نخستین تأسیسات آبشیرینکن زیرآبی جهان در سال ۲۰۲۶ آغاز به کار خواهد کرد
شرکت نروژی فلوشن (Flocean) قصد دارد در سال ۲۰۲۶ نخستین تأسیسات نمکزدایی زیرآبی در مقیاس تجاری جهان را راهاندازی کند. رویکرد فلوشن میتواند هزینه و انرژی لازم برای تبدیل آب دریا به آب آشامیدنی را بهطور چشمگیری کاهش دهد.
تبدیل آب دریا به آب قابل شرب امروز یکی از پرهزینهترین و انرژیبرترین راهها برای تأمین آب است؛ آنقدر که در بسیاری از نقاط جهان اصلاً صرفه اقتصادی ندارد. با این حال، فلوشن در حال آزمایش روشی تازه برای تغییر این وضعیت است. این شرکت قصد دارد در سال ۲۰۲۶ نخستین تأسیسات نمکزدایی زیرآبی جهان را در مقیاس تجاری راهاندازی کند و میگوید سامانهاش میتواند هم هزینهها و هم مصرف انرژی این فرایند را پایین بیاورد.
آب در عمق بیش از ۲۰۰ متر تمیزتر است و نیاز به پیشتصفیه کمتری دارد، بنابراین غشاهای اسمز معکوس عملکرد بهتری دارند
نیاز جهانی به آب در حال افزایش است؛ رشدی که هم جمعیت رو به افزایش آن را پیش میبرد، هم تغییرات اقلیمی، و هم مصرفهای صنعتی جدید مثل مراکز داده، کارخانهها و صنایع سنگین. در مقابل، منابع آب شیرین هر روز محدودتر میشوند؛ خشکسالیهای طولانیتر، جنگلزدایی و آبیاری بیش از حد باعث شدهاند بسیاری از رودخانهها، دریاچهها و آبخوانها تحت فشار قرار بگیرند.
در حال حاضر، نمکزدایی مستقر در خشکی فقط حدود یک درصد از آب شیرین جهان را تأمین میکند، اما همین مقدار اندک هم برای بیش از ۳۰۰ میلیون نفر منبع اصلی آب روزانه است. بزرگترین تأسیسات نمکزدایی جهان در خاورمیانه قرار دارند؛ جایی که از یک سو انرژی نسبتاً ارزانتر در دسترس است و از سوی دیگر کمبود آب آنقدر جدی است که استفاده از این فناوری را اجتنابناپذیر میکند.
- شیرینسازی زیرآبی؛ راهکار بحران آب شاید در عمق دریاها نهفته باشد23 مرداد 04مطالعه '4
- بحران آب شیرین گریبانگیر دنیا؛ قارههای زمین با سرعت بیسابقه خشک میشوند08 مرداد 04مطالعه '2
فناوری اصلی نمکزدایی امروز اسمز معکوس است. در این روش، آب دریا با فشار بسیار زیاد از میان غشاهایی عبور داده میشود که سوراخهایشان در حد مولکولی است. این سوراخها اجازه عبور مولکولهای آب را میدهند، اما نمک، فلزات و دیگر ناخالصیها پشت غشا میمانند. مشکل اینجاست که برای عبور دادن آب از این غشاها باید فشار بالایی ایجاد کرد و همین فشار به انرژی زیادی نیاز دارد.
ایده فلوشن ساده اما متفاوت است: چرا بهجای ایجاد فشار مصنوعی با پمپها، از فشار طبیعی آب در عمق دریا استفاده نکنیم؟ در این روش، واحدهایی شبیه «کپسول» یا «پاد» که درونشان غشاهای اسمز معکوس قرار دارد، به عمق زیاد دریا فرستاده میشوند. در آن عمق، وزن لایههای بالایی آب، فشاری طبیعی ایجاد میکند که به آن «فشار هیدرواستاتیکی» میگویند. همین فشار میتواند آب شور را از میان غشاها عبور دهد. پس از جداسازی نمک، آب شیرین از طریق لوله به سطح و سپس به خشکی پمپ میشود.
فناوری شرکت فلوشن با استفاده از فشار طبیعی آب در عمق دریا، مصرف انرژی را تا ۴۰–۵۰ درصد کاهش میدهد
به گفته فلوشن، چون در این روش پمپاژ بسیار کمتری لازم است، مصرف انرژی هم بهشدت کاهش پیدا میکند؛ حدود ۴۰ تا ۵۰ درصد کمتر از نیروگاههای نمکزدایی معمولی. یک مزیت دیگر هم این است که در عمقهای پایینتر از ناحیه نفوذ نور خورشید که تا حدود ۲۰۰ متر زیر سطح دریا امتداد دارد، آب دریا تمیزتر است. در این عمقها جلبکها، میکروارگانیسمها و آلودگیهای زیستی کمترند، بنابراین آب پیش از رسیدن به غشاها به تصفیه مقدماتی کمتری نیاز دارد.
