پایگاه خبری تحلیلی ایراسین؛ نمکزدایی نه یک انتخاب حاشیهای، بلکه به سرعت در حال تبدیل شدن به یک منبع آب پایدار و مقاوم در برابر خشکسالی برای این مناطق است؛ منبعی که برخلاف رودخانهها و مخازن، با تغییرات اقلیمی دچار نوسان نمیشود و در تمام فصول در دسترس است. شواهد جهانی نیز نشان میدهد که امروزنمکزدایی آب دریا بیش از هر زمان دیگری به یک نیاز حیاتی تبدیل شده است.
نخستین دلیل، افزایش چشمگیر جمعیت جهان است. تنها در ۵۰ سال گذشته، جمعیت زمین دو برابر شده؛ از حدود ۳.۴ میلیارد نفر در سال ۱۹۶۷ به ۷.۵ میلیارد نفر در سال ۲۰۱۷. افزایش جمعیت یعنی افزایش تقاضا برای آب در همه حوزهها؛ از صنعت و کشاورزی تا مصرف خانگی. این رشد، فشار بیسابقهای بر منابع محدود آب شیرین وارد کرده است. از سوی دیگر، اقتصاد جهان نیز چندین برابر شده است. تولید ناخالص داخلی جهانی از ۳ هزار میلیارد دلار در ۱۹۷۰ به بیش از ۱۰۵ هزار میلیارد دلار در ۲۰۲۳ رسیده است. یعنی حجم کالا و خدماتی که بشر امروز تولید میکند، بیش از ۵ برابر سال ۱۹۷۰ است. رشد تولید، رشد مصرف آب را در پی دارد؛ در حالی که منابع متعارف آب رشدی نداشته و حتی کاهش یافتهاند.
دلیل دوم ضرورت نمکزدایی، افت شدید منابع آب تجدیدپذیر است. مطابق دادههای بانک جهانی، سرانه آب تجدیدپذیر جهان از حدود ۱۳٬۶۸۰ مترمکعب در سال ۱۹۶۱ به تنها ۵٬۴۲۹ مترمکعب در سال ۲۰۲۱ رسیده؛ یعنی جهان طی ۶ دهه، نزدیک به ۶۰ درصد از منابع آب قابل اتکای خود را از دست داده است. این ارقام نشان میدهد که جهان عملاً وارد عصر کمآبی شده و منابع سنتی دیگر پاسخگوی نیازها نیستند.
سومین عامل، تمرکز جمعیت در نوارهای ساحلی است. امروز حدود ۴۰ درصد جمعیت جهان در فاصلهای کمتر از ۱۰۰ کیلومتر از سواحل زندگی میکنند؛ یعنی جایی که دریا، بزرگترین ذخیره آب جهان، در دسترسترین منبع برای تأمین آب به شمار میآید. از همین رو شیرینسازی آب دریا، به یک راهبرد کلیدی برای پایداری جمعیت و توسعه اقتصادی تبدیل شده است.
در گزارشهای ریسک جهانی نیز بحران آب یکی از بزرگترین تهدیدهای بشر معرفی شده است. بر اساس گزارش مجمع جهانی اقتصاد، بحران آب در میان ۱۰ ریسک مهم جهانی قرار دارد و از نظر تأثیرگذاری اجتماعی، «ریسک شماره یک» جهان است. این یعنی هیچ تهدیدی به اندازه کمآبی، زندگی انسانها، اقتصادها و دولتها را تحت فشار قرار نمیدهد.
تصویر آینده نیز چندان امیدوارکننده نیست. امروز بیش از ۲.۲ میلیارد نفر به آب آشامیدنی کافی دسترسی ندارند و پیشبینی میشود این عدد در دهههای آینده افزایش یابد. خاورمیانه یکی از کانونهای اصلی تنش آبی است و احتمالاً تا سال ۲۰۵۰ تعداد افراد در معرض کمآبی دو برابر خواهد شد. در بسیاری از کشورهای آفریقایی و آسیایی نیز زنان و کودکان روزانه چندین کیلومتر برای جمعآوری آب راه میروند. این واقعیتها نشان میدهد که امنیت آبی، پیششرط توسعه، سلامت و حتی آرامش اجتماعی است.
