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环境与生活:核淡化厂能解决水资源短缺问题吗?

发布时间:2022-07-04 11:24:46 浏览次数:502
 

水资源短缺可能成为一个日益严重的问题

据联合国称,每个大陆的社区都缺水。

不幸的是,尽管我们的地球被海洋包围,但地球上只有一小部分水——约2.5%——是淡水。据估计,到2030年,饮用水需求将超过供应万亿立方米。

海水淡化厂可以去除海水中的盐分,有助于供应所需的淡水。

然而,这些工厂被认为是制造饮用水最昂贵的方法之一,因为它们在高压下通过大量泵,这是一个极其耗能的过程。

一个根本的解决方案是使用配备海水淡化系统的浮动容器。

由核反应堆提供动力,这些船只可以航行到受干旱影响的岛屿或海岸线,以提供清洁的饮用水和电力。

core power的首席执行官Mikal B e说:“你可以让它们间歇性地移动,然后往水箱里加水。”Core power为该海水淡化厂设计了一种设计。

这听起来可能有些牵强,但在过去的灾难中,美国海军在其核动力船舶的帮助下提供了海水淡化服务,而俄罗斯已经有了一个浮动核电站,旨在为海水淡化设施提供潜在动力。

全世界约有20000家海水淡化厂,几乎全部在陆地上。其中大多数位于沙特阿拉伯、阿拉伯联合酋长国和科威特,其他国家包括英国、中国、美国、巴西、南非和澳大利亚等。

但一些工程师表示,将这种海水淡化技术放置在海上会更便宜,因为在那里,海水可以更容易地泵送到船上。

        Core power正在开发利用核能的海上海水淡化厂

几十年来,工程师们一直梦想着建造浮动式核动力海水淡化系统。

Core power希望使用一艘与小型集装箱船非常相似的船,但在船上堆叠装满海水淡化技术的集装箱。然后,核反应堆将位于船的中心,以提供所需的巨大能量。

B先生补充说,该公司的浮动式核脱盐船可以有不同级别的输出功率,从5兆瓦到70兆瓦左右。它的核容量为5兆瓦,每天可以输出3.5万立方米淡水,相当于14个奥运会游泳池的容量。

为了去除盐水中的盐,海水淡化技术通过半透膜对处理后的海水加压。渗透作用,即液体分子通过该膜的运动,去除矿物质,留下淡水和一种称为盐水的单一水,尤其是咸水。

这项技术有不同的版本,多年来变得越来越高效。然而,浮式海水淡化系统仍然相对少见。

然而,沙特阿拉伯刚刚收到了三艘海水淡化驳船中的第一艘,这是有史以来建造的最大的一艘。浮式海水淡化装置能起飞吗?

浮式核电站比陆基核电站便宜,因为陆基核电站需要将海水泵送到很远的地方

         Oisann工程公司开发了一个名为“喷泉”的系统,我希望如此。

首席执行官凯尔·霍普金斯解释说,该公司有各种设计,从大型船舶到小型浮标,但它们都遵循相同的原则。

然而,最大的不同是,他们将使用所谓的海底海水淡化技术,而不是核能。

霍普金斯说:“它从未商业化,因为你仍然需要水下泵来轻松地将水输送到地面。我们拆除了泵。”

他拒绝详细说明这是如何工作的,只是说喷泉系统作为一个整体使用了海床上的更高压力来移动海水,而不会产生高能源成本。

他还提到,从船舶到海岸的管道(淡水最终必须流向海岸)可以升高,这样重力可以进一步帮助水流,从而减少对额外动力的需要。

霍普金斯先生估计,与传统的陆地淡化设备相比,这项技术可以将能效提高约30%。该公司目前正在建造其设计的微型版本,并希望2023年在菲律宾建造其第一座商业设施。

喷泉计划利用海床上的高压来设计海上浮标

伯明翰大学可持续能源技术实验室主任RayaAl-dadah表示,这些想法和核心动力的设计“非常有前景”。然而,她说,浮动海水淡化既有优点也有缺点。在将海水淡化水泵送上岸,以及寻找一支既有海洋经验又有海水淡化专业知识的劳动力方面仍然存在挑战。

al-dadah博士说,如果全球气温上升超过1.5摄氏度,人类最终需要更多的水资源,特别是由于气候变化的预期影响。“这将对水资源造成灾难性影响,”她说南加州大学的艾米·奇尔德斯说,较小的浮式海水淡化系统有助于减少该技术对环境的影响。海水淡化后留下的高盐水对海洋生物有毒,今天的海水淡化设施产生大量高盐水——事实上,盐水比淡水多。

霍普金斯先生说,预计喷泉系统产生的副产品的含盐量不足以归类为盐水。

加州大学洛杉矶分校罗斯金创新中心联合主任格雷格·皮尔斯说,浮动海水淡化系统最重要的应用可能是救灾。

目前,“我们使用飞机和卡车运输瓶装水……这是最低效的方式,”他解释说,指的是标准的救灾工作方法。“如果浮动海水淡化可以解决这个问题,我完全支持。”

然而,pierce博士质疑它在其他情况下是否具有足够的成本效益,并指出有许多其他方法可以确保清洁供水。以加利福尼亚州为例,皮尔斯博士估计,更好的节水措施可以节省该州目前消耗的30-40%的水。

社区也可以采取措施,如水循环或雨水处理。但他补充说,如果这仍然不够,那么在世界某些地区,海水淡化似乎是不可避免的,无论它的成本有多高。

目前,核心电源的设计只是一种设计。但B.e希望在十年内,该公司能够有一个商业系统运行。他强调,这种需求将会出现。