Desalination: Gennemgang af metoder til at afsalte havvand

En artikel fornyelig i Nature, om udviklingen i filtre til afsaltning af havvand, fik omtale fordi den gav kredit til Alan Turing. Og jeg kom til at tænke på, at det jo egentlig er underligt at der går så lang tid mellem at der er omtale af udviklingen indenfor dette område, da det jo tilsyneladende ligger lige til højrebenet hvis man gerne vil løse problemer som følge af tørke og mangel på rent vand og mad.

Desværre er den smarte teknologi der bare lige kan fikse verdens vandproblemer, slet ikke klar til at løse den øjeblikkelige krise, det vil kræve en gigantisk ingeniørmæssig bedrift.

De basale metoder indenfor rent vand og afsaltning af havvand er oplistet her:

  1. Indsamle vand fra luften, kondensering ved afkøling eller ved dugfangere.
  2. Koge vandet, eller inddampe salt. Og indfange og kondensere vanddampen.
  3. Filtrerer vandet med speciale membraner der kun lader rent vand slippe igennem.
  4. Kemisk bearbejdelse der udfælder salt. Det bruges hvor vandet også er forurenet.
  5. Elektrolyse systemer der splitter vand op i grundstoffer og samler det igen. Det er gerne brugt i forbindelse med en brændselscelle der bruger brint til at danne elektricitet.
  6. Isdannelse der skubber saltet ud. Dette kendes på fiskefartøjer der bruger is dannet fra havvand.
  7. Særlige centrifuger der udnytter at saltopløsning er en smule tungere end rent vand. Dette bruges gerne i saltværker i Danmark.
  8. Transport af rent vand fra f.eks. floder, Sydpolen eller Ishavet, smelte sne og med skib transporterer vand til tørkeramte områder.

De mange tilgange kan sagtens kombineres, men skal de rigtig op i stordrift er det bedst at afsaltningsanlæg står ret langt ude på havet, fordi der er et forureningsprodukt i den koncentrerede saltlage der er restproduktet. Dele af dette restprodukt kan udnyttes i andre industrigrene, mens kun det rene salt kan ledes ud i havet igen hvis det gøres på tilstrækkelige dybder og over et passende stort område. Så den bedste placering for et sådant anlæg er et godt stykke fra land, med mulighed for tankskibe til at ligge til.

Saltindholdet er et udtryk for flere elementer der er opløst i vandet.
1 kg havvand består typisk af:

Vand: 965 gram
Klorid: 19,25 gram
Natrium: 10,7 gram
Sulfat: 2,7 gram
Magnesium: 1,3 gram
Kalcium: 0,42 gram
Kalium: 0,39 gram
Sporstoffer mv.: 0,25 gram

Det næste er dog at skaffe den nødvendige energi til at sikre en ordentlig produktion af afsaltet vand, og ønsket er vel at kunne kompensere for manglende nedbør på op til 50 mm. om måneden. Energi til at fordampe vandet kan tæt på Ækvator komme fra koncentreret sollys, i kombination med varmepumper, men der vil også blive brug for strøm til pumper mm.. Og membranfiltre og pumper er en langt bedre løsning set ud fra energiforbrug pr. liter, end metoder der indebærer faseskift. Man må forestille sig at det vil kræve en kæmpe havvindmølle at holde et anlæg kørende.

Hvor stort behovet for vand er, er ret forskelligt i verden. Fra turisme områder hvor ferskvand bruges rekreativt, og industriområder hvor vand er en vigtig ingrediens i produktion, eller til køling. Eller ved storbyer hvor det er en vigtig del at saniteten osv.. Det er klart at rigeligt med vand vil være en vigtig faktor for at sikre udviklingen i f.eks. Somalia. Mens andre lande egentlig blot skal skære ned på forbruget og tilpasse sig.

Hvis man ser konkret på behovet i Somalia så er 50 mm vand om måneden jo knap et par mm om dagen, og hele arealet kan derfor klares med omkring 0,5 km3 vand. Et virkeligt intensivt landbrug i den Somaliske varme vil dog nærmere kræve det tredobbelte. Uanset vil det kræve gigantiske installationer, hvis det skal bringes ud i rør. Det er ikke umuligt men det er nok et stykke ude i fremtiden at gennemføre så omfattende projekt. Dansk naturgasproduktion er betydeligt mindre, og det tog mange år at udbygge det ledningsnet selvom det danske samfund er mere udviklet end det Somaliske.

