ด้วยน้ำอย่างรวดเร็วกลายเป็นสินค้าร้อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิภาคที่มีแนวโน้มแล้งที่มีประชากรกำลังขยายตัวทางออกที่ชัดเจนคือการนำเกลือออกจากน้ำทะเล เทคโนโลยีการกลั่นน้ำทะเลมีมานานหลายพันปีหลังจากทั้งหมด แม้แต่อริสโตเติลก็ยังทำงานกับปัญหา
การยั่วเย้าในขณะที่น้ำที่ผ่านการกลั่นน้ำอาจฟังดูค่าใช้จ่ายพลังงานทำให้มันค่อนข้างไม่อร่อย
“ จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้น้ำทะเลน้ำทะเลเป็นแหล่งน้ำที่มีราคาแพงมาก” Gary Crisp วิศวกรของ Water Corporation ของรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลียกล่าว
การดื่มน้ำทะเลตรงเป็นความคิดที่ไม่ดีเพราะร่างกายของคุณจะต้องขับไล่เกลือด้วยการปัสสาวะมากขึ้นน้ำมากกว่าที่มันจะได้รับจริง น้ำทะเลมีเกลือประมาณ 130 กรัมต่อแกลลอน การแยกเกลือสามารถลดระดับเกลือให้ต่ำกว่า 2 กรัมต่อแกลลอนซึ่งเป็นขีด จำกัด สำหรับการบริโภคของมนุษย์ที่ปลอดภัย
ปัจจุบันน้ำระหว่าง 10 ถึง 13 พันล้านแกลลอนถูกแยกออกจากกันทั่วโลกต่อวัน นั่นเป็นเพียงประมาณ 0.2 เปอร์เซ็นต์ของการใช้น้ำทั่วโลก แต่จำนวนเพิ่มขึ้น
“ มีการเติบโตอย่างมีนัยสำคัญในความสามารถในการกลั่นน้ำทะเลทั่วโลกและคาดว่าจะดำเนินต่อไปในบางครั้ง” สตีเฟ่นเกรย์แห่งมหาวิทยาลัยวิคตอเรียกล่าว
เกรย์ได้รับเลือกให้เป็นผู้นำโครงการวิจัยใหม่ในออสเตรเลีย - ที่ซึ่งหลายภูมิภาคขาดแหล่งน้ำจืด - เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของพืชกลั่นน้ำทะเล
ความพยายามของอริสโตเติล
ย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 4 BC อริสโตเติลจินตนาการว่าใช้ตัวกรองต่อเนื่องเพื่อเอาเกลือออกจากน้ำทะเล
แต่การฝึกฝนการกลั่นน้ำทะเลครั้งแรกเกี่ยวข้องกับการเก็บไอน้ำน้ำจืดจากน้ำเค็มต้ม ประมาณ 200 โฆษณากะลาสีเริ่มกลั่นน้ำทะเลด้วยหม้อไอน้ำเรียบง่ายบนเรือของพวกเขา
พลังงานที่จำเป็นสำหรับกระบวนการกลั่นนี้ในวันนี้ทำให้มีราคาแพงมากในขนาดใหญ่ ตลาดปัจจุบันจำนวนมากสำหรับสิ่งที่เรียกว่า "การแยกเกลือทางความร้อน" จึงอยู่ในประเทศที่อุดมด้วยน้ำมันและน้ำที่ยากจนในตะวันออกกลาง
ตั้งแต่ปี 1950 นักวิจัยได้พัฒนาเยื่อหุ้มเซลล์ที่สามารถกรองเกลือออกมาคล้ายกับสิ่งที่อริสโตเติลจินตนาการไว้ ในปัจจุบันเทคนิคเมมเบรนนี้บางครั้งเรียกว่า "Reverse Osmosis" ต้องใช้พลังงานหนึ่งในสี่และค่าใช้จ่ายครึ่งหนึ่งของราคาน้ำเค็มกลั่น
“ ในช่วงสิบปีที่ผ่านมาการกลับตัวของน้ำทะเลกลับมาเป็นทางเลือกที่เป็นไปได้ในการกลั่นน้ำจากความร้อน” Crisp กล่าว