از سوی دیگر، سرمایهگذاری در آب یک بازده چندبرابری دارد. طبق اعلام سازمان جهانی بهداشت، هر یک دلار سرمایهگذاری در بخش آب و فاضلاب، بین ۳ تا ۳۴ دلار بازده اقتصادی ایجاد میکند. گرچه نمکزدایی امروز هنوز به این سطح از بازده نرسیده، اما با کاهش مداوم هزینههای فناوری، به سرعت به یک گزینه اقتصادی قابل اتکا تبدیل میشود.
همه این نشانهها از یک حقیقت واحد حکایت دارند: تکیه انحصاری بر منابع آب تجدیدپذیر دیگر کافی نیست. جهان برای عبور از بحران آب نیازمند منابع جایگزین است و نمکزدایی امروز یکی از مهمترین و پایدارترین گزینههای پیشروست.
پیشتازی منطقه خلیج فارس در شیرینسازی آب در جهان
منطقه خاورمیانه یکی از خشکترین پهنههای زمین است؛ جایی که رشد جمعیت، توسعه شهرنشینی، تغییرات اقلیمی و محدودیت منابع آب شیرین، دهههاست آن را به کانون تنش آبی جهانی تبدیل کرده است. طبیعی است که در چنین شرایطی، شیرینسازی آب دریا نه یک انتخاب، بلکه یک ضرورت حیاتی بوده و همین امر باعث شده این منطقه در صدر فهرست بزرگترین تولیدکنندگان آب شیرینشده جهان قرار گیرد.
بر اساس دادههای Statista، در سال ۲۰۲۴ منطقه خاورمیانه و شمال آفریقا بیش از ۵۳ درصد ظرفیت جهانی شیرینسازی آب را در اختیار داشته است؛ سهمی بیرقیب که نشان میدهد دولتهای این منطقه به خوبی دریافتهاند که آینده امنیت آب آنها در گرو استفاده از فناوریهای نمکزدایی است.
در میان کشورهای خاورمیانه، کشورهای حاشیه خلیج فارس بیشترین فشار آبی و در نتیجه بیشترین توسعه تاسیسات نمکزدایی را داشتهاند. اگر کل آب شیرین تولیدشده در جهان را حدود ۱۱۰ میلیون مترمکعب در روز در نظر بگیریم (IDRA,2025)، تنها شش کشور از هشت کشور حاشیه خلیج فارس به تنهایی بیش از یکچهارم این مقدار را تولید میکنند. تا سال ۲۰۲۳ ظرفیت مجموع تاسیسات آنها به نزدیک به ۲۸ میلیون مترمکعب در روز رسیده که رقم قابلتوجهی در مقیاس جهانی است و تقریباً معادل ۲.۵ درصد از متوسط سالانه اتلاف آب شیرین در خلیج فارس بر اثر تبخیر محسوب میشود.
از نظر فناوری نیز کشورهای منطقه به شکل گسترده از اسمز معکوس (RO)، تقطیر ناگهانی چندمرحلهای (MSF) و تقطیر چنداثره (MED) استفاده میکنند؛ با این تفاوت که ترکیب این فناوریها در هر کشور بسته به شرایط، زیرساخت و سیاست انرژی متفاوت است. به عنوان مثال، سهم RO در ایران بیش از ۷۴ درصد، در عمان بیش از ۸۵ درصد و در عربستان حدود ۵۴ درصد بوده است، در حالی که کشورهایی مانند کویت و قطر همچنان اتکای بیشتری به فناوریهای حرارتی دارند. این تفاوتها نشان میدهد هر کشور در مسیر گذار تکنولوژیک مختص خود حرکت کرده و به تدریج به سمت فناوریهای کممصرفتر و سازگارتر با محیط زیست پیش میرود.
