14 Март 2019

Почему опреснение морской воды является неоднозначной идеей

Почему опреснение морской воды является неоднозначной идеей

Жестокая ирония голубой планеты: бóльшая часть Земли покрыта океанами, но морская вода непригодна для питья. Крупномасштабные усилия для удаления соли из морской воды — этот процесс мы называем опреснением — стали предприниматься с 1950-х годов, а сегодня почти 20 тысяч предприятий от Китая до Мексики делают морскую воду пригодной для питья, чтобы удовлетворить потребности растущего населения. Но эта современная алхимия ставится под сомнение критиками, задающими вопрос: оправдывают ли преимущества от опреснения вред, который этот процесс может нанести морской экологии, и его возможный вклад в глобальное потепление?

1. Как выглядит процесс опреснения?

Ещё древние греки поняли, что при кипячении морской воды из пара можно получить питьевую воду. В XVIII веке моряки экспериментировали, ловя этот пар губками, чтобы утолить жажду во время долгого плавания. Современное опреснение начиналось с похожих процессов — с кипячения воды (путём сжигания нефти или природного газа) и получения капелек свежей воды: так называемое термальное опреснение. Теперь превалировать стали более чистые и энергосберегающие технологии, такие как обратный осмос, при котором морская вода проходит через пластиковые мембраны, на которых оседают соль и другие примеси. Основным исключением являются страны Ближнего Востока, где две трети всей опреснённой воды получают на термальных фабриках при сжигании горючего ископаемого происхождения. Согласно Международному энергетическому агентству (International Energy Agency), на этот регион приходится около 90% термического опреснения морской воды в мире.

2. Сколько питьевой воды производится этим способом?

В 2015 году около 18 тысяч предприятий по опреснению морской воды в совокупности производили 86,55 млн куб. м в день (22870 млн галлонов) — это соответствует примерно 1% мировой потребности. С тех пор было построено ещё около 2 тысяч предприятий. Лидером по производству опреснённой воды является Саудовская Аравия (здесь производится примерно пятая часть всей опреснённой воды в мире), за ней идут США, ОАЭ, Китай, Испания и Кувейт. (Это связано с тем, что страны Персидского залива используют бóльшую часть ресурсов грунтовой воды в сельскохозяйственных целях и поэтому испытывают серьёзную потребность в опреснении, чтобы отвечать нуждам своего населения и промышленности). Правительства и частные компании тратят в год примерно $14 млрд на то, чтобы сделать питьевой океанскую и солончаковую воду. По данным Международной ассоциации опреснения воды (International Desalination Association, IDA), французские компании Suez и Veolia Group, а также южнокорейская Doosan Heavy Industries & Construction лидируют по количеству построенных заводов.

3. Сколько это стоит?

За последние 30 лет цены снизились почти вдвое благодаря оптимизации технологии и энергоэффективности. Стоимость производства одного кубического метра очищенной воды варьируется от 50 до 90 центов, заявляет председатель IDA Мигель Анхель Санс (Miguel Ángel Sanz). Учитывая сравнительно низкие цены на энергию и экономию на масштабе производства на крупных предприятиях, Саудовская Аравия и ОАЭ находятся в числе стран, где опреснение воды стоит дешевле всего. Всё чаще используемая на опреснительных предприятиях солнечная и ветряная энергия может сделать этот процесс ещё более дешёвым.

4. Так в чём же проблема?

Самая первая критика была направлена на горячие жидкие отходы, которые многие предприятия, работающие по термальной технологии, сбрасывали обратно в море, где они могли нанести смертельный вред кораллам и другим морским обитателям. В IDA говорят, что сегодня опреснительные предприятия охлаждают свои сточные воды, так что это уже не представляет серьёзной угрозы. Другая экологическая проблема связана с использованием ископаемого топлива в качестве источника энергии для опреснительных процессов — особенно на Ближнем Востоке. Исследование, опубликованное в январе, вызвало новую волну дискуссий о вреде «токсических химикатов», содержащихся в солевом растворе, который опреснительные фабрики сбрасывают в океаны.

5. Что такого плохого в этом растворе?

Этот солевой концентрат может содержать вредные отходы от используемых заводами химикатов против образования накипи и засаливания, говорится в исследовании Института воды, окружающей среды и здравоохранения ООН в Гамильтоне (Канада). Загрязняющих веществ, ежегодно производимых опреснительными заводами, хватит на то, чтобы покрыть целый штат Флориду 30-сантимеровым (футовым) слоем, заявляет Манзур Кадир (Manzoor Qadir), один из авторов исследования. Этот рассол также может приводить к сокращению уровня кислорода в окружающих водах, что может вызывать смерть морских организмов от удушья и разрыв пищевых цепочек. Саудовская Аравия, ОАЭ, Кувейт и Катар вместе взятые производят 55% мировых отходов от опреснения воды, говорится в исследовании. Некоторые предприятия пытались растворять рассол по бóльшим морским территориям или подвергать его обработке для получения ценных металлов. Но эти методы являются технически сложными и дорогими.

6. Оправданна ли эта критика?

Мигель Санс из IDA заявил, что авторы исследования не видят разницы между термальной и мембранной технологиями и что они демонстрируют «нехватку реальных знаний». Это исследование отражает «мнение определённых людей, которые работают в университете», а не официальную точку зрения ООН на опреснение, сказал он.

7. Можно ли опреснять воду, не загрязняя окружающую среду?

Некоторые заводы не имеют выхода к морю, и вырабатываемый ими соляной раствор размещается в прудах-испарителях, сливается глубоко под землю или преобразуется в пульпу, а затем в сухую соль для дальнейшей утилизации. Лучшим способом для сокращения количества рассола из химикатов представляется более широкий переход на мембранные технологии, особенно на Ближнем Востоке. Почти все новые заводы, строительство которых запланировано в регионе, будут работать по технологии обратного осмоса — эта тенденция, вероятно, станет массовой, так как нацеленные на оптимизацию бюджета правительства стран Залива сокращают субсидии на ископаемое горючее. Эти сокращения снижают конкурентоспособность заводов, работающих по термальной технологии, и являются основной причиной, по которой в этом регионе наконец приживаются мембранные технологии.

8. Могут ли страны, расположенные в пустынях, обойтись без опреснения?

Проблема превращения морской воды в питьевую не теряет актуальности. Если сохранятся текущие темпы потребления, то крупнейший эмират ОАЭ может остаться без естественных запасов грунтовой воды «в течение нескольких десятилетий», заявило Экологическое агентство (Environment Agency) Абу-Даби в докладе, опубликованном в 2017 году. Однако растущий спрос на ограниченные водные ресурсы рождает новые идеи для производства пищи, а не только для опреснения. Находящийся в Дубае Международный центр биосолевого сельского хозяйства (International Center for Biosaline Agriculture) перерабатывает солевой раствор для орошения таких терпимых к соли растений, как солерос — его можно употреблять в пищу и использовать в качестве биологического топлива. В исследовательском институте также выращивается киноа, которое любит богатые солью пустынные почвы.