Pasaulinė vandens paklausa dėl gyventojų skaičiaus augimo didėja – o taip pat dėl klimato kaitos ir pramoninio naudojimo (pvz., duomenų centruose ir gamybos srityje). Tuo tarpu gėlo vandens atsargos mažėja dėl sausros, miškų kirtimo ir pernelyg intensyvaus žemių drėkinimo.
Sausumos gėlinimo įrenginiai šiuo metu pagamina apie 1 procentą pasaulio gėlo vandens atsargų – ir daugiau nei 300 milijonų žmonių kasdieniniams vandens poreikiams tenkinti naudoja šį šaltinį. Didžiausi įrenginiai yra Artimuosiuose Rytuose, kur pigi energija padaro šią technologiją labiau įgyvendinamą, o vandens trūkumas – labiau būtiną.
Šiandien pagrindinė vandens gėlinimo technologija yra atvirkštinė osmozė. Šiuo metodu jūros vanduo pumpuojamas per membraną su mikroskopinėmis skylutėmis, pro kurias prasiskverbia tik vandens molekulės, o druska ir kitos priemaišos yra išfiltruojamos. Kad vanduo prasiskverbtų pro filtrus, jį reikia slėgti – o tai reikalauja didelių energijos kiekių.
Susiję straipsniai
„Flocean“ metodas – įmerkti vandens filtravimo kapsules giliai į vandenyną, giliai po vandeniu atskirti jūros vandenį nuo druskos, tada pumpuoti gėlą vandenį atgal į krantą. Įmerkiant atvirkštinės osmosozės kapsules giliai po vandeniu, ši technologija pasinaudoja hidrostatiniu slėgiu – visų vandens sluoksnių svorio spaudimu iš viršaus – kad jūros vanduo būtų stumiamas per filtravimo membranas.
Tai lemia mažesnį energijos suvartojimą, kuris, bendrovės teigimu, yra maždaug 40–50 proc. mažesnis nei tradicinėse gėlinimo įmonėse. Be to, jūros vanduo yra švaresnis, kai pasiekiama Saulės spindulių nepasiekiama zona (kuri tęsiasi nuo 200 metrų gylio) – o tai reiškia, kad vanduo nereikalauja tokio didelio išankstinio valymo, kol pasiekia membranas.
„Iš esmės, procesų ir inžinerijos požiūriu ten apačioje viskas yra gana nuobodu, – sako „Flocean“ įkūrėjas ir generalinis direktorius Alexanderis Fuglesangas. – Druskingumas, temperatūra ir slėgis yra vienodi. Ten tamsu. Nėra daug bakterijų, kurios galėtų sukelti biologinį užteršimą.“ Tas pats hidrostatinis slėgis, kuris stumia vandenį per membranas, taip pat padeda išsklaidyti druskos tirpalą, kuris, pasak „Flocean“, yra be cheminių medžiagų, galinčių pakenkti jūrų gyvūnijai.
Per pastaruosius metus „Flocean“ gėlino vandenį 524 metrų gylyje savo bandymų vietoje Norvegijos didžiausioje jūrinėje tiekimo bazėje, Mongstado pramoniniame parke. Jos komercinė įranga, vadinama „Flocean One“, statoma toje pačioje vietoje – ir kai bus paleista 2026 m. metais, iš pradžių gamins 1000 kubinių metrų gėlo vandens per dieną. Vėliau veiklą bus galima plėsti, pridedant daugiau gėlinimo modulių.
„Mūsų filosofija yra išlaikyti povandeninius įrenginius tokius pačius ir didinti jų skaičių, o ne statyti vis didesnes mašinas“, – sako A. Fuglesangas. Tačiau didinant skaičių reikės daryti kompromisus inžinerijos srityje, sistemos lygiu. Kadangi daugiau modulių dalysis tuo pačiu maitinimo šaltiniu ir valdymo įranga, „Flocean“ inžinieriai turi organizuoti energijos paskirstymą ir mechanizmą, kuris nukreipia išgrynintą vandenį iš kelių membranų į vieną išėjimo liniją – taip, kad masto didinimas būtų kuo paprastesnis.
„Šis sprendimas galėtų tapti perspektyvus tinkamose vietovėse, užtikrinant prieinamą vandenį, jei sąnaudos sumažėtų, tačiau tai dar reikia įrodyti dideliu mastu, – sako Nidalas Hilalas iš Niujorko universiteto Abu Dabyje. – Platus municipalinis diegimas greičiausiai priklausys nuo techninių ir ekonominių iššūkių įveikimo per kelerius metus.“
Pasak N. Hilalo, sąnaudų sumažinimas bus labai svarbus tolesniam technologijos plėtojimui – nes ji vis dar yra daug brangesnė nei gėlo vandens gavimas tradiciniais būdais, pavyzdžiui, iš ežerų ar vandeningųjų sluoksnių.
Membranų valymas ir priežiūra bus viena didžiausių „Flocean“ sąnaudų. Tačiau tikimasi, kad tai palengvins membranų technologijos pažanga. N. Hilalo tyrimų grupė dirba su elektrai laidžiomis membranomis, kurios naudoja elektrą druskos jonams ir nešvarumams atstumti, išlaikydamos save švariomis ir didindamos našumą. Tyrėjai taip pat tiria būdus, kaip perdirbti vienkartinius plastikų gaminius į membranų medžiagas, didindami tvarumą ir dar labiau mažindami išlaidas. „Tvirtesnės membranos ir didelio efektyvumo siurbliai gali dar labiau sumažinti eksploatacijos išlaidas, o atsinaujinančios energijos integravimas sumažina elektros energijos išlaidas“, – sako N. Hilalas.
„Flocean One“ turėtų pradėti gaminti gėlą vandenį 2026 m. antrąjį ketvirtį. Jei technologija veiks kaip planuota, tai galėtų padėti „Flocean“ gauti paramą didesnių gamyklų statybai kitur. „Didžiausias iššūkis mums yra viską suderinti, – sako A. Fuglesangas. – Mums reikia klientų, mums reikia vyriausybės leidimų ir mums reikia stiprių finansinių partnerių.“
Parengta pagal „New Scientist“.