ปัญหาการขาดแคลนน้ำแก้ไขได้ ด้วยการการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล

รวมถึงพลังงาน ทำให้ประเทศจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ เผชิญกับภัยคุกคามจากการขาดแคลนน้ำ

ข้อมูลจาก World economic forum ระบุว่า ทางออกหนึ่งที่จะตอบสนองความต้องการน้ำจืดที่เพิ่มขึ้นคือการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเอาเกลือออกจากน้ำทะเลเพื่อผลิตน้ำดื่ม แม้ว่ากระบวนการนี้เพียงอย่างเดียวไม่สามารถป้องกันวิกฤติน้ำทั่วโลกได้ แต่ก็มีบทบาทสำคัญในการช่วยให้ผู้คนทั่วโลกสามารถเข้าถึงน้ำดื่มที่สะอาดและปลอดภัยได้มากขึ้น 

วิกฤติน้ำในอนาคต

การขาดแคลนน้ำเกิดขึ้นเมื่อความต้องการน้ำมีมากกว่าอุปทานที่มีอยู่ในช่วงเวลาที่กำหนด - เมื่อโครงสร้างพื้นฐานด้านน้ำไม่เพียงพอหรือสถาบันไม่สามารถรักษาสมดุลความต้องการของผู้คนได้ ในปี 2022 ผู้คนจำนวน 2.2 พันล้านคนขาดน้ำดื่มที่ได้รับการจัดการอย่างปลอดภัย ซึ่งรวมถึงผู้คนมากกว่า 700 ล้านคนที่อาศัยอยู่โดยไม่มีบริการน้ำขั้นพื้นฐาน ตามการระบุขององค์การสหประชาชาติ

ภายในปี 2573 อาจมีการขาดแคลนทรัพยากรน้ำจืดทั่วโลกถึง 40% ซึ่งรวมถึงการเติบโตของจำนวนประชากรโลกที่จะเพิ่มขึ้นจาก 8 พันล้านคนในปัจจุบันเป็น 9.7 พันล้านคนภายในปี 2593 จะทำให้โลกเผชิญกับวิกฤติน้ำที่รุนแรง

ข้อมูลจาก World Resources Institute คาดการณ์ว่าพื้นที่ตอนใต้ทะเลทรายซาฮาราในแอฟริกาจะมีการเปลี่ยนแปลงความต้องการน้ำครั้งใหญ่ที่สุด โดยคาดว่าจะเพิ่มขึ้น 163% ในช่วงกลางศตวรรษ นี่เป็นสี่เท่าของอัตราการเปลี่ยนแปลงที่คาดหวังในละตินอเมริกา ซึ่งเป็นภูมิภาคที่สูงเป็นอันดับสอง

เกือบสองในสามของพื้นผิวโลกถูกปกคลุมไปด้วยน้ำ และมหาสมุทรของกักเก็บน้ำไว้ถึง 96.5% ของน้ำทั้งหมดบนโลก อย่างไรก็ตาม ปริมาณเกลือของมันทำให้น้ำนี้ไม่เหมาะสำหรับมนุษย์ที่จะดื่ม นี่คือที่มาของการแยกเกลือออกจากน้ำ

 

ประเภทของการแยกเกลือออกจากน้ำ

การแยกเกลือออกจากวิธีการต่างๆ นั้นมีหลายวิธี แต่ส่วนใหญ่จะใช้กระบวนการรีเวอร์สออสโมซิสหรือกระบวนการแฟลชหลายขั้นตอนเพื่อกำจัดเกลือออกจากน้ำทะเล

การรีเวอร์สออสโมซิสมีประสิทธิภาพมากกว่าในทั้งสองวิธีนี้ กระบวนการนี้ใช้เมมเบรนพิเศษที่ทำหน้าที่เป็นตัวกรอง ซึ่งจะบล็อกและขจัดเกลือออกจากน้ำทะเลขณะที่น้ำไหลผ่าน ที่นี่ ปั๊มที่ทรงพลังจะสร้างแรงดันเพียงพอเพื่อให้แน่ใจว่าน้ำบริสุทธิ์จะถูกสกัดออกมา

การแยกเกลือออกจากแฟลชแบบหลายขั้นตอนไม่ใช้ตัวกรอง แต่น้ำเค็มจะสัมผัสกับความร้อนของไอน้ำและการเปลี่ยนแปลงของความดัน ซึ่งทำให้ส่วนหนึ่งของน้ำระเหยหรือ "วูบวาบ" กลายเป็นไอน้ำหรือน้ำจืด โดยทิ้งน้ำเกลือรสเค็มไว้เป็นผลพลอยได้กระบวนการแยกเกลือออกจากทั้งสองกระบวนการจะสร้างน้ำเกลือที่มีระดับเกลือสูง ซึ่งอาจก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อระบบนิเวศทางทะเลเมื่อปล่อยกลับสู่แหล่งน้ำตามธรรมชาติ

