人間が死ぬことなく海水を飲むことができれば、水不足に悩まされることはないでしょう。 死なないためには、まず塩水を沸騰させて純粋な蒸気を集めるか、塩分と、都合よく海の生物をすべてろ過する高価な膜を手に入れなければなりません。
これが、大規模な海水淡水化-塩水を死なない液体に変える巨大で高価な施設-の背後にある論争の的になる考え方です。 海水を処理するには膨大なエネルギーが必要であり、化石燃料を必要以上に燃やすべきでないというのが、海水淡水化に対する古典的な批判である。 しかし、あまり語られることのない問題として、地域環境への影響がある。 海水淡水化の主な副産物は塩水であり、施設はこれを海に汲み上げる。 塩水は海底に沈み、酸素濃度を下げ、塩分濃度を上昇させ、生態系に大打撃を与えます。
しかし残念ながら、世界中で稼働中の1万6000の脱塩施設がどれだけの塩水を生産しているか、科学者はよく分かっていませんでした。 これまでは。 研究者らは本日、世界の海水淡水化施設のかん水の生産量が、これまでの推定値よりも50％多く、1日あたり1億4150万立方メートルであることを報告しました。 環境にとって悪いニュースであることは確かだが、事態がまったく悲惨でないことは確かだ。 海水淡水化技術は急速に進化しており、プラントは、生成する塩水と使用するエネルギーの両方において、はるかに効率的になってきています。 熱式では、海水を吸い込み、加熱して純粋な蒸気を得て、残った塩水をポンプで海へ戻します。
熱法はより古くからある方法で、1980年代以前は海水淡水化の84パーセントがこのプロセスで行われていました。 しかし、2000年代に入ってから、膜技術の一種である逆浸透膜（略してRO）が飛躍的に普及した。 現在、RO 装置は、全世界の海水淡水化の 69% を生産しています。 それは、ROがより安価で、より効率的だからです。 膜技術の進歩により、海水をろ過するために必要な圧力とエネルギーはますます小さくなっています。 さらに、ROはブラインの生成量が少ないという利点もあります。 熱水では、持ち込んだ水の75%が塩水として出ていく可能性があります。 RO では、淡水と廃水が半々になります。
この新しい研究の共著者で、オランダのワーヘニンゲン大学の環境科学者である Edward Jones 氏は、「供給水、つまり投入水にも依存します」と述べています。 「逆浸透膜は、海水のような塩分の高い水を淡水化するときに最も効率が悪くなります。 そして、給水の塩分濃度が下がるにつれて、ますます効率的になります」
すべての脱塩施設が海水を処理しているわけではないので、このことは重要な考慮点です。 実際、上の地図を見てみると、非常に多くの施設が内陸部にあることがわかります。 これらは、帯水層や河川からの汽水（塩分濃度の低い水）を飲料水や工業・農業用水として処理するものである。 そのため、中東や北アフリカの海岸沿いの工場では、世界の海水淡水化施設の驚くべき割合が生産されているのです。 新しい研究によると、合計 173 の国と地域が海水淡水化プラントを運営していますが、サウジアラビア、アラブ首長国連邦、クウェート、カタールの 4 カ国だけが、世界の海水淡水ブラインの 55% を生産しています。
不一致の 2 つ目の理由は、他の国が RO にシフトしているのに対し、中東では古くて効率の悪い熱プラントを使用していることです。 「これらのプラントは建設費が非常に高いため、停止されることはないでしょう」とジョーンズは言います。 「特に中東では、熱脱塩プラントの非常に確立されたネットワークがあります。 しかし、世界の他の地域で人口が増加し、気候変動によって干ばつが起こるにつれ、淡水化技術はますます魅力的な選択肢になってきています。 (少なくとも今後4年間は、年率9％近い成長が見込まれている。 下のグラフを見れば、海水淡水化事業がいかに急成長しているかがわかるだろう)。 たとえば、昨年のケープタウンは、深刻な干ばつの中で都市が枯れないように、一時的なROプラントをオンラインにすることを急ぎました。
新しい研究の共同執筆者で、国連大学の水・環境・健康研究所アシスタントディレクター、マンズール・カディール氏は「水不足が深刻になっていることが、主要要因です」と述べています。 「同時に、海水淡水化が驚異的に増加している国々を見ると、それらの国々は余裕があります」
海水淡水化のブームは、塩水の高波をもたらしました。 この物質は通常の海水よりも密度が高いため、海底に沈み、塩分を大幅に減らし、酸素を大幅に増やしたいという生命体の活発なコミュニティを混乱させることになります。 施設は、かん水を汲み上げる前に海水と混ぜて希釈することで、環境への影響を軽減することができます。 また、海流が最も強い場所で副生成物を排出することで、かん水をより早く拡散させることもできる。 しかし、かん水は単なる過塩水ではなく、重金属や化学物質が含まれていることがあり、複雑で高価な施設を汚染しないように供給水を維持する必要があります。 「プロセスで使用される防汚剤、特に原水の前処理プロセスで使用される防汚剤が蓄積され、生態系に有害な影響を与える可能性のある濃度で環境に排出されます」と Jones は述べています。 希釈は塩分過多の問題を解決するかもしれませんが、化学的毒素を取り除くことはできません」
しかし、ここにチャンスがあります。 排出物には、ウランのような貴重な元素も含まれている可能性があります。 これは、有害な副産物であった淡水ブラインを収益源に変える十分な動機となるかもしれません。 また、内陸部の蒸発池を利用して、道路除雪用の商業用塩を生産することもできるかもしれない。 資本主義の観点からすると、これは業界の浄化につながるかもしれません」
「利用可能な経済的機会は確実にあります」とジョーンズは言います。 “我々はここにも肯定的なニュースがあることを強調する理由です。 現在大きな課題であると同時に、チャンスでもあるのです」
Desal は、その欠点にもかかわらず、どこにも行きません。 安くなるにつれて、採用は増え続けるでしょう。 中東の国々は全面的にこれに依存しており、南カリフォルニアのような他の地域は、従来の、ますます予測不可能な水源を補完するためにこれを使用しています。 たとえば、ポセイドン・ウォーター社が運営する工場では、サンディエゴ郡の水供給の 10 % を生産しています。
「これは 40 万人の住民に供給できる水量です」と、ポセイドン社の広報担当者ジェシカ・ジョーンズは言います。 「これは、シエラ山脈の積雪や地元の降雨に依存しない、郡内の唯一の新しい給水源です。」
ただし、気候変動により海面が上昇し、世界中の海辺の淡水化プラントが脅かされているという事実を除けば、ですが。 そして皮肉なことに、これらの施設は大量のエネルギーを消費し、排出量問題の一因となっているのです。 カリフォルニア大学バークレー校のWheeler Water Instituteのディレクターであるマイケル・キパースキーは、この研究には参加していないが、「インパクトの観点からすると、エネルギー強度は非常に大きい」と言う。 「たとえ、太陽光や風力などの再生可能エネルギーで駆動していても、膨大な量のエネルギーを使用しています。 カリフォルニアのような場所では、海水淡水化は積雪のような従来の水源を補完するものになりえます。 また、海水淡水化設備の効率は向上しますが、基本的にエネルギーを大量に消費する技術であることに変わりはありません。 「海水淡水化で可能なエネルギー原単位の削減には、理論的な限界があります」とキパースキーは言う。 「決して安いものにはなりません」
これは、確かに、私たちが自分たちのために築いた恐ろしい世界です。 しかし、私たちの行動をきれいにするには、まだ遅くはないのかもしれません。
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