Jos ihmiset voisivat juoda merivettä kuolematta, emme joutuisi vesikriisiin. Jotta ei kuolisi, täytyy ensin keittää suolavettä ja kerätä puhdas höyry tai hankkia itselleen hieno kalvo, joka suodattaa kaiken suolan ja kätevästi myös merieläimet pois.
Tämä on kiistanalainen ajatus laajamittaisen suolanpoiston takana – suuret, isot ja kalliit laitokset, jotka muuttavat suolaveden nesteeksi, joka ei tapa sinua. Klassinen kritiikki suolanpoistoa kohtaan on se, että meriveden käsittelyyn kuluu valtavasti energiaa, eikä meidän todellakaan pitäisi polttaa fossiilisia polttoaineita enempää kuin on tarpeen. Vähemmän puhuttu ongelma on kuitenkin vaikutus paikalliseen ympäristöön: Suolanpoiston tärkein sivutuote on suolavesi, joka pumpataan takaisin mereen. Se vajoaa merenpohjaan ja aiheuttaa tuhoa ekosysteemeille romahduttaen happipitoisuuden ja kohottaen suolapitoisuutta.
Valitettavasti tutkijoilla ei ole ollut tarkkaa käsitystä siitä, kuinka paljon suolaliuosta maailmanlaajuisesti toimivat 16 000 suolanpoistolaitosta tuottavat. Tähän asti. Tutkijat raportoivat tänään, että maailmanlaajuinen suolaveden suolanpoistolaitosten suolaveden tuotanto on 50 prosenttia aiempia arvioita suurempi, yhteensä 141,5 miljoonaa kuutiometriä päivässä, kun laitosten varsinainen makean veden tuotanto on 95 miljoonaa kuutiometriä. Tämä on toki huono uutinen ympäristölle, mutta tilanne ei ole täysin synkkä: Suolanpoistotekniikka kehittyy nopeasti, joten laitokset tehostuvat huomattavasti sekä tuottamansa suolaveden että käyttämänsä energian osalta.
LUE LISÄÄ
The WIRED Guide to Climate Change
Suolanpoistolaitokset jakautuvat tyypillisesti kahteen luokkaan: lämpö- ja membraanilaitoksiin. Termisessä järjestelmässä imetään merivettä, lämmitetään se puhtaan höyryn saamiseksi ja pumpataan jäljelle jäävä suolavesi takaisin mereen. Kalvojen avulla merivesi työnnetään suurella paineella suodattimien läpi, jotka poistavat kaiken suolan ja muut epäpuhtaudet.
Terminen on vanhan koulukunnan menetelmä – ennen 1980-lukua 84 prosenttia suolanpoistovedestä kulki tämän prosessin läpi. Uuden vuosituhannen alusta lähtien tietynlainen kalvotekniikka, käänteisosmoosi (lyhennettynä RO), on kuitenkin lisääntynyt räjähdysmäisesti. RO-laitokset tuottavat nyt 69 prosenttia suolanpoistovedestä maailmanlaajuisesti.
Miksi? Koska RO on halvempaa ja tehokkaampaa. Kalvotekniikan kehittymisen ansiosta laitokset tarvitsevat yhä vähemmän painetta ja siten energiaa meriveden suodattamiseen. Lisäetuna RO tuottaa vähemmän suolavettä. Kun käytetään termistä vettä, 75 prosenttia tuotavasta vedestä saattaa poistua suolavetenä. RO:ssa makean veden ja jäteveden suhde on enemmänkin 50-50.
”Se riippuu myös syöttövedestä”, eli syötettävästä vedestä, sanoo Edward Jones, uuden tutkimuksen toinen kirjoittaja ja ympäristötieteilijä Wageningenin yliopistossa Alankomaissa. ”Käänteisosmoosi on tehottomin, kun suolanpoistossa käytetään erittäin suolaista vettä, kuten merivettä. Ja se muuttuu yhä tehokkaammaksi, kun syöttöveden suolapitoisuus laskee.”