تاریخچه توسعه این فناوری در منطقه نیز با سرعت بالای رشد اقتصادی و اجتماعی کشورهای خلیج فارس گره خورده است. از زمان آغاز بهرهبرداری از نفت، جمعیت این کشورها از ۱۹۵۰ تا ۲۰۱۵ بیش از ۱۲۰۰ درصد رشد کرده و امید به زندگی از ۴۵ سال به بیش از ۷۵ سال رسیده است (UN,2017). این همه رشد در یکی از کمآبترین نقاط جهان بدون توسعه فناوریهای نمکزدایی تقریباً ناممکن بود. نخستین واحدهای شیرینسازی در دهه ۱۹۵۰ در کویت و قطر راهاندازی شد و تا دهه ۱۹۷۰ تقریباً همه واحدهای منطقه بر پایه فناوریهای حرارتی کار میکردند. اما به دلیل هزینه بالای انرژی، نگرانیهای زیستمحیطی و ضرورت افزایش کارایی، از دهه ۱۹۸۰ به بعد گذار به اسمز معکوس آغاز شد و اکنون RO در بسیاری از کشورها به فناوری غالب تبدیل شده است.
روند رشد ظرفیت نمکزدایی در کشورهای حاشیه خلیج فارس طی پنج دهه گذشته کاملاً پیوسته و صعودی بوده است. مطابق دادههای Nesterov، از سال ۲۰۰۰ تا ۲۰۲۳ ظرفیت تولید آب شیرینشده از حدود ۵ میلیون مترمکعب در روز به بیش از ۲۷ میلیون مترمکعب در روز رسیده است؛ یعنی بیش از پنج برابر رشد در کمتر از ربع قرن. این دوره را بهحق میتوان «عصر جهش شیرینسازی» در منطقه نامید. پیشبینیها حاکی است که تا سال ۲۰۳۰ حداقل ۶.۲ میلیون مترمکعب دیگر به ظرفیت موجود افزوده شود و تولید کل به حدود ۳۲ میلیون مترمکعب در روز برسد که تقریباً برابر با کل تولید جهانی در سال ۲۰۰۶ است.
اما چشمانداز آینده حتی بزرگتر است. بر اساس یک برآورد معتبر (Le Quesne,2021)، ظرفیت نمکزدایی کشورهای خلیج فارس تا سال ۲۰۵۰ میتواند به حدود ۸۰ میلیون مترمکعب در روز برسد. به بیان دیگر، منطقه احتمالاً تا سه دهه آینده ظرفیت خود را بیش از سه برابر خواهد کرد و همچنان به عنوان بزرگترین قطب نمکزدایی جهان باقی خواهد ماند. چنین رشدی نشان میدهد که کشورهای خلیج فارس نمکزدایی را نه یک راهکار موقت، بلکه یک ستون اصلی در راهبرد امنیت آب خود تعریف کردهاند.
در مجموع میتوان گفت کشورهایی که بیشترین تنش آبی را تجربه کردهاند، اکنون بزرگترین بازیگران صنعت نمکزدایی جهان هستند. این تجربه نشان میدهد چگونه فشار منابع محدود میتواند به محرک نوآوری، سرمایهگذاری و فناوری تبدیل شود. مسیر کشورهای خلیج فارس گواه آن است که در عصر جدید، پیشرفت پایدار در سرزمینهای کمآب بدون فناوری ممکن نیست و شیرینسازی آب دریا به یکی از مهمترین ابزارهای توسعه، تابآوری و آیندهنگری در این منطقه تبدیل شده است.
