توسط : 
نخستین واحد تجاری آبشیرینکن زیرآبی جهان قرار است در امسال (۲۰۲۶) به بهرهبرداری برسد؛ تأسیساتی که با تکیه بر فشار طبیعی آب در اعماق اقیانوس، امکان تولید آب شیرین با مصرف انرژی کمتر و هزینه پایینتر را فراهم میکند.
به گزارش نیوساینتیست، شرکت نروژی Flocean اعلام کرده که در سال ۲۰۲۶ اولین سامانه نمکزدایی زیرسطحی در مقیاس تجاری را راهاندازی خواهد کرد. این فناوری نوآورانه میتواند الگوی رایج نمکزدایی آب دریا را دگرگون کرده و وابستگی این فرایند به انرژیهای پرهزینه را کاهش دهد.
در شرایط کنونی، نمکزدایی آب دریا یکی از گرانترین و انرژیبرترین روشهای تأمین آب آشامیدنی به شمار میرود و در بسیاری از مناطق جهان از نظر اقتصادی توجیهپذیر نیست. حالا این شرکت با ارائه رویکردی متفاوت تلاش دارد این معادله را تغییر دهد و نشان دهد که میتوان آب شیرین را با هزینه و انرژی بهمراتب کمتر تولید کرد.
اولین آبشیرینکن زیرآبی جهان
در اعماق بیش از ۲۰۰ متر زیر سطح دریا، کیفیت آب بهطور طبیعی بالاتر است و میزان آلودگیهای زیستی، جلبکها و ذرات معلق کاهش مییابد. همین ویژگی باعث میشود غشاهای اسمز معکوس در این عمق عملکرد بهتری داشته باشند و نیاز به پیشتصفیه گسترده آب نیز کمتر شود.
افزایش تقاضای جهانی برای آب، نتیجه همزمان رشد جمعیت، تشدید تغییرات اقلیمی و توسعه مصرفهای صنعتی جدید مانند مراکز داده، صنایع سنگین و کارخانههاست. در مقابل، منابع آب شیرین درحال کاهشاند؛ خشکسالیهای طولانیتر، جنگلزدایی و برداشت بیرویه از منابع زیرزمینی فشار مضاعفی بر رودخانهها، دریاچهها و آبخوانها وارد کرده است.
چقدر آب شیرین در کره زمین وجود دارد؟
درحالحاضر، نمکزدایی مستقر در خشکی تنها حدود یک درصد از آب شیرین جهان را تأمین میکند، اما همین سهم اندک منبع اصلی آب روزانه بیش از ۳۰۰ میلیون نفر است. بزرگترین واحدهای نمکزدایی جهان عمدتاً در خاورمیانه قرار دارند؛ منطقهای که از یکسو به انرژی نسبتاً ارزان دسترسی دارد و از سوی دیگر با کمبود شدید آب روبهروست.
فناوری غالب نمکزدایی امروز، اسمز معکوس است. در این روش، آب دریا تحت فشار بسیار بالا از غشاهایی با منافذ مولکولی عبور داده میشود؛ منافذی که فقط اجازه عبور مولکولهای آب را میدهند و نمکها و ناخالصیها را جدا میکنند. ایجاد این فشار بالا، عامل اصلی مصرف انرژی زیاد در این فرایند است.
ایده محوری Flocean بر حذف همین فشار مصنوعی استوار است. این شرکت بهجای استفاده از پمپهای پرمصرف، از فشار طبیعی آب در اعماق دریا بهره میگیرد. در این سامانه، واحدهایی کپسولمانند که غشاهای اسمز معکوس درون آنها قرار دارد، به عمق زیاد دریا منتقل میشوند. فشار هیدرواستاتیکی ناشی از ستون آب بالای این واحدها، نیروی لازم برای عبور آب شور از غشاها را تأمین میکند. پس از جداسازی نمک، آب شیرین از طریق لوله به سطح و سپس به خشکی منتقل میشود.
به گفته Flocean، این رویکرد میتواند مصرف انرژی را حدود ۴۰ تا ۵۰ درصد نسبت به تأسیسات متعارف نمکزدایی کاهش دهد. کاهش نیاز به پمپاژ، عامل اصلی این صرفهجویی است. افزون بر آن، قرارگیری سامانه در عمقهای پایینتر از ناحیه نفوذ نور خورشید (حدود ۲۰۰ متر)، باعث میشود آلودگیهای زیستی کمتر باشند و بار عملیاتی سیستم کاهش یابد.