Tämä on tärkeä näkökohta, koska kaikki suolanpoistolaitokset eivät käsittele merivettä. Itse asiassa, jos katsot yllä olevaa karttaa, näet, että suuri osa niistä on sisämaassa. Niissä käsitellään murtovettä (eli vain vähän suolaista vettä) pohjavesialueilta tai joista juomavedeksi tai käytettäväksi teollisuudessa ja maataloudessa. Ne ovat luonnostaan tehokkaampia kuin rannikkolaitokset, jotka käsittelevät merivettä.
Tämä on osasyy siihen, miksi Lähi-idän ja Pohjois-Afrikan rannikkolaitokset tuottavat hämmästyttävän suuren osan maailman suolaveden suolavedestä. Yhteensä 173 maassa ja alueella on suolanpoistolaitoksia, mutta vain neljä maata – Saudi-Arabia, Yhdistyneet arabiemiirikunnat, Kuwait ja Qatar – tuottavat 55 prosenttia maailman suolanpoistosuolaveden suolavedestä, uuden tutkimuksen mukaan.
Toinen syy eroon on se, että Lähi-idässä käytetään vanhoja, tehottomia lämpövoimaloita, kun taas muualla maailmassa on siirrytty RO-voimaloihin. ”Näiden laitosten rakentaminen on hyvin, hyvin kallista, joten on epätodennäköistä, että niitä poistettaisiin käytöstä”, Jones sanoo. ”Joten näitä laitoksia, jotka tuottavat valtavia määriä suolavettä, tulee edelleen olemaan toiminnassa, erityisesti Lähi-idässä, jossa on hyvin vakiintunut lämpösuolanpoistolaitosten verkosto.”
Lähi-idän mailla on varaa jatkaa näiden energiaintensiivisten laitosten käyttöä, koska ne ovat täynnä öljyrahoja mutta köyhiä vesivarojen suhteen. Mutta kun väestö kasvaa muualla maailmassa ja ilmastonmuutos lisää kuivuutta, suolanpoistosta on tullut yhä houkuttelevampi vaihtoehto. (Analyytikot ennustavat, että alan vuotuinen kasvuvauhti on lähes 9 prosenttia ainakin seuraavien neljän vuoden ajan. Alla olevasta kuvaajasta näet, kuinka paljon suolanpoisto on viime aikoina kasvanut). Esimerkiksi viime vuonna Kapkaupunki kiirehti ottamaan käyttöön tilapäisiä RO-laitoksia, jotta kaupunki ei kuihtuisi pahassa kuivuudessa.
”Lisääntyvä veden niukkuus on tärkein ajuri”, sanoo Manzoor Qadir, joka on toisena kirjoittajana uudessa tutkimuksessa ja apulaisjohtajana Yhdistyneiden kansakuntien yliopiston vesi-, ympäristö- ja terveysinstituutissa. ”Samaan aikaan, jos tarkastellaan maita, joissa suolanpoisto on lisääntynyt valtavasti, ne ovat maita, joilla on siihen varaa.”
Suolanpoiston buumi tuo mukanaan suolaveden hyökyaallon. Koska tämä aine on tiheämpää kuin tyypillinen merivesi, se vajoaa merenpohjaan ja häiritsee elinvoimaisia eliöyhteisöjä, jotka huomaavat haluavansa paljon vähemmän suolaa ja paljon enemmän happea. Laitokset voivat lieventää ympäristövaikutuksia esimerkiksi sekoittamalla suolavettä meriveteen ennen sen pumppaamista, jolloin se laimenee. Ne voivat myös huolehtia siitä, että sivutuote puretaan sinne, missä virtaukset ovat voimakkaimpia, jolloin suolavesi haihtuu nopeammin. Sisämaassa laitos voi haihduttaa veden altaisiin ja kärrätä jäljelle jäävän suolan pois.
Mutta suolavesi on muutakin kuin pelkkää hypersuolaista vettä – se voi olla täynnä raskasmetalleja ja kemikaaleja, jotka estävät syöttövettä pilaamasta monimutkaista ja kallista laitosta. ”Prosessissa käytetyt antifoulantit, erityisesti lähdeveden esikäsittelyprosessissa, kertyvät ja purkautuvat ympäristöön pitoisuuksina, joilla voi olla mahdollisesti haitallisia vaikutuksia ekosysteemeihin”, Jones sanoo. Laimennus voi auttaa hypersaaliinisuusongelmaan, mutta se ei pääse eroon kemiallisista myrkyistä.
