پيام نفت -رسانه خبري تحليلي نفت، گاز و انرژي : فرصت طلايي شيرين سازي و تامين آب ارزان دركشور
جمعه، 16 آبان 1393 - 15:47 کد خبر:31267
پيام نفت: كشور عزيز ما ايران در اقليم خشك و نيمه خشك قرار گرفته و اين امر ما را با مشكل جدي كم ابي و بي ابي در بسياري از مناطق كشور مواجه نموده ولي پيشينيان با درايت ما كه سرامد علوم و نواوري در طول تاريخ پر فراز گذشته بوده اند با نبوغ و ابتكارات بي نظيرمانند احداث قنات و انتقال اب و استفاده از منابع اب زيرزميني در اكثر نقاط كشور - ايجاد پيچده ترين روش تصفيه و شيرن سازي اب در بندر سيراف بوشهر در 3000سال پيش كه همچنان ما رادر مواقع كم ابي ياري مي نمايد - احداث اب انبارها ذخيره اب در مناطق كويري مانند سيستان و هرمزگان- احداث اب بندها و... كه پس از هزاران سال هنوز باعث شگفتي و حيرت جهانيان است بر اين مشكل فائق امده و ان را مديريت نمودنند كه همگي نبوغ و فراصت نيكان ما را براي همزيستي وحداكثر استفاده از ابزار و امكانات موجود براي زندگي بهتر در اين شرايط اقليمي را ميرساند هر چند در كناراين سرزمين نيمه خشك خداوند ما را بر دريايي از انرزي نفت و گاز قرار داده بنوعي كه دومين كشور داراي منابع عظيم نفت خام و گاز طبيعي در جهان مي باشيم.
اكنون نوبت ماست كه با فراخور زمان و استفاده از ابزار نوين با وجود انرژي فراوان بابهرمندي از حداكثر راندمان استحصال اين انرژيها بهره برده و بر مشكل بي ابي غلبه كنيم چرا كه در كشور ما دو مزيت خداددادي در كنار هم قرار گرفته بگونه اي كه در مناطق ساحلي كشور منابع عظيم انرژي و درياي بيكران اب شور مزيتي كم نظير واستثنايي را براي ما ايجاد نموده در اين مناطق ميتوان با استفاده از بازيابي انرژي مازاد حرارتي ازنيروگاهها و سوخت مازاد مخازن گاز و نفت استحصالي كه بلا استفاده مي سوزد از طريق كوپلينگ با آب شيرين كن هايي مانند تقطير ناگهاني چند مرحله اي (MSF) ، تقطير چند مرحله اي (ME) ، تراكم بخار(VC)و ...ميليونها متر مكعب اب را شيرين سازي و استفاده نمود كه علاوه بر مرتفع نمودن نيازابي سواحل خليج هميشه فارس مازاد انرا به نقاط همجوار ارسال نمود.
كاري كه كشورهاي همسايه ما با تكنولوژي غربي از بهره مي برند .اين امر علاوه بر تامين اب در اين مناطق از هدر رفت ميلياردها تومان سرمايه ملي جلوگيري خواهد نمود چرا كه در اين روش از انرزي بلا استفاده كه به هدر ميرود مجددا استفده خواهيم نمودو مهمتر اينكه از هزينه كرد ميلياردها تومان جهت انتقال اب به مناطق كم اب ساحلي جلوگيري مينماييم در اين روش كه به راندمان تركيبي مشهور است با استفاده از گرماي اضافي آزاد شده از نيروگاههاي توليد برق يا ساير منابع جهت انجام شيرن سازي اب عمل خواهيم نمود اكثرا در طرحهاي نمكزدايي از انرژي سوخت فسيلي يا هسته اي استفاده مي كنند. بيشتر كارخانهها نمك زدايي جهان در خاورميانه يا آفريقاي شمالي قرار دارند. در اين كشورها به دليل وجود منابع عظيم انرژي، ساخت واحدهاي دو منظوره مي توانند در توليد آب ارزان تاثيرگذار باشند به گونهاي كه كشورهاي بياباني خاور ميانه با اين تكنولوزي تقريبا مشكل بي ابي خود را مديريت و بر ان غالب گرديده اند متاسفانه ما از اين قافله عقب مانده ايم و بجاي استفاده از امكانات موجود در هر منطقه و جلوگيري از پرت سرمايه ملي بسمت طرحهاي پر هزينه انتقال اب كه در اينده مشكلات بيشمار اقتصادي و زيست محيطي را بدنبال خواهد داشت مي رويم .
