Πηγή Εικόνας: wikimedia commonsΕδώ και δεκαετίες, οι οργανισμοί αντιμετωπίζουν το νερό ως σταθερό παράγοντα: προβλέπουν τη ζήτηση και υποθέτουν ότι η προσφορά θα παραμείνει σταθερή. Ωστόσο, καθώς η παγκόσμια ζήτηση γλυκού νερού προβλέπεται να ξεπεράσει την προσφορά κατά 40% έως το 2030, η αστάθεια στην παροχή νερού μετατρέπεται σε παράγοντα ανταγωνιστικότητας για τους βιομηχανικούς διαδρόμους, τα κέντρα δεδομένων, την παγκόσμια γεωργία και κάθε περιοχή που στοιχηματίζει στην ανάπτυξη, ενώ η θερμοκρασία και η μεταβλητότητα αυξάνονται.
Αυτό, όπως αναφέρεται σε άρθρο στο Παγκόσμιο Οικονομικό Φόρουμ, έχει συμβάλει στο αυξανόμενο ενδιαφέρον για το «τεχνητό νερό», μέσω προσεγγίσεων που στοχεύουν στην αύξηση ή τη σταθεροποίηση της προσφοράς, είτε μέσω της αξιοποίησης νέων πηγών είτε μέσω της βελτίωσης της ποιότητας των υφιστάμενων. Αυτές οι προσεγγίσεις μπορούν, σε ορισμένες περιπτώσεις, να βελτιώσουν την αξιοπιστία και την ποιότητα,· ωστόσο, η εφαρμογή τους εξαρτάται από τις συνθήκες που ισχύουν σε κάθε περίπτωση και περιλαμβάνουν το ρυθμιστικό πλαίσιο και τους περιβαλλοντικούς συμβιβασμούς.
Στο πεδίο της εφαρμογής, υπάρχουν πέντε ομάδες τεχνολογιών, μερικές πιο ώριμες από άλλες, αλλά όλες με αυξανόμενη χρήση σε ολόκληρο τον κλάδο και τις υποδομές.
Αφαλάτωση «από τη θάλασσα στη βρύση»
Η αφαλάτωση έχει από καιρό μετατραπεί από μια εξειδικευμένη, συγκεκριμένης εφαρμογής λύση σε χρηματοδοτήσιμη υποδομή. Εκτός από τις παράκτιες ή νησιωτικές περιοχές, η τεχνολογία έχει επίσης επεκταθεί στην ενδοχώρα σε κάποιες χώρες. Για γεωργική χρήση, η αφαλάτωση μπορεί επίσης να αποδώσει σε περιπτώσεις όπου οι καλλιέργειες υψηλότερης αξίας δικαιολογούν το κόστος του νερού.
Η τεχνική σκοπιμότητα αποτελεί, επομένως, λιγότερο περιοριστικό παράγοντα σε σχέση με τις συνθήκες υπό τις οποίες η αφαλάτωση μπορεί να εφαρμοστεί με βιώσιμο τρόπο. Η τεχνολογία παραμένει ενεργοβόρα, απαιτώντας αρκετές κιλοβατώρες ανά κυβικό μέτρο παραγόμενου νερού, γεγονός που προκαλεί σημαντικές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα όπου τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας λειτουργούν με ορυκτά καύσιμα.
Η απόρριψη άλμης αποτελεί μια παράλληλη πρόκληση, καθώς τα συμπυκνωμένα αλατούχα απόβλητα μπορούν να βλάψουν τα θαλάσσια οικοσυστήματα αν δεν προηγηθεί σωστή διαχείριση.
Αυτοί οι περιορισμοί ωθούν την καινοτομία στον σχεδιασμό των συστημάτων, συμπεριλαμβανομένων καινοτόμων αρχιτεκτονικών που επαναπροσδιορίζουν τη φυσική της πίεσης και της άντλησης (όπως η νορβηγική Flocean, η οποία πρωτοπορεί σε μια μέθοδο αφαλάτωσης σε βαθιά θάλασσα που αξιοποιεί την πίεση του περιβάλλοντος ωκεανού).
