Domů
Elektřina
Odsolování mořské vody pomocí jaderných elektráren
Zdroj: Flickr.comAutor: Andrew Campbell

Odsolování mořské vody pomocí jaderných elektráren

S přebytkem mořské vody a nedostatkem pitné vody se lidstvo již nějakou dobu potýká, a tak mnoho vědců čelí výzvě jak tento problém řešit – konkrétně, jak zajistit nové zásoby pitné vody pomocí nových technologií. Mezi tyto technologie můžeme zařadit i jaderné odsolování a úpravu mořské vody.

Podle webu Phys.org se vědci v současnosti zaměřují na jaderné membránové odsolování, nebo hybridní technologie. „Tyto metody by měly kombinovat recyklaci a nakládání se zbytkovým materiálem v souladu s požadavky na životní prostředí.“

Většina technologií odsolování vody je založena na destilaci. Při procesu destilace se přivede slaná voda k varu, začne docházet k jejímu vypařování a po následné kondenzaci páry zůstane voda sladká, bez soli. Pokud je jako zdroj tepelné energie použit jaderný reaktor, potom se tato metoda nazývá „jaderné odsolování“.

Jakým způsobem funguje membránová metoda, na které vědci nyní pracují? Využívá obrácené osmózy. Tato technologie navíc může být využívána společně s jaderným odsolováním.

Postup úpravy mořské vody. Zdroj: San Diego Country Water Autority

Reverzní osmóza – proces, při kterém jsou membránou zadrženy rozpuštěné soli a nízkomolekulární složky obsažené v roztoku, zatím co rozpouštědla jsou membránou propuštěna.

Nadace OSN s názvem Global Water Challenge tvrdí, že 1,1 miliardy obyvatel planety nemá přístup k čisté vodě a dalších 2,6 miliardy nemá vhodné hygienické podmínky. Přestože se odsolovací metody neustále vyvíjí, zůstávají nadále velmi nákladné. Experti tvrdí, že je až 5krát dražší vyrobit pitnou vodu odsolením, než upravit znečištěnou sladkou vodu.

Různé metody úpravy mořské vody na pitnou zahrnují i využití sluneční energie a fosilních paliv. Jaderná energie ale může být pro úpravu znečištěné vody a odsolování té mořské efektivnější, protože může pracovat ve velkém měřítku, téměř nezávisle na dodávkách paliva (1 palivová vsázka vydrží na 5 let výroby) a bez produkce skleníkových plynů, které přispívají ke globálnímu oteplování.

Energeticky náročný proces

Podle Mezinárodní agentury pro atomovou energii (MAAE) je každý den celosvětově odsoleno téměř 40 miliónů metrů krychlových (400 miliónů hektolitrů) mořské vody. Většina těchto zařízení se nachází na Středním východě a severní Africe a k odsolovacímu procesu využívají fosilních paliv pro výrobu páry nebo elektrické energie.

Z dlouhodobého hlediska s přihlédnutím ke klimatickým změnám bude potřeba využívat modernější metody bez produkce skleníkových plynů. Protože se předpokládá nárůst spotřeby sladké vody, a tedy i zvětšování kapacit pro její výrobu, bude nutné volit velkoobjemové zdroje. Poptávka po pitné vodě v průběhu 20. století vzrostla šestkrát a podle OSN do roku 2025 naroste o dalších 40 %.

Proces odsolování pomocí vypařování; Zdroj: U.S. Geological Survey

Jaderná energie je podle MAAE nejvhodnější technologií pro úpravu vody. Vhodnost využití jaderných zařízení pro výrobu pitné vody potvrzuje například Japonsko a Kazachstán, kde tato zařízení fungují už od 70. let minulého století. Podle agentury dohromady na nových technologiích úpravy vody pomocí jaderné energie v současnosti pracuje 20 států.

Podle odhadů MAAE je pro produkci 1 miliónu metrů krychlových pitné vody za den potřeba zařízení s instalovaným výkonem cca 300 MWe. Toto množství by mělo pokrýt spotřebu 3 až 4 miliónů lidí. Stejný počet obyvatel potřebuje pro pokrytí svých potřeb průměrně 4-6 GW instalovaného elektrického výkonu (při vysokém koeficientu využití).

Komentáře

(14)

Jan Veselý

27. leden 2017, 08:12

Anglické přísloví praví, že pokud máte v ruce kladivo (MAAE - jaderné technologie), všechno začne vypadat jako hřebík. Tady je ovšem ďábel skryt v maličkostech. Například v tom, že techniky založené na odpařování vody jsou velmi energeticky náročné, několikanásobně oproti reverzní osmóze. Proto se, kromě výjimek, nepoužívá nic jiného.

