Τεχνολογίες αφαλάτωσης και προοπτικές εφαρμογής στον ελληνικό χώρο

Π. Καραχάλιου, Τεχνολογίες αφαλάτωσης και προοπτικές εφαρμογής στον ελληνικό χώρο , Μεταπτυχιακή εργασία, 109 pages, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, 2010.

[doc_id=958]

[Ελληνικά]

Με τον όρο «αφαλάτωση» χαρακτηρίζουμε οποιαδήποτε διεργασία αφαίρεσης των αλάτων από μια αλατούχα ουσία και συνήθως από αλατούχα ύδατα. Επομένως, η αφαλάτωση είναι μια μέθοδος ανάκτησης πόσιμου νερού από θαλασσινό νερό, υφάλμυρα ποτάμια και λίμνες. Στις μέρες μας, 13600 μονάδες αφαλάτωσης λειτουργούν παγκοσμίως. Το 11% αυτών των μονάδων εγκαταστάθηκαν τα τελευταία χρόνια (πριν το 2000). Το 38% αυτών βρίσκονται στον Περσικό Κόλπο και το 17% στις ΗΠΑ. Οι πιο διαδεδομένες μέθοδοι είναι η πολυβάθμια εκτόνωση (multiple stage flashing, MSF) και η αντίστροφη ώσμωση (reverse osmosis, RO), καθεμιά απ’ τις οποίες παράγει το 43% του παγκόσμιου προϊόντος. Η μέθοδος της αντίστροφης ώσμωσης παρέχει αξιοπιστία σε όλο το εύρος μεγεθών παραγωγής (από λίγα λίτρα έως εκατοντάδες κυβικά μέτρα ανά ημέρα), λόγω και της συμπαγούς και εύκολης σχετικά με τις άλλες μεθόδους κατασκευής της. Με βάση το κόστος κατασκευής επιλεγμένων μονάδων σε διαφορές χώρες την τελευταία 15/ετία το κόστος αφαλάτωσης με αντίστροφη ώσμωση διαμορφώνεται διαχρονικά από 1,50 € το 2001 μέχρι 0,20 € το 2005. Τα τελευταία χρόνια η αφαλάτωση του θαλασσινού νερού αναπτύσσεται με πολύ γρήγορους ρυθμούς, που φαίνεται ότι στο μέλλον θα αποτελέσει μια από τις κύριες πηγές υδροδότησης. Σήμερα εκτιμάται ότι σε όλο τον κόσμο λειτουργούν πολυάριθμες μονάδες αφαλάτωσης, που παράγουν πάνω από 50 εκατ.m3/ημ. πόσιμου νερού. Η αφαλάτωση στην Ελλάδα, αν και θα μπορούσε να αποτελέσει μια βιώσιμη λύση για το πρόβλημα της λειψυδρίας στα νησιά του Αιγαίου και κυρίως στα πολύ ξηρά νησιά των Κυκλάδων, όπου το κόστος του μεταφερόμενου νερού είναι πολύ υψηλό, δεν χρησιμοποιείται ευρέως. Με δεδομένη την σημαντική ηλιοφάνεια και την έντονη παρουσία των ανέμων στα ελληνικά νησιά, Έλληνες και ξένοι επιστήμονες οδηγήθηκαν στη σχεδίαση και την δημιουργία της πρώτης στον κόσμο πλωτής μονάδας αφαλάτωσης, η οποία χρησιμοποιεί για τη λειτουργία της μονάχα ανανεώσιμες πηγές ενέργειας: τον άνεμο για την κυρίως λειτουργία του «πλωτού εργοστασίου» και επικουρικά τον ήλιο για την ηλεκτροδότηση των συστημάτων ελέγχου και τηλεχειρισμού της. Η πρώτη αυτή μονάδα που ονομάστηκε με το όνομα Υδριάδα, παρμένο από την ελληνική μυθολογία, κόστισε 2,8 εκατ. €, όμως, το κόστος για τις επόμενες αντίστοιχες υπολογίζεται ότι δεν πρόκειται να ξεπεράσει τα 700.000€. Τόσο η σχεδίαση όσο και τα αποτελέσματα από τη λειτουργία της πλατφόρμας αφαλάτωσης έχουν κερδίσει τις εντυπώσεις σε εθνικό αλλά και σε διεθνές επίπεδο. Οι κύριες μονάδες αφαλάτωσης στην Κύπρο είναι η μονάδα αφαλάτωσης Δεκέλειας και η μονάδα αφαλάτωσης Λάρνακας. Αναμφίβολα η συνεισφορά της αφαλάτωσης στην αντιμετώπιση του υδατικού προβλήματος της Κύπρου είναι μεγάλη, αλλά παρόλα αυτά οι μονάδες αφαλάτωσης φαίνεται να είναι μια πολυδάπανη, ενεργοβόρα και περιβαλλοντικά επιβαρύνουσα λύση για το υδατικό πρόβλημα, σε αντίθεση με την πολιτική της βέλτιστης διαχείρισης των υφιστάμενων πόρων. Οι μεγάλες εγκαταστάσεις αφαλάτωσης συνήθως χρησιμοποιούν συμβατικές μορφές ενέργειας, οι οποίες παρουσιάζουν σημαντικές αυξομειώσεις κόστους οι