Η αφαλάτωση θα συνεχίσει να επεκτείνεται, αλλά τα βιώσιμα έργα θα είναι εκείνα που ελέγχουν δομικά το ενεργειακό κόστος και τις περιβαλλοντικές επιβαρύνσεις με την πάροδο του χρόνου.
- Επαναχρησιμοποίηση λυμάτων ως πόσιμο νερό
Η επεξεργασία των λυμάτων ώστε να πληρούν τα πρότυπα πόσιμου νερού μετατρέπει ένα πρόβλημα διάθεσης σε μια τοπική, αυτοανανεούμενη πηγή νερού. Η ελκυστική οικονομική λογική που επιτρέπει στις πόλεις να παράγουν νερό από την υπάρχουσα παροχή ώθησε πόλεις να εφαρμόσουν πιλοτικά προγράμματα άμεσης επαναχρησιμοποίησης ως πόσιμου νερού ήδη από το 1968.
Η πρόκληση πλέον δεν είναι αν η τεχνολογία λειτουργεί, αλλά αν οι άνθρωποι την εμπιστεύονται αρκετά. Τα προγράμματα που επενδύουν σε συνεχείς δοκιμές, ανοιχτή ενημέρωση και διαρκή συμμετοχή της κοινότητας για να ξεπεράσουν αυτή την επιφύλαξη κερδίζουν έδαφος. Ένα δεύτερο μέτωπο είναι το πόσο γρήγορα και οικονομικά μπορεί να αναπτυχθεί και να λειτουργήσει αυτή η υποδομή σε μεγάλη κλίμακα (εταιρείες όπως η ιρλανδική Vortech εργάζονται για να καταστήσουν τον βασικό εξοπλισμό επεξεργασίας με αερισμό φθηνότερο και ευκολότερο στην εγκατάσταση). Τελικά, η επιτυχία εξαρτάται τόσο από τη διακυβέρνηση και την εμπιστοσύνη του κοινού όσο και από τα έργα που τη συνοδεύουν: αυτά τα συστήματα αποδεικνύουν την αξία τους μέσα από χρόνια αξιόπιστης λειτουργίας, και μόνο αν η υποδομή που τα υποστηρίζει μπορεί να αναπτυχθεί χωρίς να καταστεί απαγορευτικά δαπανηρή.
3.Από τον αέρα στο νερό
Η τεχνολογία «από τον αέρα στο νερό» προσελκύει την προσοχή επειδή μοιάζει με μαγεία, αλλά στην πράξη υπάρχουν δύο μέθοδοι:
Η πρώτη είναι η συμπύκνωση, δηλαδή η ψύξη του αέρα κάτω από το σημείο δρόσου του και η επεξεργασία του νερού που προκύπτει από τη συμπύκνωση, η οποία είναι πιο αποτελεσματική σε ζεστές και υγρές συνθήκες, αλλά απαιτεί μεγάλη κατανάλωση ενέργειας καθώς ο αέρας στεγνώνει.
Η δεύτερη είναι η δέσμευση με βάση απορροφητικά υλικά, η οποία πραγματοποιείται μέσω «απορροφητικών» ή «ξηρών σφουγγαριών» που απορροφούν νερό από τον αέρα και το απελευθερώνουν αργότερα καθώς το νερό θερμαίνεται.
Η συλλογή νερού με βάση την απορρόφηση είναι ελπιδοφόρα ακριβώς επειδή υπόσχεται να αντιμετωπίσει τις προκλήσεις της δημιουργίας αποθέσεων που παρουσιάζει η συμπύκνωση, με υψηλότερη απορρόφηση νερού ακόμη και σε χαμηλότερη υγρασία αέρα και θερμοκρασίες συμπύκνωσης.
Η τεχνολογία «αέρα προς νερό» μπορεί επίσης να προσφέρει καλύτερη οικονομική απόδοση σε περιπτώσεις όπου η εναλλακτική λύση είναι η μεταφορά νερού με φορτηγά, αλλά η κλιμάκωση εξαρτάται από την αξιόπιστη και συγκρίσιμη απόδοση σε όλο το φάσμα υγρασίας και θερμοκρασίας.
