Quran
Два смелых эксперимента арабских ученых по опреснению воды с помощью солнечной энергии могут стать моделью для преодоления дефицита этого самого важного ресурса на земле.
К началу XXI века большинство стран мусульманского мира начали испытывать неудобства и тревогу от нехватки природного ресурса, куда более важного, чем даже нефть или природный газ, – воды. Дефицит воды, усугубляемый приростом населения, изменениями климата и научно-техническим прогрессом, стал серьезной проблемой во всем мире. Что же можно сделать, чтобы смягчить кризис, который угрожает особенно мусульманскому миру и его будущим поколениям?
Один из возможных ответов заключается в совмещении двух величайших нетронутых природных ресурсов, имеющихся в распоряжении мусульманского мира – это солнечная энергия и морская вода. В этом году Саудовская Аравия и Объединенные Арабские Эмираты воплощают в жизнь смелый план по строительству первых крупномасштабных установок по опреснению воды с использованием солнечной энергии.
Успех этого проекта будет иметь символическое значение. Такие установки послужат доказательством того, что сочетание этих двух практически неисчерпаемых ресурсов может быть поставлено на службу людям в самых засушливых районах мира, пусть даже они производят довольно скромное количество пресной воды. Успех этих проектов в Саудовской Аравии и ОАЭ также послужит готовой технологической моделью, которую теоретически можно будет воспроизвести в любой стране, имеющей выход к морю и достаточно солнечного света. И в первую очередь, преимуществами этой модели смогут воспользоваться наиболее засушливые страны, расположенные в области «солнечного пояса» планеты, т.е. получающие много солнечного света круглый год. Именно здесь, в пределах этого пояса, и проживает большая часть мусульманского населения Земли.
Что можно сделать, чтобы смягчить кризис, который угрожает мусульманскому миру и его будущим поколениям?
Источники энергии: переход от ископаемого топлива к возобновляемому
Саудовская Аравия и ОАЭ входят в число крупнейших мировых производителей опресненной воды. Учитывая зависимость этих стран от опреснения – а оно продолжает быть очень энергозатратным процессом, несмотря на десятилетия технологических совершенствований – новые разработки обоснованы необходимостью. Ни одна из двух стран не имеет на своей территории достаточного количества наземных водоемов для того, чтобы обеспечивать свое население пресной водой. Вероятно, другие мусульманские страны очень скоро окажутся практически в такой же ситуации.
На сегодня Саудовской Аравии и ОАЭ помогают решить вопрос дефицита пресной воды опреснительные установки, работающие на ископаемом топливе. Почему же обе страны все равно разрабатывают неопробованную гелеотехнологию для применения в крупномасштабных опреснительных установках следующего поколения?
В будущем, а возможно уже и в ХХI веке, мировой экономике придется отказаться от зависимости от ископаемых видов топлива, запасы которых истощаются c каждым днем. Это произойдет даже со странами, в распоряжении которых сегодня находятся крупнейшие залежи ископаемого топлива, такими как Саудовская Аравия, ОАЭ и другие энергетические гиганты мусульманского мира. И этот переход будет отнюдь не легким. Что касается Объединенных Арабских Эмиратов, то инвестиции в новую технологию гелиоопреснения позволяют убить двух зайцев: опреснительная фабрика в эмирате Рас аль-Хайма не только позволит увеличить объемы производства пресной воды для местных нужд, но и будет снабжать район электроэнергией из возобновляемых источников.
Некоторые эксперты очень оптимистичны по поводу будущего гелиоопреснения, прогнозируя этой технологии повсеместное распространение. Владимир Смахтин из Международного института управления водными ресурсами (IWMI), соавтор недавнего исследования о технологии гелиоопреснения, считает, что если попытки опреснения морской воды с использованием возобновляемой энергии окажутся успешными, то это будет иметь далеко идущие последствия:
«Саудовская Аравия и ОАЭ имеют все необходимые предпосылки для того, чтобы стать лидерами в этой отрасли: недостаток пресной воды, обилие солнечного света, доступ к морю и достаточные средства для инвестирования. Если в скором будущем им удастся перестроить свое водоснабжение на гелиоопреснение, это раз и навсегда подтвердит, что данный подход может решить проблему дефицита воды. Это подготовит почву для того, чтобы их примеру последовали другие страны».
На сегодня Саудовской Аравии и ОАЭ помогают решить вопрос дефицита пресной воды опреснительные установки, работающие на ископаемом топливе.
Научные препятствия и возможности
Как скоро наступит время, когда мы сможем пользоваться данной технологией? Пока неясно, но, по мнению В. Смахтина, время уже пришло: «Технологически мы уже созрели для производства значительных количеств воды в некоторых регионах», в том числе, в Северной Африке и на Ближнем Востоке. Но, прежде чем солнечная энергия станет значимой частью любой государственной энергосистемы, необходимо преодолеть ряд существенных трудностей, например, найти более эффективные способы накопления солнечной энергии – это давняя проблема.