พลังงานเป็นกุญแจสำคัญ
แต่ถึงแม้จะมีเยื่อหุ้มเซลล์จำเป็นต้องใช้พลังงานจำนวนมากเพื่อสร้างแรงดันสูงที่บังคับให้น้ำผ่านตัวกรอง วิธีการในปัจจุบันต้องใช้พลังงานประมาณ 14 กิโลวัตต์ชั่วโมงเพื่อผลิตน้ำทะเล 1,000 แกลลอน
ชาวอเมริกันทั่วไปใช้น้ำ 80 ถึง 100 แกลลอนต่อวันตามการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกา ทั้งประเทศบริโภคน้ำผิวดินประมาณ 323 พันล้านแกลลอนต่อวันและน้ำใต้ดินอีก 84.5 พันล้านแกลลอน
หากครึ่งหนึ่งของน้ำนี้มาจากการแยกเกลือออกมาสหรัฐอเมริกาจะต้องใช้โรงไฟฟ้าไฟฟ้ามากกว่า 100 แห่งแต่ละแห่งมีความจุกิกะวัตต์
ขึ้นอยู่กับราคาพลังงานในท้องถิ่นน้ำทะเล desalinated 1,000 แกลลอนอาจมีราคาประมาณ $ 3 หรือ $ 4 แม้ว่ามันอาจจะดูไม่มาก แต่ก็ยังราคาถูกกว่าในหลาย ๆ ที่ที่จะสูบน้ำออกจากพื้นดินหรือนำเข้าจากที่อื่น
แต่ความแตกต่างของราคาจะแคบลงอย่างไม่ต้องสงสัยโดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิภาคที่สามารถสัมผัสได้มากขึ้นภัยแล้งที่รุนแรงเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
การใช้น้ำเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าของการเติบโตของประชากรทำให้ชุมชนมากขึ้นเรื่อย ๆ ที่จะประสบปัญหาการขาดแคลนน้ำ ความต้องการเสบียงน้ำจืดจะทำให้ราคาสูงขึ้น
การระดมสมองบนเยื่อหุ้มเซลล์
จำนวนพืชกลั่นน้ำทะเลทั่วโลกเพิ่มขึ้นมากกว่า 15,000 และความพยายามยังคงทำให้พวกเขามีราคาไม่แพงมากขึ้น
เมื่อเดือนที่แล้วสำนักงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่ใหญ่ที่สุดของออสเตรเลียได้เข้าร่วมกับมหาวิทยาลัยสำคัญเก้าแห่งในโครงการวิจัยเมมเบรนเพื่อลดต้นทุนพลังงานกลั่นน้ำทะเลรวมถึงค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาที่เกี่ยวข้องกับ Gunk ที่ติดอยู่กับเยื่อหุ้มเซลล์
“ การลดพลังงานที่จำเป็นสำหรับการกลั่นน้ำทะเลและความชอบของเยื่อหุ้มเซลล์เป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดสองประการที่ต้องเผชิญกับการกลั่นน้ำทะเล” เกรย์กล่าว
ทีมนักวิจัยที่หลากหลายจะพยายามแก้ไขปัญหาเหล่านี้โดยการพัฒนาวัสดุประเภทใหม่ เป้าหมายคือการลดพลังงานครึ่งหนึ่งที่จำเป็นสำหรับการกลั่นน้ำทะเล
“ เราหวังว่าจะมีบางสิ่งบางอย่างภายใน 10 ปีข้างหน้า” เกรย์กล่าว
- ไทม์ไลน์: อนาคตที่น่ากลัวของโลก
- มนุษย์กับธรรมชาติและความหมายใหม่ของความแห้งแล้ง
- การผลิตน้ำมันสามารถสูงสุดในปีหน้า