- Επεξεργασία ρύπων για συμμόρφωση με τις προδιαγραφές
Όπως και με τα λύματα, μερικές φορές το «νέο νερό» υπάρχει ήδη, αλλά καθίσταται ακατάλληλο για χρήση λόγω βιομηχανικών ρύπων, όπως γεωργικά και «παντοτινά» χημικά, τα οποία η συμβατική επεξεργασία δεν μπορεί να αποσυνθέσει. Ο τομέας της τεχνολογίας κινείται προς την κατεύθυνση της καταστροφής αντί της διήθησης: αντί να συλλέγονται οι ρύποι και να δημιουργείται πρόβλημα διάθεσης, οι νεότερες προσεγγίσεις τους καταστρέφουν χημικά κατά την επαφή, χωρίς να αφήνουν υπολείμματα που πρέπει να διαχειριστούν. Αυτό έχει τεράστια σημασία για την υιοθέτηση της τεχνολογίας, καθώς το ζήτημα των υπολειμμάτων αποτελεί ιστορικά το σημείο εμπλοκής που εμποδίζει την επέκταση της κλίμακας. Η καναδική εταιρεία Xatoms αναδεικνύει αυτή την προσέγγιση χρησιμοποιώντας τεχνητή νοημοσύνη για την ανακάλυψη υλικών που ενεργοποιούνται από το φως και αποσυνθέτουν τους ρύπους αντί να τους συγκεντρώνουν. Από οικονομική άποψη, αυτή μπορεί να είναι μία από τις ταχύτερες οδούς προς την αξιοποιήσιμη χωρητικότητα, υπό την προϋπόθεση ότι η καταστροφή είναι επαληθεύσιμη και αρκετά συνεπής ώστε να ικανοποιεί τις ρυθμιστικές αρχές.
- Από άλμη σε πόρο
Η αφαλάτωση και η επαναχρησιμοποίηση νερού παράγει αναπόφευκτα συγκεντρωμένα ρεύματα αποβλήτων – άλμη, ορυκτά υπολείμματα, χημικά υποπροϊόντα – τα οποία, αν δεν γίνει διαχείριση, αποτελούν ένα σοβαρό εμπόδιο για την περαιτέρω επέκταση αυτών των τεχνολογιών.
Η πιο ενδιαφέρουσα εξέλιξη είναι ότι αυτά τα συμπυκνώματα περιέχουν ανακτήσιμα ορυκτά, συμπεριλαμβανομένου του λιθίου και άλλων κρίσιμων υλικών για τα οποία υπάρχει πλέον υψηλή ζήτηση για μπαταρίες και υποδομές καθαρής ενέργειας, γεγονός που αλλάζει την οικονομική λογική ολόκληρου του συστήματος. Η Gradiant (ΗΠΑ) έχει επιδείξει σημαντική ανάκτηση λιθίου από την άλμη. Αυτό που διαχωρίζει τα έργα που επεκτείνονται από εκείνα που παραμένουν στάσιμα είναι το πόσο νωρίς κατά το σχεδιασμό του έργου αντιμετωπίζεται αυτό το ζήτημα· οι εγκαταστάσεις που αντιμετωπίζουν τη διαχείριση των συμπυκνωμάτων ως μεταβλητή πρώτης προτεραιότητας τείνουν να εξασφαλίζουν την έκδοση αδειών, τη χρηματοδότηση και τη σταθερότητα του κόστους.
Η ασφάλεια του νερού μέσω τεχνητών διαδικασιών δεν θα επιτευχθεί με μία μόνο σημαντική καινοτομία. Θα επιτευχθεί μέσω χαρτοφυλακίων που μπορούν να αποδείξουν αξιόπιστη παραγωγή, επαληθευμένη ποιότητα και υπεύθυνη διαχείριση των παραπροϊόντων με τρόπους που είναι συγκρίσιμοι μεταξύ των εγκαταστάσεων – έτσι ώστε οι αποφάσεις να μπορούν να μεταφέρονται από τη μία τοποθεσία στην άλλη.