Mutta tässä piilee mahdollisuus: Päästö voi sisältää myös arvokkaita alkuaineita, kuten uraania. Tämä saattaa olla riittävä kannustin muuttaa suolanpoistosuolaliuos haitallisesta sivutuotteesta tulonlähteeksi. Tai haihdutusaltaita voitaisiin käyttää sisämaassa kaupallisen tiesuolan tuottamiseen teiden jäänpoistoa varten. Ja se voisi auttaa puhdistamaan teollisuutta, koska kapitalismi.
”Taloudellisia mahdollisuuksia on ehdottomasti tarjolla”, Jones sanoo. ”Siksi korostamme, että tässä on myös myönteisiä uutisia. On olemassa mahdollisuus sekä se on tällä hetkellä suuri haaste.”
Desal, kaikista vioistaan huolimatta, ei ole menossa minnekään. Kun se halpenee, sen käyttöönotto jatkaa kasvuaan. Lähi-idän maat luottavat siihen täysillä, kun taas muut alueet, kuten Etelä-Kalifornia, käyttävät sitä täydentämään perinteisiä – ja yhä arvaamattomampia – vesilähteitä. Esimerkiksi Poseidon Waterin ylläpitämä laitos tuottaa 10 prosenttia San Diegon piirikunnan vesivarannosta.
”Se on tarpeeksi vettä 400 000 asukkaan palvelemiseen”, sanoo Poseidonin tiedottaja Jessica Jones. ”Tämä on piirikunnan ainoa uusi vesihuolto, joka ei ole riippuvainen Sierran lumipeitteestä tai paikallisista sateista – se on aidosti ilmastokestävä.”
Ei siis sitä, että merenpinta nousee ilmastonmuutoksen vuoksi, mikä uhkaa merenrantojen suolanpoistolaitoksia kaikkialla maailmassa. Ja ironista kyllä, nämä laitokset imevät valtavia määriä energiaa, mikä osaltaan lisää päästöongelmaa. ”Vaikutusten kannalta energiaintensiteetti on valtava”, sanoo Michael Kiparsky, UC Berkeleyn Wheeler Water Instituten johtaja, joka ei ollut mukana tässä tutkimuksessa. ”Vaikka voimanlähteenä käytettäisiin uusiutuvia energialähteitä, kuten aurinkoa tai tuulta, käytetään silti valtavasti energiaa, joka periaatteessa voitaisiin käyttää muualla korvaamaan fossiilisten polttoaineiden kulutusta.”
”Suolanpoisto ei ole ihmelääke”, Kiparsky lisää. Kalifornian kaltaisessa paikassa se voi täydentää perinteisempiä vesilähteitä, kuten lumikuormaa. Ja vaikka näiden laitosten hyötysuhde paranee, kyseessä on edelleen pohjimmiltaan energiaa vaativa tekniikka. ”Meriveden suolanpoistossa on teoreettisia rajoja, joiden avulla voidaan vähentää energiaintensiteettiä”, Kiparsky sanoo. ”Siitä ei tule koskaan halpaa.”
Tämä on varmasti pelottava maailma, jonka olemme rakentaneet itsellemme. Mutta ehkä ei ole vielä liian myöhäistä siivota tekojamme.
More Great WIRED Stories
- How Corning makes super-pure glass for fiber-optic cable
- Hyundain kävelevä autokonsepti keksii pyörän uudestaan
- Give yourself to the dark (mode) side
- The life-changing magic of peak self-optimization
- Mikä on XR, and how do I get it?
- 👀 Etsitkö uusimpia vempaimia? Tutustu valintoihimme, lahjaoppaaseemme ja parhaisiin tarjouksiimme ympäri vuoden
- 📩 Saat vielä enemmän sisäpiirin tietoa viikoittaisesta Backchannel-uutiskirjeestämme