چالشها و فرصتهای نمکزدایی آب دریا
نمکزدایی آب دریا را باید یک «شمشیر دولبه» دانست؛ فناوریای که همزمان حامل امید و نگرانی است. از یک سو امکان تولید پایدار آب باکیفیت را فراهم میکند و پاسخی است برای جهانی که با تشنگی روزافزون روبهروست. از سوی دیگر، پیامدهای زیستمحیطی، هزینههای انرژی و آثار تجمعی آن بر اکوسیستمهای حساس، نیازمند مدیریت دقیق و آیندهنگرانه است. بدین ترتیب، نمکزدایی نه یک راهحل مطلق، بلکه ابزاری است که تنها در صورت بهکارگیری هوشمندانه و مسئولانه میتواند به بخشی پایدار از سبد تأمین آب کشورها تبدیل شود. در ادامه، مهمترین چالشهای این صنعت بررسی میشود.
چالش تخلیه شورابه
یکی از مهمترین موضوعات مورد بحث در نمکزدایی، دفع شورابه است؛ پسابی بسیار شور و متراکم که چگالی بالاتری از آب دریا دارد و هنگام ورود به دریا به کف فرو مینشیند. این انباشت میتواند زیستبومهای کفزی را دچار اختلال کند. با توجه به اینکه تقریباً نیمی از شورابه تولیدی در فاصله یک کیلومتری ساحل و حدود ۸۰ درصد آن در ۱۰ کیلومتری تخلیه میشود، مناطق ساحلی بیشترین فشار را متحمل میشوند.
در سطح جهانی، به ازای هر یک لیتر آب شیرین، حدود ۱.۵ لیتر شورابه تولید میشود؛ رقمی که ۵۰ درصد بیش از برآوردهای گذشته است. اما وضعیت در خاورمیانه، بهویژه در حاشیه خلیج فارس، بسیار حساستر است. چهار کشور عربستان، امارات، قطر و کویت تنها حدود ۳۲ درصد از آب شیرین شده جهان را انجام می دهند در آن سو حدود ۵۵ درصد از شورابههای جهان را تولید میکنند آبی که خود میانگین شوری آن حدود ۴۴ گرم در لیتر است و از شورترین پهنههای آبی جهان به شمار میرود.
بحران زمانی جدیتر میشود که بدانیم بخش بزرگی از تاسیسات منطقه همچنان از فناوری تقطیر ناگهانی چندمرحلهای (MSF) استفاده میکنند؛ فرایندی که هم انرژیبر است و هم شورابه بسیار بیشتری نسبت به اسمز معکوس تولید میکند. با توجه به تبخیر شدید (بیش از ۳۰۰۰ میلیمتر در سال)، بارندگی بسیار کم و جریان محدود تبادل آب با اقیانوس، خلیج فارس توان خودپالایی پایینی دارد و شورابه انباشتهشده در آن بهسادگی رقیق نمیشود.
پژوهشها نشان میدهد اگر ظرفیت نمکزدایی خلیج فارس در آینده به حدود ۸۰ میلیون مترمکعب در روز برسد، بیش از یکسوم آبهای کمعمق منطقه دچار افزایش شوری قابلتوجه خواهد شد. افزایش دما، تغییرات اقلیمی، کاهش ورودی آب شیرین و گسترش همزمان تاسیسات، این آثار را تشدید میکند و ما را با پدیده «تأثیرات تجمعی» روبهرو میسازد؛ یعنی فشارهایی که هرکدام جداگانه قابلتحملاند، اما در کنار هم به بحرانی بزرگ تبدیل میشوند.
در چنین وضعیتی، مدیریت تخلیه شورابه با روشهایی همچون ترکیب آن با پساب صنعتی یا آب خنککننده نیروگاهها، رقیقسازی فعال، و توزیع فضایی هوشمندانه خروجیها میتواند اثرات زیستمحیطی را کاهش دهد. همینطور حرکت به سمت فناوریهایی با بازیابی بالاتر و شورابه کمتر، ضرورتی اجتنابناپذیر است.
چالش پیوند آب و انرژی
نمکزدایی بدون انرژی امکانپذیر نیست. انرژی قلب تپنده این صنعت است و بیشترین سهم از هزینههای عملیاتی، در مواردی تا ۵۵ درصد کل هزینه به مصرف انرژی اختصاص دارد. از همین رو، «پیوند آب و انرژی» یکی از بنیادیترین چالشهای نمکزدایی است.