الکساندر فوگلِسانگ، بنیانگذار و مدیرعامل فلوسین، میگوید از نظر فرایند و مهندسی، محیط زیر دریا چندان پیچیده نیست: شوری، دما و فشار تقریباً ثابتاند، نور وجود ندارد و باکتریهایی که باعث «گرفتگی زیستی» غشاها میشوند بسیار کماند. همان فشار طبیعی که آب را از غشا عبور میدهد، به پخش شدن محلول بسیار شورِ باقیمانده، هم کمک میکند. فلوشن تأکید میکند این پساب شور بدون مواد شیمیایی مضر است و خطری برای حیات دریایی ندارد.
فلوشن سال گذشته این فناوری را در شرایط واقعی آزمایش کرد. به گزارش نیوساینتیست، این آزمایشها در عمق ۵۲۴ متری در محل آزمایشی شرکت، در بزرگترین پایگاه پشتیبانی فراساحلی نروژ در پارک صنعتی مونگستاد انجام شدهاند. کارخانه تجاری این شرکت با نام «Flocean One» نیز در همان محل در حال ساخت است و قرار است هنگام آغاز به کار، روزانه ۱۰۰۰ مترمکعب آب شیرین تولید کند. این ظرفیت در ادامه میتواند بهصورت «ماژولار» افزایش یابد؛ یعنی با اضافه کردن پادهای نمکزدایی بیشتر، بدون آنکه لازم باشد کل سیستم از نو طراحی شود.
فوگلِسانگ میگوید فلسفه طراحی آنها این است که واحدهای زیرآبی تغییر نکنند و افزایش ظرفیت با تکثیر آنها انجام شود، نه با ساخت دستگاههای هرچه بزرگتر. با این حال، افزایش مقیاس در سطح کل سیستم چالشهای خودش را دارد. وقتی چندین ماژول از منبع برق و سامانههای کنترلی مشترک استفاده میکنند، مهندسان باید توزیع برق و همچنین «منیفولد آب تصفیهشده» را بهدقت طراحی کنند. منیفولد در واقع بخشی است که آب خروجیِ تصفیهشده از غشاهای مختلف را جمع میکند و به یک خط انتقال واحد میفرستد؛ و اگر درست طراحی نشود، توسعه سیستم را دشوار میکند.
نضال هلال از دانشگاه نیویورک ابوظبی میگوید این راهحل در مکانهای مناسب میتواند عملی و در صورت کاهش هزینهها، منبعی مقرونبهصرفه برای آب باشد، اما هنوز در مقیاس بسیار بزرگ بهطور کامل ثابت نشده است. به گفته او، استفاده گسترده شهری از چنین فناوریای احتمالاً به حل چالشهای فنی و اقتصادی طی چند سال آینده بستگی دارد.
از نگاه هلال، کاهش هزینهها کلید اصلی توسعه این فناوری است، چون هنوز هم نمکزدایی، حتی با روشهای نو نسبت به راههای سنتی تأمین آب شیرین، مثل برداشت از رودخانهها، دریاچهها یا آبخوانها، گرانتر تمام میشود. یکی از بزرگترین هزینههای فلوسین به شستوشو و نگهداری غشاها مربوط است. پیشرفتهای فناوری میتواند این بخش را ارزانتر کند. گروه پژوهشی هلال روی غشاهای رسانای الکتریکی کار میکند که با اعمال جریان برق، یونهای نمک و مواد آلاینده را دفع میکنند و تا حدی خودشان را تمیز نگه میدارند، در نتیجه بازده افزایش مییابد. آنها همچنین به دنبال راههایی هستند تا پلاستیکهای یکبارمصرف را بازیافت و به مواد غشایی تبدیل کنند؛ کاری که هم پایداری محیطزیستی را بالا میبرد و هم هزینهها را کاهش میدهد. به گفته هلال، غشاهای بادوامتر، پمپهای پربازدهتر و استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر میتوانند هزینههای عملیاتی را باز هم پایین بیاورند.
برنامه این است که «Flocean One» در سهماهه دوم سال ۲۰۲۶ تولید آب شیرین را آغاز کند. اگر این فناوری همانطور که پیشبینی شده عمل کند، میتواند راه را برای ساخت تأسیسات بزرگتر در نقاط دیگر جهان هموار کند. با این حال، فوگلِسانگ میگوید مهمترین چالش آنها این است که همه چیز همزمان فراهم باشد: مشتری داشته باشند، مجوزهای دولتی را بگیرند و سرمایهگذاران قدرتمند را جذب کنند؛ چون بدون این سه عامل، حتی بهترین و نوآورانهترین فناوریها هم وارد استفاده گسترده نمیشوند.