Khử muối có phải là một giải pháp khả thi cho tình trạng khan hiếm nước?

Tình trạng khan hiếm nước đang trở thành một vấn đề lớn trên toàn cầu. Và câu hỏi đặt ra là, làm thế nào để chúng ta giải quyết nó? Gần đây tôi đã xem xét cách số hóa các tiện ích nước có thể giúp ích, ở đây trọng tâm là khử muối.

Khử muối như một giải pháp khả thi cho tình trạng khan hiếm nước từ lâu đã được tranh luận do các quá trình sử dụng nhiều năng lượng và các vấn đề với nước muối như một sản phẩm phụ. Tuy nhiên, khi vấn đề khan hiếm nước tiếp tục tiến triển cùng với những cải tiến đối với quá trình khử muối, chúng ta phải coi khử muối là một lựa chọn để giải quyết một trong những vấn đề cấp bách nhất mà chúng ta phải đối mặt ngày nay.

Dưới đây, tôi chia sẻ suy nghĩ của mình về:

• Những thách thức ngày càng tăng của tình trạng khan hiếm nước
• Các vấn đề xung quanh khử muối
• Những tiến bộ trong khử muối
• Câu chuyện thành công khử muối

Tình trạng khan hiếm nước đã là một chủ đề lớn trên thế giới trong nhiều năm. Tuy nhiên, chúng ta hiện đang ở thời điểm nhu cầu về nước ngọt cao đến mức vượt xa nguồn cung. Điều này đã và sẽ tiếp tục gây ra các vấn đề lớn trên khắp thế giới, đặc biệt là ở các khu vực xây dựng phải đối mặt với các vấn đề về việc lấy nước ngọt hoặc phân phối nước.

Ngoài ra, khi chúng ta lấy nước ngọt từ các nguồn tài nguyên mà chúng ta có, chúng ta cũng đang gây ô nhiễm nó, chỉ để đưa nước ngọt bị ô nhiễm trở lại vào cùng một nguồn tài nguyên khan hiếm. Xử lý nước thải này và tái sử dụng nó sẽ đi một chặng đường dài hướng tới việc giảm khan hiếm nước.

Tuy nhiên, có một số khu vực trên thế giới như Trung Đông, Úc và một số nơi ở Nam Mỹ cực kỳ khô cằn, nơi mọi người gặp khó khăn trong việc tiếp cận nước ngọt.

Khử muối là một giải pháp có thể giải quyết vấn đề khan hiếm nước. Vì 70% bề mặt thế giới là nước biển, chúng ta có sẵn một lượng nước khổng lồ – nhưng loại nước này không có chất lượng có thể uống được.

Vậy câu hỏi đặt ra là khử muối có phải là một giải pháp khả thi để giảm tình trạng khan hiếm nước và cung cấp cho người dân nước ngọt, có thể uống được không? Điều này đã được hỏi nhiều lần trong nhiều năm. Các vấn đề xung quanh việc khử muối bao gồm chi phí cao – lấy nước từ sông, đập hoặc tầng chứa nước rẻ hơn nhiều, và đó cũng là một quá trình tốn nhiều năng lượng.

Chúng tôi cũng có trách nhiệm bảo vệ sinh vật biển, nhưng hóa chất và khoáng chất được thêm vào nước trong quá trình khử muối sau đó được đưa trở lại đại dương. Một lượng rất lớn nước muối – về cơ bản là muối cô đặc – cũng được sản xuất và đưa trở lại. Mặc dù có lập luận rằng điều này không ảnh hưởng đến biển, nhưng người ta đã chứng minh rằng độ mặn của Biển Ả Rập đã tăng 10% và ở các địa điểm khác tăng 20% vì biển quá nông.

Đưa nước muối trở lại biển có tác động vật chất đến môi trường, đây là một vấn đề – cùng với chi phí, năng lượng và CO2 được tạo ra – cần được giải quyết lâu dài nếu khử muối là giải pháp cho tình trạng khan hiếm nước.

Khử muối đã đi một chặng đường dài trong mười năm qua. Ban đầu, việc bốc hơi và làm bay hơi nước với mức thu hồi rất thấp và đưa nước muối trở lại biển rất tốn kém và bơm rất nhiều CO2 vào không khí.

Tuy nhiên, kể từ khi phát minh ra thẩm thấu ngược, điều này đã làm giảm năng lượng tiêu tốn đáng kể. Lượng CO2 thải vào không khí và tỷ lệ thu hồi được cải thiện đã dẫn đến ít nước biển chảy ra từ biển hơn, và đến lượt nó, làm giảm đáng kể chi phí khử muối – thứ từng có giá 1 đô la mỗi mét khối bây giờ là nửa đô la mỗi mét khối, và ít hơn trong một số trường hợp.

Những cải tiến này, cũng như sự ra đời của năng lượng tái tạo thông qua năng lượng mặt trời và gió, đã tối ưu hóa khử muối trong năm năm qua để nó được xem xét – từ góc độ chi phí – một giải pháp rất khả thi để giảm khan hiếm nước.

Kết nối thẩm thấu ngược với các cơ sở khử muối cho phép chúng tôi giảm chi phí hơn nữa. Quan trọng hơn, điều này cũng cho phép chúng tôi giảm lượng CO2 thải vào không khí tiết kiệm chi phí hơn.

Tuy nhiên, vấn đề đưa nước muối trở lại biển, gây thiệt hại cho sinh vật biển, và làm thay đổi môi trường biển, vẫn còn. Một giải pháp để chống lại điều này là không đưa nước muối trở lại biển, hoặc, đặt nó trở lại trong tình trạng tốt hơn so với khi nó được lấy. Nếu điều này xảy ra, khử muối sẽ là một giải pháp rất tích cực cho vấn đề khan hiếm nước.

Một số khu vực trên thế giới, chẳng hạn như Trung Đông và Úc đã tiến hành hành trình khử muối. Ví dụ, phần lớn quá trình khử muối xảy ra ở Úc được bù đắp bằng năng lượng tái tạo – điều này cũng xảy ra ở một số khu vực của Trung Đông, Saudia Arabia và Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất. Một số nhà máy khử muối này cũng đang được kết nối với các cơ sở năng lượng mặt trời có thể tạo ra nhiều năng lượng, giúp giảm nhu cầu lấy nước ra khỏi tầng chứa nước và cho phép mực nước ngầm dâng cao.

Tại NEOM (một thành phố đang được xây dựng ở Ả Rập Xê Út sẽ kết hợp các công nghệ thành phố thông minh), việc xả chất lỏng bằng không đang được sử dụng để bảo vệ môi trường biển nhạy cảm, bao gồm cả các rạn san hô. NEOM cũng đang sử dụng năng lượng tái tạo, bù đắp các vấn đề xung quanh việc khử muối.

Khi chúng ta xem xét tất cả những điều này, rõ ràng là khử muối đang đi một chặng đường dài để giải quyết cuộc khủng hoảng nước trên thế giới.

Gavin Van Tonder

là Giám đốc Điều hành về Nước tại NEOM và là một trong nhiều chuyên gia

mà chúng tôi đồng sáng tạo Qatium.