نيروگاه اتمي
يك نيروگاه هستهاي در اصل مانند يك نيروگاه فسيلي (حرارتي) كارميكند، با اين تفاوت كه در نيروگاه اتمي، حرارت از سوزاندن زغال سنگ، نفت و يا گاز ايجاد نميشود، بلكه از راه شكاف هسته اتم توليد ميشود. جريان آب، اين حرارت را به مولد بخار كه درآن آب بهبخار تبديل ميشود، از مدار اول منتقل ميكند و بخار حاصله، توربين و در نتيجه مولد برق را به گردش در ميآورد و سپس در چگالنده به آب تبديل ميشود. اين آب در مدار دوم دوباره به مولد بخار برگردانده ميشود و حرارت پس داده شده ، هنگام تبديل بخار به آب در چگالنده، به وسيله آب خنككننده در مدار سوم جذب و خارج ميشود.كه اين حرارت ارزشمندو ارزان در كل نيروگاههاي ما به هدر ميرود.
نيروگاه اتمي علاوه بر توليد برق ، فوايد و كاربردهاي ديگري نيز دارد كه از جمله شيرينسازي آب شور دريا است. مي توان به هر واحد نيروگاه اتمي هزار مگاواتي، يك واحد شيرينسازي آب شور به ظرفيت صد هزار متر مكعب در روز متصل كرد و آب شور از دريا به وسيله پمپ به واحد شيرين-سازي آب شور هدايت كرد. در اين واحد، از حرارت توليد شده به وسيله راكتور براي تقطير كردن آب استفاده ميشود. آب تقطيرشده پس از طي مراحلي بهآب آشاميدني تبديل ميشود. مايعات زايد دوباره به دريا برگردانده شده،و آب آشاميدني وارد شبكه توزيع مي گردد.
در ژاپن 8 راكتور هستهاي در امر نمكزدايي فعاليت ميكنند. اين كارخانهها منبع توليد مقادير عظيمي از آب شيرين در جزير ه ژاپن هستند. بزرگترين واحد تبخيري اب جهان با ظرفيت 450000 مترمكعب در روز در عربستان سعودي نصب شده است و بزرگترين واحد فيلتري جهان با ظرفيت 300000 مترمكعب در روز در سرزمين هاي اشغالي فلسطين نصب شده.
در كشور ما ايران نيز در اين راه گامهايي برداشته شده و در قرارداد اوليه ساخت نيروگاه اتمي بوشهر راه اندازي آب شيرين كن به ظرفيت 100هزار متر مكعب آب در روز پيش بيني شده بود اما با تغييراتي ميزان حجم توليد آب شيرين كن به 10 هزار متر مكعب كاهش يافته است.
هر چند مقرر گرديده اين كاستي در ساخت فاز دوم راكتور نيروگاه اتمي بوشهرمرتفع گردد و با ايجاد آب شيرين كن با ظرفيت بالاتر براي تامين بخشي از آب مورد نياز كشاورزي استان بوشهر اقدام گردد . اما لازم است شركت اب و فاضلاب كشور بعنوان متولي امر بطور جدي اين مهم را پيگيري نمايد چرا كه نيروگاه اتمي بوشهر داراي مزاياي بسياري در خصوص ارزاني و پاكي ميباشد بطوري كه براي مقايسه، مقدار انرژي اورانيوم موجود درراكتور نيروگاه اتمي بوشهر ( ۸۰تن) برابر است با مقدار انرژي موجود در ۱۷ميليون بشكه نفت خام. در مقياس كوچك، انرژي حاصل از سوزاندن يك قرص سوخت ۱۲گرمي اورانيوم معادل انرژي حاصل از سوختن يك تن زغال سنگ، دو ونيم تن چوب و ۱۷هزار فوت مكعب گاز طبيعي است. و لزا فرصت طلايي و ارزان متوليان امر در تامين اب ارزان و پاك براي سواحل خليج فارس ميباشد.
هر چند كارشناسان به هزينههاي بالاي نمكزدايي اشاره دارندو معتقدند سيستمهاي غشايي معمولا از انرژيهاي پايينتري از انرژي تقطير حرارتي نياز دارد كه اين روش باعث كاهش هزينههاي نمكزدايي در ده سال اخير شده است. نمكزدايي از اب انرژي زيادي نياز دارد و لي فاكتورهاي ذيل بر اقتصاد يك واحد نمكزدايي موثرند، مانند ظرفيت و سهولت دسترسي، كيفيت آب ورودي، موقعيت، نوع مصرف آب (گياه، حيوان يا انسان)، نيروي كار، انرژي، سرمايه و تمركز مصرفكنندگان. در حال حاضر واحدهاي نمكزدايي فشار، دما و ميزان شوري را جهت بهينه ساختن بازده استخراج آب كنترل ميكنند. نمكزدايي با انرژي هستهاي ميتواند در مقياسهاي بزرگ كاملا اقتصادي باشد.