Selv i den bedste verden er det derfor ret utopisk at tro at man kan afsalte så store mængder vand som der er brug for. Tørkeproblemer og vandmangler skal i stedet bekæmpes med en kombination af forskellige teknologier og metoder, der også vil indebære at man skal overveje jordreformer og tiltag der kan sikre at jorden ikke overudnyttes, eller at den bruges på husdyr eller grønsager og blomster til udlandet.

Teknologisk er det vigtigt at samle den nedbør sammen der kommer så kunstvanding kan komme fra vandreservoir. Ligesom det er vigtigt at rense al spildevand og genbruge processeret vand i f.eks. kunstvanding.

Altså spare på vandet og holde på vand og fugtighed, skygge mod udtørring fra sol og vind. Begrænse ørkendannelse ved at stoppe for landbrugstyper der nedbryder naturens egne forsvarsværker, og ved at tilføre fugt med kunstvanding, og jordforbedringsmetoder der reducere sandflugt, men også giver bedre metoder til beskyttelse mod alle mulige andre vejrfænomener, fra tørke til oversvømmelser. Så kan afsaltningsanlæg sikkert være medvirkende til at starte en god udvikling, eller være med til at skabe nødforsyninger til storbyer. Der er i fattige lande i forvejen en udbredt industri der sikrer drikkevand på flasker.

Syv grunde til den globale vandkrise

I den mindre spekulative del af afsaltnings spørgsmålet er at sikre områder mod skovhugst ved at give adgang til elektrificering af samfundet. Lokale elværker med solceller og batterier.

På den anden side kan det ikke afvises at en konstruktion der kan sende blot en lille smule øget vanddamp i atmosfæren kan gavne. Kan det drive ind over land vil det om dagen kunne give en lille smule skygge og om natten give lidt dug og tåge. Det vil sige at selvom man langtfra vil kunne sikre vandforsyning til kompensation for almindelige nedbør, da bør det undersøges om en systematisk vandtåge-produktion kan lade sig gøre og være til nytte i en grad så det står mål med indsatsen. Jeg tænker at det om ikke andet vil været et forsøg værd: konstruktionen skal dels producere rent vand på ren energi, baseret på membran teknologi, og derefter på varme tørre dage når vindretninger er rigtig med en special forstøver sende det rene vand højt til vejrs i en vandtåge der er så fin at den som en sky vil svæve med vinden ind over land… Det er vist foreslået før som en af mange skøre cleantech løsninger på et varmere klima, men jeg har nu også set dem i flere udgaver hvor de bruges mod støvede grusgrave eller i byggebranchen eller ved sportsbegivenheder osv..

Hvis det skal fungere, skal det kunne gøres på en måde så det rent faktisk skygger og ikke blot bliver til let øget fugtighed i luften, fordi det så også kan medvirke til at skabe yderligere global opvarmning. Men at skabe skyer betyder at vanddampen skal danne små dråber, og dertil kræver særlige omstændigheder og sikkert også at der tilsættes mikroskopiske støvpartikler.

Opdatering, ing.dk skriver om en kinesisk variant, hvor man forsøger at sætte tusindvis af små brændkamre op der skal frigive søvioner til luften over det tibetanske plateau for at skabe regn- og snevejr på den side af himalayas.
https://ing.dk/artikel/tusindvis-skorstene-skal-skabe-regnvejr-tibet-212331

Netop lande der oplever tørke problemer har også oplevet det modsatte med alt for meget regn på en gang, hvor ødelægger store områder. https://globalnyt.dk/content/tropisk-storm-oversvoemmer-sultramte-omraader-i-somaliland

 

Reklamer

Om hubertnaur

Særlig interesse i fri og åben adgang til viden
Dette indlæg blev udgivet i Videnskab og metode. Bogmærk permalinket.

Skriv et svar

Udfyld dine oplysninger nedenfor eller klik på et ikon for at logge ind:

WordPress.com Logo

Du kommenterer med din WordPress.com konto. Log Out /  Skift )

Google+ photo

Du kommenterer med din Google+ konto. Log Out /  Skift )

Twitter picture

Du kommenterer med din Twitter konto. Log Out /  Skift )

Facebook photo

Du kommenterer med din Facebook konto. Log Out /  Skift )

w

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.