ผลลัพธ์ของทั้งสองวิธีคือน้ำดื่มที่สะอาด นอกจากเกลือแล้ว กระบวนการแยกเกลือออกจากเกลือยังกำจัดสารประกอบอินทรีย์หรือสารเคมีชีวภาพ ดังนั้นน้ำที่ผลิตได้จึงไม่แพร่เชื้อท้องเสียหรือโรคอื่นๆ

 

นวัตกรรมที่ขับเคลื่อนด้วยคลื่น

แม้ว่าโรงงานรีเวิร์สออสโมซิสจะมีประสิทธิภาพมากกว่าโรงงานแฟลชแบบหลายขั้นตอน แต่โรงงานแยกเกลือออกจากขนาดใหญ่ต้องใช้พลังงานและการบำรุงรักษาจำนวนมาก และมีค่าใช้จ่ายสูงในการสร้างและดำเนินการ

มีการพัฒนาระบบแยกเกลือที่เป็นนวัตกรรมจำนวนหนึ่งเพื่อพยายามลดพลังงานที่จำเป็นในการใช้งานและการปล่อยก๊าซที่เกี่ยวข้อง

นวัตกรรมการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลชนิดหนึ่งที่เรียกว่า Oneka นั้นขับเคลื่อนด้วยคลื่น ทุ่นพิเศษติดอยู่กับพื้นมหาสมุทรเพื่อให้สามารถลอยบนพื้นผิวได้ โดยใช้พลังคลื่นในการขับเคลื่อนปั๊มที่บังคับน้ำทะเลผ่านตัวกรองและเยื่อรีเวิร์สออสโมซิส จากนั้นน้ำจืดจะถูกส่งขึ้นฝั่งอีกครั้งโดยได้รับพลังงานจากการเคลื่อนที่ตามธรรมชาติของคลื่นเท่านั้น

โดยระบบมีข้อได้เปรียบหลายประการเหนือโรงงานแยกเกลือออกจากชายฝั่งขนาดใหญ่ซึ่งส่วนใหญ่ใช้พลังงานจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล อย่างไรก็ตาม ระบบดังกล่าวต้องใช้คลื่นสูงในการทำงาน

ซึ่งหน่วยลอยน้ำขนาดเล็กต้องการพื้นที่ชายฝั่งน้อยลง 90% เมื่อเทียบกับโรงงานกรองน้ำทะเลทั่วไป เป็นต้น การใช้พลังงานคลื่นที่ปราศจากการปล่อยมลพิษแทนที่จะใช้ไฟฟ้านั้นต้องการพลังงานน้อยลงและสร้างการปล่อยก๊าซเรือนกระจกน้อยกว่าโรงแยกเกลือแบบดั้งเดิม“โรงงานกรองน้ำทะเลใช้พลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิลตามอัตภาพ” 

ซูซาน ฮันต์ ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายนวัตกรรมของ Oneka ว่า “แต่โลกได้มาถึงจุดเปลี่ยนอย่างแน่นอน ซึ่งต้องการเลิกใช้ระบบแยกเกลือออกจากน้ำทะเลโดยใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล”  ทั้งนี้ วิกฤตทรัพยากรธรรมชาติ เช่น การขาดแคลนน้ำ มีชื่ออยู่ในรายงานความเสี่ยงทั่วโลกปี 2024 ของ World Economic Forum โดยเป็นหนึ่งในภัยคุกคาม 10 อันดับแรกที่โลกเผชิญในทศวรรษหน้า

ปัจจุบัน โรงงานแยกเกลือถูกนำมาใช้ในภูมิภาคต่างๆ เช่น ตะวันออกกลาง ซึ่งมีสภาพอากาศร้อนควบคู่ไปกับเศรษฐกิจที่ลอยตัวและมีความสามารถทางเทคโนโลยี แต่ธรรมชาติที่ใช้พลังงานสูงและต้นทุนที่สูงของโรงแยกเกลือออกจากระบบแบบธรรมดากลับเป็นอุปสรรคต่อการนำไปใช้ในวงกว้าง

อย่างไรก็ตาม นวัตกรรมที่ลดพลังงานที่จำเป็นในการใช้งานโรงกลั่นน้ำทะเลและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการดำเนินงานอาจเปลี่ยนแปลงสถานการณ์และเพิ่มการเข้าถึงน้ำดื่มสะอาดสำหรับชุมชนที่เผชิญกับความท้าทายด้านน้ำ