اما با همه تفاصيل در كشور ما ايران بخصوص در منطقه بوشهر و عسلويه و مناطق نفت خيز كه داراي امكانات بلقوه خوبي مانند نيروگاه اتمي و يا مشعلهاي عظيم سوخت مازاد مخازن نفت و گاز ميباشيم نمك زدايي اب دريا بروش تقطير كاملا اقتصادي و توجيه پذير مي باشد چرا كه ما عملا از نيروي هدر رونده خنك سازسي نيروگاه و يا سوخت اضافه و غيرقابل استفاده مخازن نفت و گاز جهت شيرين سازي استفاده مي كنيم و در نتيجه ارزانترين منبع شيرين سازي اب را در اختيار خواهيم داشت و ميتوان ابي با پايين ترين قيمت توليد و توزيع نمود ودر صورت سياست گذاري صحيح مي تواند يكي از بخشهاي جذاب براي ورود بخش خصوصي به اين عرصه باشد.
فناوريهاي جديد و پيشرفتهاي ديگرشيرين سازي آب
بسياري از فناوريهاي نمكزدايي جديد با ميزانهاي متفاوت از موفقيت آزمايش و تحقيق شدهاند. بعضي از آنها هنوز در مرحله محاسبات كاغذي ميباشند در حالي كه برخي ديگر در مرحله جذب سرمايه مورد نياز تحقيق هستند. براي مثال، براي تعادل بخشيدن به مصرف انرژي مورد نياز نمكزدايي، دولت آمريكا در حال فعاليت جهت گسترش نمكزدايي خورشيدي به صورت كاربردي است.
يك دانشجوي اردني دانشگاه اوتاوا به نام محمد رسول تكنولوژي جديدي جهت نمكزدايي ابداع كرده است كه مدعي است بين 600 تا 700 درصد كارآمدتر از تكنولوژيهاي رايج است. ، شركت جنرال الكتريك به دنبال تكنولوژي مشابهي ميباشد و بنياد ملي علوم آمريكا اعتباري را براي تحقيق بر روي اين موضوع در اختيار دانشگاه ميشيگان قرار داده است.
تحقيقات اخير نشان دادهاند كه غشاهاي نانولولهاي به شدت در تصفيه آب موثرند و مي توانند يك فناوري نمكزدايي حياتي را به وجود آورند كه انرژي بسيار كمتري از انرژي اسمز معكوس نياز دارد.
در حال حاضر يكي از مثالهاي موثر و جديد براي تحقيقات در نمكزدايي، تمركز بر روي بيشتر كردن راندمان انرژي و كاهش هزينهها مي باشد. فرايند پاسارل(Passarell Process)در اين كار ممكن است مورد استفاده قرار گيرد.
يكي ديگر از فناوريها، استفاده از انرژي زمين گرمايي است. يك كنسرسيوم بينالمللي به نام SDSUCITI در اين زمينه كار كرده است. در بسياري از مناطق، از نقطه نظر اقتصادي و زيست محيطي نمكزدايي با استفاده از انرژي زمين گرمايي با صرفهتر از نمكزدايي با استفاده از سوختهاي فسيلي يا استفاده از آبهاي سطحي و زيرزميني در معرض تهديد است كه شرايط اينكار در شمال غرب كشور مهياست .
واحد فناوريهاي آب زيمنس گزارش داده كه يك فناوري جديد نمكزدايي را توسعه دادهاست كه نمكزدايي يك متر مكعب آب را تنها با انرژي 1.5 كيلووات ساعت انجام ميدهد و اين نصف ميزان انرژي است كه بقيهي فناوريهاا استفاده ميكنند.
آب شيرينكنهاي خورشيدي راه بسيار سادهاي جهت نمكزدايي است كه با انرژي گرماي خورشيد كار ميكند و مخصوصا براي هنگامي كه تجهييزات نمكزدايي در دسترس نميباشد. يكي از انواع اصلي دستگاههاي آب شيرينكن خورشيدي مخروطي شكل، جعبهاي شكل و گودالي هستند. براي ددستگاههاي مخروطي شكل آب شور در ته ظرف قرار ميگيرد و سپس بوسيلهي انرژي خورشيدي كه از ميان سطح شفاف پلاستيكي دريافت ميكند تبخير ميشود و بر روي سطح پلاستيكها چگاليده شده و از روي سرازيري آن به سمت پايين چكه ميكند و در محلهاي مخصوص جمعآوري ميشود. مدلهاي جعبهاي پيچيدهتر و انواع گودالي آن پيچيدگي كمتري دارند. از اين تكنولوژي مي توان در مناطق كويري كشور به خوبي بهره برد.