Dále je otázka, jestli by někdo rozumný prodával jaderné technologie třeba do Jemenu, kde je akutní nedostatek pitné vody.

A hlavně mě do očí bila věta: "Jaderná energie ale může být pro úpravu znečištěné vody a odsolování té mořské efektivnější, protože může pracovat ve velkém měřítku, ..." To jako, že nejde postavit obdobně veliké solárně-termální zdroje? nebo fotovoltaické? Jde, a podstatně rychleji.

Lukáš Brandejs

27. leden 2017, 09:37

No, spíše jde asi o to, zda lze postavit obdobně výkonné solárně termální zdroje na obdobně velké ploše (přece jen v pobřežních oblastech je nutno počítat s tím, že tam žijí lidé a prostoru nemusí být vždy dostatek), a které budou schopny dodávat spolehlivě energii nutnou pro odsolování bez ohledu na výkyvy počasí.

Budiž - výkon i spolehlivost lze vzít, coby řešitelné, ovšem s tím prostorem bych si rozhodně nebyl jist.

To je jen technická, uznávám, že zatím je to řešitelné i bez jádra, Izrael budiž důkazem. Ale lidí přibývá a přibývá, do budoucna už bych si jistý nebyl.

Jan Veselý

27. leden 2017, 11:33

Stejně se bude muset začít podstatným zefektivněním nakládání s vodou, Izrael budiž příkladem. Odsolování probíhá v oblastech s mimořádně stabilním počasím (svítí Slunce) a vyrobená sladká voda se dá mimořádně snadno skladovat stejně jako tepelná energie z CSP.

Taky mi připadá dost naivní představa, že se v hustě osídlené oblasti kvůli úspoře místa postaví 300MW (nebo větší) jaderný reaktor. Ale třeba to mají Arabové a jiné jižní národy jinak.

energetik

27. leden 2017, 09:38

Otázka je co je lepší. Jestli slaná voda ve které žije spousta živočichů jen není vhodná k pití člověkem, nebo neslaná voda s cesiem 137, plutoniem a dalšími jedovatými radionuklidy ve které nepřežije nic a pít ji stejně nebude moct použít ani člověk.

Petr Závodský

27. leden 2017, 10:26

A jak v té odsolené vodě to plutonium ocitne? A ta poslední věta to je také perla....

Vladimír Wagner

27. leden 2017, 10:49

Petře, na Energetika nemá cenu reagovat. A hlavně na tyto jeho poznámky. On čistě trolluje. Pro ty, které by zajímala třeba realita okolo kontaminace moří při havárií ve Fukušimě a také vysvětlení různých hoaxů, ze kterých čerpá Energetik podrobněji v článku (a v odkazech v něm): http://www.osel.cz/9145-radiace-z-fukusimy-zamorila-cely-tichy-ocean.html

energetik

27. leden 2017, 14:14

To se běžně stává, často dokonce i záměrně.

Petr Závodský

27. leden 2017, 15:31

Ano, někdo běžně záměrně sype plutonium do odsolené vody. Ale kdo?

Ale vážně. Uveďte příklad odsolovacího zařízení, kde byly v odsolené vodě naměřeny zdraví ohrožující radionuklidy, jinak je to (jako většina Vašich komentářů) úplně mimo.

C

27. leden 2017, 15:42

Myslím že energetik myslel sladkou vodu obecně. Pak by to mohlo odkazovat k velmi nešetrné praxi vojenských zařízení v SSSR, kdy se chladil reaktor nešikovně že radionuklidy se dostávaly ven, a dalším podobným "únikům." Například reaktoru Windscale nebo relativně nedávné havárii v Japonsku.

Petr Závodský

27. leden 2017, 17:34

Myslel odsolování

"Otázka je co je lepší. Jestli slaná voda ve které žije spousta živočichů jen není vhodná k pití člověkem, nebo neslaná voda s cesiem 137, plutoniem a dalšími jedovatými radionuklidy ve které nepřežije nic a pít ji stejně nebude moct použít ani člověk."

... ale už neodpoví, zatroluje u jiného článku

C

27. leden 2017, 18:01

Asi se ta věta dá opravdu pochopit oběma způsoby, ale že by se až takto pletl... to mi přijde i na internetového trolla moc.

S takovým nápadem by nepřišli ani Američtí konspirační teoretikové.

Jen tak mimochodem, plánuje ČEZ nějaký veřejný výstup o tom jak dopadnou ta jednání s případnými dodavateli?

