Merivedestä voi valmistaa juomavettä kannattavasti aaltoenergian avulla

Merivedestä voi poistaa kannattavasti suolaa juomaveden valmistamiseksi aaltoenergian avulla, ilmeni Markus Yläsen diplomityössä, jonka hän teki Aalto-yliopiston Insinööritieteiden korkeakoulun energiatekniikan laitoksella.

Markus Ylänen selvitti suolanpoistoon kehitetyn AaltoRO-konseptin kannattavuutta maailman eri alueilla. RO on lyhenne sanoista reverse osmosis, käänteisosmoosi.

AaltoRO on Aalto-yliopistossa kehitetty konsepti , jossa  25−30 metriä leveä ja 10 metriä korkea  siipi liikkuu aaltojen voimasta meren pinnan alla ja paineistaa merivettä. Paineistettu vesi johdetaan mantereella sijaitsevaan laitteistoon, jossa kalvo pidättää meriveden suoloja, mutta päästää makeaa vettä läpi. Laitteisto hyödyntää käänteisosmoosi-ilmiötä. Vahva suolaliuos, joka ei ole läpäissyt kalvoa, päästetään takaisin mereen. Juomakelpoisuus varmistetaan jälkikäsittelyn avulla.

Tutkimuksessa laitteiston hinnaksi arvioitiin sijoituspaikasta riippuen 2,3−4,7 miljoonaa euroa. Konsepti ei ole toistaiseksi missään käytössä. Se on kiinnostava selvitysten kohde, koska makean veden  puutteen on arvioitu pahenevan tulevina vuosina. YK:n alainen toimielin UN Water on arvioinut, että vuonna 2025 1,8 miljardia ihmistä asuu juomaveden puutteesta kärsivillä alueilla.

Myös suomalaiset yritykset ovat kiinnostuneet juomaveden valmistuksesta aaltovoimalla. Alan yrityksiä oli mukana Tekes-projektissa, jonka osa Yläsen diplomityö oli. Yritykset olivat AW-Energy Oy, Nurmi Hydraulics Oy, Oy Watman Ab Vedenkäsittely ja Waterpumps WP Oy.

Suolanpoistolaitoksia nousee lisää

Maailmalla on jo paljon laitoksia, joissa valmistetaan juomavettä merivedestä. Niiden käyttövoimana toimii konseptista riippuen sähkö- tai lämpöenergia. International desalination agency-järjestön mukaan pelkästään heinäkuun 2011 ja elokuun 2012 välisenä aikana rakennettiin 632 makean veden tuotantolaitosta. Olemassa olevien laitosten tuotantokapasiteetti on järjestön mukaan yhteensä 74,8 miljoonaa kuutiota vettä vuorokaudessa.

Maailman suurin merivettä raaka-aineena käyttävä makean veden valmistuslaitos sijaitsee Israelin Haderassa, jossa valmistuu 350 000 kuutiota makeaa vettä päivässä. Esimerkiksi Päijänne-tunnelista virtaa pääkaupunkiseudulla asuvien käyttöön 270 000 kuutiota vettä vuorokaudessa.

Laskelmien mukaan yhden AaltoRO-laitteiston tuotantokapasiteetti on parhaimmillaan 3 700 kuutiota päivässä.

− Kuten tuulivoimaloita rakennetaan tuulivoimapuistoiksi, voi aaltovoimaloistakin muodostaa aaltovoimapuistoja, Ylänen kuvaa.

Korkea aaltoteho alentaa vesikuution hintaa

Markus Ylänen etsi työssään maapallon alueita, joilla voisi olla käyttöä AaltoRO-konseptin mukaiselle makean veden valmistukselle. Alueilla tuli olla tarjolla aaltovoimaa ja makean veden tarvetta. Lisäksi kriteerinä oli sähkön kallis hinta, joka tekee muista kuin sähköä käyttävistä juomaveden valmistusmenetelmistä houkuttelevia vaihtoehtoja.

Laskelmien mukaan AaltoRO-konsepti sopisi parhaiten käytettäväksi Australiassa, Kanarian saarilla, Chilessä, Hawaijilla, eteläisessä Afrikassa ja Yhdysvaltojen länsiosissa. Yksi AaltoRO-laitos voi tuottaa riittävästi makeaa vettä 7 500 australialaiselle, 21 150 perulaiselle, 750 000 mosambikilaiselle tai kasteluvettä 139 hehtaarille. Laskelmissa on huomioitu keskimääräinen vedenkulutus eri paikoissa.

Parhaan aaltotehon alueella, jossa keskimääräinen aaltoteho oli 38 kW/m, veden kuutiohinnaksi muodostui 0,60 euroa. Alueella, jolla aaltoteho oli neljäsosa parhaasta eli 9,5 kW/m, laskennallinen kuutiohinta oli 1,50 euroa. Esimerkiksi Israelin Haderan laitoksessa kuutiohinta on 0,63 Yhdysvaltain dollaria (0,49 euroa vaihtokurssin 28.9.2012 mukaan).

Diplomityön tiivistelmä ja linkki työhön (aaltodoc.aalto.fi)

Lähde: Aalto-yliopisto

0 kommenttia:

Lähetä kommentti