تاثيرات زيستمحيطي شيرين سازي آب
در همه واحدهاي نمكزدايي صرف نظر از اين كه از چه فناوري براي شيرينسازي استفاده ميشود، مسئله پساب شور خروجي مسئله مهم زيست محيطي است. اساس تقسيمبندي آژانس حفاظت محيط زيست ايالات متحده آمريكا به عنوان يك پساب صنعتي شناخته شده است.
در نواحي ساحلي ميتوان بدون اين كه نگران تغيير در غلظت نمك اقيانوسها بود اين پساب را به دريا باز گرداند. ولي در مورد روش اسمز معكوس كه در كشور ما بدون برنامه در حال گسترش است به علت اين كه غلظت پساب دو برابر آب دريا است ممكن است باعث تغيير در غلظت نمك درياها شود و به خصوص در مورد گونههايي كه در اعماق اقيانوسها زندگي ميكنند اين تغييرات باعث تهديد حيات آنها شود. در حال حاضر مشكل اصلي در نواحي سرزميني است كه دفع پساب شور باعث وارد آمدن آسيب جدي به محيط زيست به ويژه سفرههاي آبهاي زيرزميني، رودخانهها و درياچهها ميشود و از سوي ديگر دفع صحيح اين پساب باعث افزايش هزينههاي شيرينسازي ميشود.
براي به حداقل رساندن آسيبهاي زيست محيطي پساب شور رها كردن آن در سطح وسيعي از دريا است به اين ترتيب كه پساب به چند بخش تقسيم شده و در قسمتهاي مختلف دريا رها ميشوند.پساب شور ميتواند در بعضي از نواحي آسيبهاي جدي به محيط زيست وارد نمايد، به عنوان مثال در مناطقي كه ميزان شفافيت پايين و سرعت تبخير بالا است. خليج فارس، درياي احمر، لاگونها و جزاير مرجاني و ساير جزاير گرمسيري مثالهاي از اين مناطق هستند. به علت اين كه پساب شور چگالتر از آب دريا است، اكوسيستم بستر درياها در معرض خطر بيشتري نسبت به ساير مناطق قرار دارد. دقت در رها سازي اين پساب ميتواند آسيبها را به حداقل برساند.
نتيجه گيري :
1-در كشور عزيزمان ايران با توجه به وجود نيروگاهاي هسته اي و... شيرين سازي اب به روش تقطير در حوزه ان كاملا اقتصادي مي باشد شركت اب و فاضلاب بعنوان متولي بطور جدي پيگر ساخت اب شيركن 100هزار متر مكعبي نيرو گاه باشد.
2-دروزارت نيرو و شركت مهندسي اب و فاضلاب كشور اكيپ ويژه اي جهت پيگيري جدي استحصال اب شيرين از نيروگاه هسته اي و نيرو گاهاي موجود وسايرمنابع انرژي ايجاد گردد.
3- شركت اب و فاضلاب بجاي صرف هزينهاي ميلياردي انتقال اب به مناطق دوردست بخصوص ساحلي با امكان سنجي ازامكانات بلقوه موجود منطقه جهت استحصال اب بهره بگيردو
4- تجربيات موفق در دنيا بخصوص منطقه خاور ميانه و كشورهاي حوره خليج هميشه فارس ميتواند ما را در اين امر ياري نمايد با بومي سازي اين تجربيات ميتوان حركت سريعي در اين راستا انجام داد.
5-در تمام طرحهاي نيروگاهي متخصصين اب و فاضلاب جهت استفاده از انرژي مازاد و شيرن سازي اب بطور جدي فعال باشند.
6- روشهاي سنتي ابرساني پيشينيانمان را چراغ راه اينده قرار داده و با تكنولوزي نوين به مديريت و بهربرداري از اب كشور بپردازيم.
7-در مناطق نفتخيز و ساحلي بجاي استفاده از سيتم ro از روش تقطيري يا تركيبي چرا كه كاملا اقتصادي تر است از روش ro ميتوان در ساير مناطق كشور استفاده نماييم.
8- در راستاي اصل 44با در اختيار قرار دادن امكانات به بخش خصوصي با استفاده از توان بخش خصوصي در اين را گام برداريم.
9-با سياست گذاري صحيح و اصولي اين بخش را براي سرمايه گذاري بخش خصوصي جذاب نماييم.
10-مسله پساب خروجي اب شيرن كن ها از هر نوع از معظلات پيش روي ماست لازم است در همين ابتداي كار با مقررات سخت گيرانه و ارائه راهكارهاي فني و اصولي از خسارات سنگين زيست محيطي اتي جلوگيري نماييم.
* كارشناس مهندسي آب شركت آب و فاضلاب كشور