C

27. leden 2017, 11:44

Odsolovat vodu pomocí varu za normálního tlaku je energeticky vzato hloupost, výtěžnost je malá, lépe je na tom systém, který využívá mechanické stlačování par a částečného vakua v části s slanou vodou. Tato technologie se používá ně některých lodích od asi 30. let, kdy se začaly rozšiřovat lodě se spalovacími motory, kde byla k dispozici mechanická energie a nikoliv tepelná v dostatečném množství. Teplo pro výpar si pak voda dodává sama, eventuálně je využíváno teplo z kondenzace par při přechodu do části s vyšším tlakem. (případně asi lze využít i teplo spalin z motoru atp.)

Je ale otázka, jestli proměnlivá výroba s nějakou akumulací vody nebude lepší a bezpečnější než dodávat jadernou technologii. Přece jenom je oblast která je na sladkou vodu chudá zároveň oblastí často zmítanou válkami a náboženským fanatismem. Jadernou cestu si snad může dovolit Řecko, Turecko, Austrálie, Mexiko a Spojené státy, stejně tak Španělsko, Portugalsko, Indie a s přivřenýma očima JAR. Navíc dodávka malých jednotek, například v kontejneru, a k tomu příslušné technologie FVE, nebo VtE, by mohla vést k mnohem rychlejší výstavbě odsolovací infrastruktury.

Podle mne by se do oblasti blízkého a středního východu, stejně jako do severní a západní Afriky, měly spíše vyvážet solární technologie, ať už fotovoltaika, tak solárně-termické elektrárny. Jednak doba od zahájení výstavby do prvních MWh bude kratší a také nebezpečí zneužití v nějakých politických nepokojích bude menší.

Martin Pácalt

27. leden 2017, 13:58

Pokud se vůbec najde dostatek chytrých lidí v arabských a saharských zemích, mají tyhle státy (od Západní Sahary, Maroka, Alžírska až po Irán) veliký potenciál v podobě staveb solárních pecí , ve kterých můžete dosáhnout skoro 2000°C a použít je jak k termické výrobě vodíku , elektřiny v parogenerátorech nebo právě k výrobě sladké vody odparem (samozřejmě musíte být poblíž pobřeží a ne na Tasili-N´ajjer). Nikam si technologii nemůžou odvézt, souhlasím, že jaderné zařízení jim svěřovat je hloupost.

C

27. leden 2017, 15:37

Neměl bych strach o dostatek chytrých lidí v protektorátu Západní sahara, Maroku a Alžírsku, taktéž v Tunisku (Tyto bývalé kolonie jsou na tom celkem dobře a mají velký zájem o solární technologie, zejména solární tepelné elektrárny) problém bych viděl tam co se posledních X let vedou války. I Irán by inženýry schopné provozovat jakoukoliv elektrárnu měl (tvrdí se že je na tom co do vědy a techniky dobře, teď zrovna si pořídili další tokamak), ale problém je v oblasti od Libye po hranice Íránu.

Odsolovat vodu pomocí tepla je hloupost, dá se to spočítat, ale i s použitím parní turbíny se dá nejspíš efektivněji voda odsolovat buď reverzní osmózou nebo kompresorovou metodou. Na 1m3 je třeba při destilaci asi 110kWh tepla, na mechanickou kompresi 12kWh elektřiny a na reverzní osmózu 5.5kWh elektřiny, vše v nejhorších případech. Takže energie pro 1m3 destilací by zvládla asi 2m3 na kompresorové metodě a asi 4-5m3 na reverzní osmóze.

Problém nastává v těch oblastech, kde po dlouhou dobu existuje nestabilita případně občanská válka. Ta oblast je od pádu Osmanské říše jako sud s prachem, ta nějakou dobu tlumila. Bohužel se při kreslení hranic nebraly v úvahu etnické a náboženské záležitosti, tak je v Iráku stálé sektářské napětí, podobně ve vedlejší Sýrii. Momentálně je stabilní akorát Írán, Jordánsko, Libanon, Turecko za celkem vysokou cenu a ropné státy jako KSA a SAE, taktéž Omán. Zbytek se potýká s problémy nebo rovnou válkami.

Dovolím si tvrdit že se správným vedením by se ta oblast mohla stát výbornou pro těžký průmysl, různé suroviny, i jiné než ropa, v oblasti jsou, energie je také dost. Bohužel je to nestabilní oblast.

Komentáře pouze pro přihlášené uživatele
Komentáře v diskuzi mohou pouze přihlášení uživatelé. Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj níže.
V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.
OM Solutions s.r.o.
Kpt. Nálepky 620/7, Nové Dvory, 674 01
Třebíč
IČ: 02682516
info@oenergetice.cz
© 2021 oEnergetice.cz All Rights Reserved.