οποίες επηρεάζουν σαφώς και το κόστος του παραγόμενου νερού. Είναι αναγκαίο το αφαλατωμένο νερό να καταναλώνεται κοντά στην περιοχή παραγωγής του, καθόσον η μεταφορά του σε μεγάλες αποστάσεις από τον τόπο που παράγεται αυξάνει το κόστος απαγορευτικά. Συνεπώς η ενέργεια που απαιτείται για την λειτουργία της εγκατάστασης θα πρέπει να διατίθεται στην ευρύτερη περιοχή της μονάδας αφαλάτωσης. Οι μονάδες αφαλάτωσης παρουσιάζουν δύο κατηγορίες περιβαλλοντικών επιπτώσεων: επιπτώσεις από την χρήση της ενέργειας και επιπτώσεις από την απόρριψη της άλμης. Οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ) έχουν σχετικά χαμηλό κόστος, καθόσον προέρχονται από δωρεάν πρώτη ύλη αλλά δεν προσφέρονται πάντα για την χρήση τους στις μονάδες αφαλάτωσης. Φυσικά δεν ρυπαίνουν το περιβάλλον και είναι προσιτές, όμως δεν έχουν βρει ευρύτερη εφαρμογή ακόμα και σε μικρές μονάδες αφαλάτωσης Η λύση της αφαλάτωσης είναι μια καλή τεχνοοικονομικά επιλογή, εκεί όπου υπάρχει ανάγκη για νερό και άρα για επιβίωση. Σχετικές μελέτες για συγκεκριμένα νησιωτικά μέρη έχουν δείξει ότι πρόκειται για μια βιώσιμη και κερδοφόρα επένδυση για οποιονδήποτε επιχειρήσει την υλοποίησή της, δημοτική ή κοινοτική επιχείρηση, ακόμα και το Δημόσιο. Πρέπει εδώ να σημειωθεί ότι το κόστος των μονάδων αφαλάτωσης εξαρτάται από την δυναμικότητα της μονάδας αλλά και τον συνδυασμό τους με ΑΠΕ. Επίσης, τα συστήματα ανάκτησης ενέργειας στην αφαλάτωση και αποθήκευσης ενέργειας στα αιολικά, ανεβάζει σημαντικά το κόστος του έργου και άρα την τιμή του νερού, οπότε αναιρεί τα οφέλη του. Ίσως το πρόβλημα για την γενικευμένη χρήση μεθόδων αφαλάτωσης δεν είναι τόσο οικονομικό, εφόσον το κόστος του παραγόμενου νερού δεν είναι κατ’ ανάγκην απαγορευτικό, αλλά οι επιπτώσεις που υπάρχουν από τις μονάδες αφαλάτωσης. Παρά το γεγονός ότι η μέθοδος της αφαλάτωσης θα μπορούσε να αποτελέσει λύση στο πρόβλημα της έλλειψης νερού, δεν είναι άμοιρη επιπτώσεων. Το συμπύκνωμα της πυκνής άλμης επιστρέφει στη θάλασσα με αποτέλεσμα να αυξάνεται η αλατότητα του νερού σε αρκετή απόσταση από το σημείο εξόδου και να επηρεάζεται το θαλάσσιο οικοσύστημα. Επομένως απαιτείται πολύ προσεκτική μελέτη, ανάλογα με την περιοχή, που αφορά στη θέση του σημείου απόρριψης της άλμης. Επιπλέον, το αντλούμενο νερό προχλωριώνεται για την προστασία των μεμβρανών, το κόστος των οποίων είναι ιδιαίτερα μεγάλο. Κατά συνέπεια τα αποπλύματα των μεμβρανών καταλήγουν στη θάλασσα μαζί με το συμπύκνωμα της άλμης, επιβαρύνοντας περισσότερο το θαλάσσιο οικοσύστημα. Οι χώρες χρησιμοποιούν την αφαλάτωση για να λύσουν τα επείγοντα προβλήματα που προκύπτουν από την έλλειψη του νερού, ζυγίζοντας αυτά με τις όποιες επιπτώσεις επιφέρει η αφαλάτωση. Η αφαλάτωση είναι μια μέθοδος που μπορεί να προσφέρει ικανοποιητική ποιότητα και ποσότητα πόσιμου νερού, ανεξάρτητα από το κλίμα της περιοχής και επιβάλλεται να επιδιωχθεί σαν λύση. Όμως είναι αδύνατον να καλύψει όλες τις ανάγκες ύδρευσης, πρέπει να λειτουργεί συμπληρωματικά σε μια ευρύτερη πολιτική ολοκληρωμένης διαχείρισης υδατικών πόρων και επ’ ουδενί πρέπει να αντικαταστήσει τις προσπάθειες για συλλογή του βρόχινου νερού, τον περιορισμό των διαρροών από το δίκτυο ύδρευσης, και την επιλογή κατάλληλων καλλιεργειών στην αγροτική παραγωγή που δεν είναι υδροβόρες, έτσι ώστε να γίνεται η μέγιστη εξοικονόμηση νερού

PDF Πλήρες κείμενο (4177 KB)