И даже в свете этого серьезного затруднения продолжающиеся исследования и пилотные проекты позволяют утверждать, что солнечная энергия рано или поздно станет надежным и экономически выгодным источником энергии – это только вопрос времени. Далее, несмотря на нынешние технологические недоработки, очевидно, что солнечная энергия, несомненно, обладает величайшим потенциалом для производства экологически чистой энергии в мусульманских странах «солнечного пояса».
Действительно, в современном мире, которому потребуется найти новые энергоресурсы, чтобы закрыть «энергетическую брешь», образующуюся в результате истощения ископаемого топлива, мусульманские страны, богатые солнечной энергией, имеют огромный экономический потенциал за счет этого серьезного конкурентного преимущества.
Возьмем, например, Северную Африку: «Во всех странах этого региона число солнечных дней составляет более 80% в год», – говорит Хосе Рафаэль (José Rafael), работающий на опреснительных проектах в этом регионе.
Но хотя наши научные познания в области гелиоэнергетики и опреснения достаточно обширны, эффективному сочетанию этих технологий мешают другие важные ограничения, которые пока не позволяют полностью использовать потенциал этого вида опреснения для решения проблем водопользования. Во-первых, самой серьезной проблемой во многих странах является большой объем первоначальных инвестиций для установки необходимого количества солнечных батарей, строительства опреснительных сооружений и систем подачи воды.
Такие экологические проблемы, как отведение минерализованных сточных вод и постепенное ослабление береговых экосистем – «это лишь некоторые экологические последствия крупномасштабного вторжения технологии гелиоопреснения, и с ними еще предстоит разобраться», – говорит Смахтин. Его соавтор и коллега по IWMI Адитья Суд (Aditya Sood) полагает, что «будет интересно увидеть, как Саудовская Аравия и ОАЭ справляются» с этими природоохранными задачами.
Еще одна потенциальная трудность заключается в техническом обслуживании солнечных панелей. Специалист по опреснению Анвар Ахсан (Anwar Ahsan), проработавший 27 лет в саудовской компании Saline Water Conversion Corporation, говорит, что «влажность, вода, пыль, летающая в воздухе, могут создавать больше всего трудностей», так как воздействие именно этих факторов существенно снижает эффективность панели.
И наконец, даже при идеальных условиях само по себе опреснение не даст достаточно пресной воды, чтобы удовлетворить потребности всего быстрорастущего мусульманского населения мира и развивающихся экономик, в частности, сельскохозяйственной отрасли. При этом не исключено, что население, живущее далеко от берега, не сможет пользоваться опресненной водой, потому что ее транспортировка на большие расстояния вглубь страны будет экономически невыгодна.
Если попытки опреснения морской воды с использованием возобновляемой энергии окажутся успешными, то это будет иметь далеко идущие последствия.
Путь к надежному водоснабжению
В перспективе население мусульманского мира, сталкиваясь с растущим дефицитом воды, чтобы справиться с этой беспрецедентной задачей, должно будет использовать компилятивный подход. Опреснение – это только один из инструментов, тогда как необходимо уделить особое внимание более эффективному использованию водных ресурсов и поиску путей стимулирования бережливого отношения к воде на уровне общества, начиная с отдельных домохозяйств и заканчивая крупными промышленными и сельскохозяйственными предприятиями. Только снижение потребления воды приведет население засушливых регионов к победе над дефицитом этого жизненно важного ресурса.
Тем не менее, когда-нибудь в будущем солнечное опреснение будет играть важную роль в формировании картины водопотребления мусульманского мира. Во многих мусульманских странах основная часть населения сконцентрирована на территории городов, расположенных более-менее близко к побережью. Это значит, что опресненную воду можно доставлять потребителям без необходимости строительства дорогостоящих трубопроводов. Пользоваться преимуществами солнечного опреснения может даже население, живущее далеко от моря – в том числе в странах, не имеющих выхода к морю.
«В странах, где нет моря, эту технологию можно использовать для очистки грунтовых вод в солончаковых пустынях».
Есть и другие обнадеживающие факторы. Стоимость технологии опреснения будет постепенно снижаться, судя по динамике последних десятилетий, благодаря усовершенствованию технологии обратного осмоса, которая увеличивает энергоэффективность процесса очищения морской воды.
В ближайшие годы внимание многих специалистов в данной области будет приковано к результатам смелых экспериментов, которые проводятся сегодня на побережье Саудовской Аравии и ОАЭ.
«Полученный опыт поможет этим и многим другим странам мира, нуждающимся в питьевой воде», – прогнозирует Анвар Ахсан.
Солнечное опреснение обладает потенциалом смягчить когда-нибудь стресс от дефицита воды в самых засушливых уголках планеты. Это действительно многообещающая отрасль. Если концепция обуздания неисчерпаемой солнечной энергии для производства пресной воды из практически неограниченного запаса морской в итоге окажется жизнеспособной с научной и экономической точек зрения, то мусульманский мир обретет уникальную историческую возможность на десятки лет вперед стать пионером в области солнечного опреснения и оказаться в завидном положении распространителя этой гибридной технологии в засушливые морские страны по всему миру.
Источник: Muslim Science