«الکساندر فوگلِسانگ»، بنیانگذار و مدیرعامل Flocean، معتقد است محیط زیر دریا از نظر مهندسی چندان پیچیده نیست؛ زیرا دما، شوری و فشار در آن تقریباً ثابت است، نور خورشید وجود ندارد و باکتریهای عامل گرفتگی زیستی غشاها بسیار محدودند. همچنین فشار طبیعی آب به پخش شدن محلول بسیار شور باقیمانده کمک میکند. به گفته این شرکت، پساب تولیدشده فاقد مواد شیمیایی مضر است و خطری برای اکوسیستم دریایی ایجاد نمیکند.
تولید روزانه ۱۰۰۰ مترمکعب آب شیرین
شرکت Flocean در سال گذشته این فناوری را در شرایط واقعی آزمایش کرد. آزمایشها در عمق ۵۲۴ متری و در محل آزمایشی شرکت در پارک صنعتی مونگستاد، بزرگترین پایگاه پشتیبانی فراساحلی نروژ، انجام شده است. کارخانه تجاری این شرکت با نام «Flocean One» نیز در همین محل درحال ساخت بوده و قرار است در زمان آغاز به کار، روزانه ۱۰۰۰ مترمکعب آب شیرین تولید کند. این ظرفیت قابلیت افزایش ماژولار دارد؛ به این معنا که با افزودن واحدهای بیشتر، میتوان تولید را بدون طراحی مجدد کل سامانه افزایش داد.
فوگلسانگ تأکید میکند که فلسفه طراحی Flocean بر ثابت ماندن واحدهای زیرآبی و افزایش ظرفیت از طریق تکثیر آنهاست، نه ساخت تجهیزات بزرگتر. بااینحال، توسعه در مقیاس کلان چالشهایی نیز بههمراه دارد. استفاده چندین ماژول از منابع برق و سامانههای کنترلی مشترک، نیازمند طراحی دقیق توزیع برق و سامانه جمعآوری آب تصفیهشده یا «منیفولد» است؛ بخشی که آب خروجی واحدهای مختلف را یکپارچه کرده و به خط انتقال اصلی میفرستد.
«نضال هلال» از دانشگاه نیویورک ابوظبی معتقد است این راهکار در مکانهای مناسب میتواند عملی و در صورت کاهش هزینهها، به منبعی مقرونبهصرفه برای تأمین آب تبدیل شود؛ اما هنوز در مقیاس بسیار بزرگ بهطور کامل آزموده نشده است. به گفته او، کاربرد گسترده شهری چنین فناوری به حل چالشهای فنی و اقتصادی در سالهای آینده بستگی دارد.
از نگاه هلال، کاهش هزینهها عامل تعیینکننده توسعه این فناوری است، زیرا حتی روشهای نوین نمکزدایی همچنان از برداشت آب از رودخانهها، دریاچهها یا آبخوانها گرانتر هستند.
یکی از هزینههای اصلی Flocean به نگهداری و شستشوی غشاها مربوط میشود. پیشرفتهای فناورانه میتواند این بخش را مقرونبهصرفهتر کند. گروه پژوهشی هلال درحال توسعه غشاهای رسانای الکتریکی است که با اعمال جریان برق، یونهای نمک و آلایندهها را دفع کرده و تا حدی خاصیت خودتمیزشوندگی دارند.
آنها همچنین بهدنبال استفاده از پلاستیکهای یکبارمصرف بازیافتی برای تولید مواد غشایی هستند؛ اقدامی که هم پایداری محیطزیستی را افزایش میدهد و هم هزینهها را کاهش میدهد. به گفته هلال، غشاهای بادوامتر، پمپهای پربازدهتر و بهرهگیری از انرژیهای تجدیدپذیر میتوانند هزینههای عملیاتی را بیش از پیش کاهش دهند.
برنامه Flocean این است که «Flocean One» در سهماهه دوم سال ۲۰۲۶ تولید آب شیرین را آغاز کند. در صورت موفقیت این پروژه، مسیر برای احداث واحدهای بزرگتر در سایر نقاط جهان هموار خواهد شد.
بااینحال، فوگلسانگ تأکید میکند که چالش اصلی تنها فناوری نیست؛ بلکه همزمان باید بازار مصرف، مجوزهای قانونی و سرمایهگذاران قدرتمند فراهم شوند، زیرا بدون این سه عامل، حتی پیشرفتهترین نوآوریها نیز به مرحله بهرهبرداری گسترده نخواهند رسید.
