξι μέτρων και μπορεί εύκολα να αποσυνδεθεί και να μετακινηθεί εν αναμονή πιο ακραίων συνθηκών.

Προς το παρόν, η εγκατάσταση του Fort Bragg θα έχει μία συσκευή που θα παράγει περίπου 50.000 λίτρα γλυκού νερού την ημέρα. Αυτό δεν είναι αρκετό – αρκετό για περίπου 43 μέσα νοικοκυριά – αλλά η Tutic λέει ότι σκοπός της πιλοτικής συσκευής είναι να συλλέξει δεδομένα ποιότητας νερού και απόδοσης συστήματος που θα βοηθήσουν την εταιρεία να κάνει βελτιώσεις και προσαρμογές. Τελικά, λέει, η εταιρεία θα ήθελε να εγκαταστήσει μια σειρά συσκευών. «Είναι αρθρωτό», λέει ο Tutic. “Μπορείτε να προσαρμόσετε έναν αριθμό μονάδων για να παράγετε ουσιαστικά όσο νερό χρειάζεστε.”

Ο Αχιλλής φαίνεται λιγότερο αισιόδοξος. «Το ενεργειακό δυναμικό από την ενέργεια των κυμάτων… είναι πραγματικά μεγάλο επειδή ο ωκεανός είναι μεγάλος», λέει. Αλλά οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι αραιωμένες μορφές ενέργειας, λέει, επομένως χρειάζεστε πολλά υλικά και πόρους για να αξιοποιήσετε όλη αυτή τη δυνατότητα. Χρειάζεσαι δηλαδή πολλές σημαδούρες.

Καθώς το Fort Bragg προσπαθεί να αντιμετωπίσει τα δεινά του για το νερό, ο Smith λέει ότι η αφαλάτωση είναι μόνο μέρος της στρατηγικής της πόλης. Διαθέτει επίσης μια κινητή μονάδα αφαλάτωσης για την επεξεργασία υφάλμυρου νερού στον ποταμό Noyo και σχεδιάζει να κατασκευάσει δεξαμενές.

Οι σημαδούρες Oneka δεν είναι μια ολοκληρωμένη λύση, λέει ο Smith. Αλλά το πιλοτικό έργο αφορά κάτι περισσότερο από το νερό του Fort Bragg. Είναι επίσης μια απόδειξη της ιδέας – ένας τρόπος για να δείξουμε ότι η τεχνολογία και η μηχανική μπορούν να βοηθήσουν να ξεπεραστούν τα επίμονα προβλήματα νερού της πολιτείας. «Νομίζω ότι αυτό είναι μια καλή αρχή», λέει.

Αυτό το άρθρο εμφανίστηκε για πρώτη φορά στο

Περιοδικό Hakai

και αναδημοσιεύεται εδώ με άδεια.