原子力淡水化プラントは水不足に打ち勝つことができますか？

水不足は深刻化する問題になる可能性があります

クリスバラニュク　テクノロジーオブビジネスレポーター

気候変動

2021年6月28日月曜日、ネバダ州ミード湖のヘメンウェイ港での干ばつの影響を警告する標識があります。

国連によると、すべての大陸に水が不足しているコミュニティがあります。

残念ながら、私たちの惑星は海と海に覆われていますが、地球の水のごく一部（約2.5％）だけが新鮮であり、飲料水の需要は2030年までに供給を数兆立方メートル超えると予測されています。

海水から塩分を除去する海水淡水化プラントは、必要な淡水を供給するのに役立つ可能性があります。

ただし、これらのプラントは、飲料水を作成する最も高価な方法の1つと見なされています。これは、非常にエネルギーを大量に消費するプロセスである高圧で大量の膜をポンプでくみ上げるためです。

根本的な解決策の1つは、淡水化システムを備えた浮き船を使用することです。

原子炉を動力源とするこれらの船は、干ばつに見舞われた島や海岸線に移動し、きれいな飲料水と電力の両方をもたらすことができます。

「これらを断続的に動かしてタンクを満タンにすることができます」と、このタイプの淡水化プラントの設計を考案したCorePowerの最高経営責任者であるMikalBøeは述べています。

遠慮がちに聞こえるかもしれませんが、米国海軍は過去に原子力船の助けを借りて災害時に淡水化サービスを提供してきましたが、ロシアにはすでに淡水化施設に電力を供給するように設計された水上原子力発電所があります。

世界中にすで​​に約20,000の淡水化プラントがあり、そのほとんどすべてが陸上にあります。大多数はサウジアラビア、アラブ首長国連邦、クウェートにあり、その他の国は英国、中国、米国、ブラジル、南アフリカ、オーストラリアなどにあります。

しかし、一部のエンジニアは、この淡水化技術を沖合に配置する方が安価である可能性があると述べています。

何十年もの間、エンジニアは浮体式の原子力淡水化システムを構築することを夢見てきました。

Core Powerは、小型コンテナ船のように船舶を使用したいと考えていますが、淡水化技術で満たされたコンテナを船上に積み重ねます。原子炉はこの船の中心にあり、必要な大量の電力を供給します。

同社の水上原子力淡水化船は、5メガワットから最大約70まで、さまざまなレベルの電力出力を持つ可能性があるとBøe氏は付け加えています。

5メガワットの原子力発電で、毎日35,000立方メートル（または14のオリンピックプールに相当）の淡水を汲み上げることができます。

塩水から塩を取り除くために、脱塩技術は処理された海水を圧力で半透膜を横切って押し出します。

浸透、つまり液体中の分子がそのような膜を横切って移動すると、ミネラルが除去され、淡水と別の、特に塩水と呼ばれる塩水が残ります。

このテクノロジーにはさまざまなバージョンがあり、長年にわたってますます効率的になっています。しかし、浮体式淡水化システムは比較的まれなままです。

しかし、サウジアラビアは、これまでに建造された中で最大の3隻の淡水化バージのうち最初の船を引き渡したところです。では、浮体式淡水化プラントは離陸できますか？

Waterfountainと呼ばれるシステムを開発したOisannEngineeringは、そう望んでいます。

同社は大型船から小型ブイまでさまざまなデザインを持っていますが、それらはすべて同じ原理で動作します、と最高総務責任者のカイル・ホプキンスは説明します。

ただし、大きな違いは、原子力を使用する代わりに、数十年前の技術である海底淡水化と呼ばれるものをすべて使用することです。

「水を水面に運ぶのを容易にするために海中ポンプがまだ必要なので、[技術]は決して商品化されませんでした」とホプキンス氏は言います。「ポンプを取り外しました。」

彼は、これがどのように機能するかについて詳しく説明することを拒否します。さらに、ウォーターファウンテンシステムは、高いエネルギーコストをかけずに、海底へのより高い圧力を利用して水を移動させると述べています。

彼はまた、淡水が最終的に行かなければならない船から岸までのパイプラインを上げて、重力が水の流れをさらに助け、余分な電力の必要性を減らすことができると述べています。

ホプキンス氏は、この技術は従来の陸上淡水化施設よりも約30％エネルギー効率が高いと推定しています。

同社は現在、その設計の1つのミニチュア版を構築しており、2023年にフィリピンで最初の商業施設を設立することを望んでいます。

バーミンガム大学の持続可能なエネルギー技術研究所の責任者であるRayaAl-Dadahは、このようなアイデアとCorePowerの設計は「有望」であると述べています。

しかし、浮体式淡水化には長所と短所の両方があります、と彼女は言います。

淡水化された水を陸上に汲み上げること、および淡水化の経験と淡水化の専門知識の両方を備えた労働力を見つけることに関しては、依然として課題があります。

究極的には、人類はより多くの水資源を必要としている、とアルダダ博士は言います。

特に気候変動の予想される影響のために、世界が1.5℃以上の温暖化を経験した場合です。「これは水に壊滅的な影響を与えるでしょう」と彼女は言います。

南カリフォルニア大学のエイミー・チャイルドレスは、陸上システムについて、より小さな淡水化システムが技術の環境への影響を減らすのに役立つ可能性があると述べています。

淡水化後に残った非常に塩分の多い水は海洋生物に有毒であり、今日の淡水化施設は大量の水を生成します。実際、淡水よりも多くの塩水が生成されます。

ホプキンス氏は、ウォーターファウンテンシステムから予想される副産物は、塩水として分類されるほど塩辛くないと述べています。

フローティング脱塩システムの最も重要な用途は、災害救援にある可能性があると、カリフォルニア大学ロサンゼルス校ラスキンイノベーションセンターの共同ディレクターであるグレッグピアスは述べています。

現在、「私たちはボトル入りの水を飛ばしてトラックで運んでいます…それは可能な限り最も非効率的なことです」と彼は救援活動への標準的なアプローチに言及して説明します。

「浮体式淡水化がそれに対処できるのであれば、私はそれですべてです。」

しかし、ピアス博士は、他の状況で十分に費用対効果を高めることができるかどうかを疑問視し、きれいな水の供給を確保する方法は他にもたくさんあると述べています。

たとえば、カリフォルニアでは、ピアス博士は、より良い節水対策により、現在州で消費されている水の約30〜40％を節約できると見積もっています。

コミュニティはおそらく、水のリサイクルや雨水の処理などの対策にも目を向けるでしょう。

しかし、これでも十分でない場合は、費用に関係なく、世界の一部の地域では淡水化が避けられないように見え始めます、と彼は付け加えます。

今のところ、CorePowerの設計はそれだけです。

しかし、Bøe氏は、10年以内に、同社が商業システムを運用できるようになることを望んでいます。

彼は、その必要性はそこにあると強調している。

求人職種カテゴリー