با وجود وابستگی جدی، در اغلب کشورها مدیریت انرژی و آب مستقل از هم انجام میشود. این جدایی گاه موجب آسیبپذیری دوطرفه میشود: اختلال در شبکه انرژی میتواند تاسیسات آب شیرینکن را متوقف کند و خشکسالی نیز قادر است تولید انرژی، بهویژه نیروگاههای حرارتی را با چالش روبهرو کند. فهم این وابستگی و برنامهریزی یکپارچه برای آن، شرط لازم توسعه پایدار نمکزدایی است.
تا سالهای اخیر، بیش از ۹۹ درصد انرژی مورد نیاز نمکزدایی از سوختهای فسیلی تأمین میشد. مصرف سالانه برق این صنعت دستکم ۷۵ تراوات ساعت برآورد میشود. برخی کشورها مانند عربستان به تنهایی سالانه حدود ۱۷ تراوات ساعت برق برای نمکزدایی مصرف میکنند؛ یعنی حدود ۶ درصد مصرف کل برق کشور.
هرچند فناوری اسمز معکوس رشد چشمگیری داشته و مصرف انرژی آن نسبت به گذشته بهطور قابل توجهی کاهش یافته، اما نمکزدایی همچنان یک فناوری انرژیبر است و در مقیاس وسیع، بار سنگینی بر شبکه برق وارد میکند.
در این میان، انرژیهای تجدیدپذیر (خورشیدی، بادی و ترکیبی) میتوانند مسیر جدیدی برای کاهش هزینه، کاهش انتشار کربن و کاهش وابستگی به سوختهای فسیلی باشند. هرچند هنوز هزینه سرمایهگذاری اولیه بالاست، اما روند جهانی کاهش هزینه انرژی تجدیدپذیرها امیدبخش است. استفاده از فناوریهایی مانند سیستمهای خورشیدی حرارتی با ذخیرهسازی انرژی یا ترکیب تولید برق و نمکزدایی میتواند بهرهوری انرژی را به شدت افزایش دهد.
چالش کربن و پیامدهای اقلیمی
چالش نمکزدایی فقط شوری آب و مصرف انرژی نیست. پژوهشها نشان میدهد افزایش دمای ناشی از تخلیه آب شور حتی در حد ۰.۵ تا ۱ درجه میتواند به مرجانها آسیب بزند. همزمان، بسیاری از واحدهای نمکزدایی با انرژی فسیلی کار میکنند و همین امر به افزایش دیاکسیدکربن و گرمایش زمین دامن میزند.
در سطح جهانی، رشد سریع جمعیت (سالانه ۸۰ میلیون نفر) نیاز به آب و انرژی را بیشتر میکند و عملاً مصرف سوخت و انتشار کربن را افزایش میدهد. نمودارهای تاریخی نیز نشان میدهند که از قرن هجدهم تاکنون، رشد جمعیت و رشد کربن همزمان پیش رفتهاند.
سال ۲۰۲۳ اوج این روند بود: گرمترین سال ثبتشده در تاریخ و یکی از دهههایی با بالاترین دما در همه رکوردها
با این حال، ردپای کربن نمکزدایی میتواند کنترل شود؛ این مقدار بین ۰.۴ تا ۶.۷ کیلوگرم CO₂ برای هر مترمکعب است و با انرژی تجدیدپذیر قابل کاهش جدی است. نمونه موفق، نیروگاه نمکزدایی پرت استرالیا است که ۱۰۰٪ انرژی خود را از باد تأمین میکند. کشورهایی مانند قطر نیز در چشمانداز ۲۰۳۰ به سمت فناوریهای کمکربن و جایگزین حرارتی حرکت میکنند.
در نتیجه، نمکزدایی برای آینده ضروری است، اما تنها با کاهش آلایندگی و اتکا به انرژی پاک میتواند به راهحلی پایدار تبدیل شود.
نظر شما