अध्ययन ने समुद्री जल विलवणीकरण की उच्च लागत के मिथक को खारिज किया

वर्षों से, हमें बताया गया है कि पानी से नमक निकालना व्यापक उपयोग के लिए बहुत ऊर्जा-गहन और महंगा है। फिर भी एलोन मस्क ने बार-बार दावा किया है कि लागत "पागल रूप से कम है।" कौन सा परिप्रेक्ष्य वास्तविकता के करीब हैयह विश्लेषण समुद्री जल के निर्जलीकरण की वास्तविक ऊर्जा आवश्यकताओं और लागतों की जांच करता है, जिससे वैश्विक जल की कमी से निपटने की क्षमता का पता चलता है।

यह परीक्षा विशेष रूप से निर्जलीकरण की ऊर्जा खपत और आर्थिक व्यवहार्यता पर केंद्रित है, महत्वपूर्ण लेकिन अलग पर्यावरणीय चिंताओं जैसे कि नमकीन निपटान को अलग कर दिया गया है।इस केंद्रित दृष्टिकोण से पानी के पानी से पानी निकालने की मूल लागत संरचना को स्पष्ट रूप से समझने में मदद मिलती है।.

इसके आर्थिक प्रभाव को बेहतर ढंग से समझने के लिए, हम अत्यधिक काल्पनिक स्थितियों का पता लगाएंगे, जैसे कि सभी अमेरिकी को आपूर्ति करना।घरों में पानी को पानी से मुक्त करके या पूरी दुनिया की आबादी के लिए पीने का पानी उपलब्ध कराने के माध्यम सेहालांकि ये परिदृश्य अवास्तविक हैं, लेकिन ये निरालीकरण की लागत के पैमाने को मापने में मदद करते हैं।

आधुनिक निर्जलीकरण मुख्यतः दो तरीकों का उपयोग करता हैः

• थर्मल डेसालिनेशन:समुद्र के पानी को गर्म करके वाष्पित करता है और नमक से पानी को अलग करता है, फिर घनत्व से वाष्प को मीठे पानी में बदल देता है।
• रिवर्स ऑस्मोसिस:यह दबाव के तहत समुद्र के पानी को अर्ध-पारगम्य झिल्ली के माध्यम से खींचता है, ताजे पानी का उत्पादन करने के लिए नमक और अशुद्धियों को फ़िल्टर करता है।

जबकि दोनों विधियां काम करती हैं, थर्मल डसेलनेशन रिवर्स ऑस्मोसिस की तुलना में 3-5 गुना अधिक ऊर्जा का उपभोग करता है। परिणामस्वरूप अधिकांश आधुनिक संयंत्र रिवर्स ऑस्मोसिस तकनीक का उपयोग करते हैं,जो हमारे विश्लेषण का आधार है.

रिवर्स ऑस्मोसिस तकनीक ने उल्लेखनीय दक्षता में सुधार हासिल किया है। 1970 के दशक में, एक घन मीटर पानी के निर्जलीकरण के लिए लगभग 20 kWh बिजली की आवश्यकता होती है। आज,यह संख्या घटकर 2 रह गई है।.5-3.5 kWh. सैद्धांतिक न्यूनतम ऊर्जा आवश्यकता 1 kWh/m3 है, जो आगे की प्रगति की संभावना का सुझाव देती है।

हमारी गणनाओं के लिए, हम 3.5 kWh/m3 का उपयोग करेंगे एक रूढ़िवादी आधार रेखा के रूप में कुछ संयंत्र पहले से ही इस सीमा से नीचे काम कर रहे हैं।

यदि अमेरिका के सभी घरों में पानी की आपूर्ति डीसलाइनेशन के माध्यम से की जाती है, तो इससे बिजली की मांग पर क्या असर पड़ेगा?

औसत घरेलू जल उपयोग प्रतिदिन 1,135 लीटर होने पर, पूर्ण निर्जलीकरण से आवासीय बिजली की मांग में लगभग 13% की वृद्धि होगी।जहां घरों में पानी का उपयोग कम होता है (349 लीटर/दिन) लेकिन बिजली की कीमतें अधिक होती हैं, वृद्धि लगभग 15% होगी।

अमेरिकी घरेलू बिजली की खपत की जांच से पता चलता है कि निर्जलीकरण की वार्षिक आवश्यकता (1,450 kWh) की तुलना मुख्य उपकरणों जैसे डेहुमिडिफायर,पानी के हीटर से काफी कम, हीटिंग सिस्टम, या एयर कंडीशनिंग का उपयोग।

जबकि समृद्ध देशों के लिए प्रतिवर्ष 1,450 किलोवाट घंटे का उपयोग करना संभव है, यह विकासशील देशों के कई घरों की कुल बिजली खपत से अधिक है।यहां तक कि डब्ल्यूएचओ के न्यूनतम जल मानक (50 लीटर/व्यक्ति/दिन) को निरालीकरण के माध्यम से पूरा करने के लिए प्रति वर्ष 64 किलोवाट घंटे की आवश्यकता होगी जो मलावी की प्रति व्यक्ति बिजली की खपत के बराबर है.

यह असमानता वैश्विक ऊर्जा गरीबी को अधिक उजागर करती है।

यह देखते हुए कि मनुष्यों को पीने के लिए केवल लगभग 3 लीटर प्रतिदिन की आवश्यकता होती है (कुछ कचरे को ध्यान में रखते हुए), सभी 8 बिलियन लोगों को आपूर्ति करने के लिए प्रति वर्ष 31 TWh की आवश्यकता होगी ≈ वैश्विक बिजली उत्पादन का केवल 0.1%।यहां तक कि अगर एक तिहाई मानवता पीने के पानी की कमी का सामना करती है, वार्षिक आवश्यकता लगभग 10 TWh होगी।

विश्व स्वास्थ्य संगठन के पूर्ण आधारभूत जल मानक (50 लीटर/व्यक्ति/दिन) को पूरा करने के लिए वैश्विक स्तर पर प्रतिवर्ष 511 TWh की आवश्यकता होगी।

ऊर्जा व्यय के अलावा, बड़े पैमाने पर निर्जलीकरण के लिए पर्याप्त पूंजी निवेश की आवश्यकता होती है, जो कई देशों के लिए अक्सर सबसे बड़ी बाधा होती है।नवीकरणीय ऊर्जा परियोजनाओं के समान जहां अग्रिम लागत दीर्घकालिक सामर्थ्य से अधिक होती है.

वर्तमान वैश्विक निर्जलीकरण लागत आमतौर पर $1-2.5 प्रति घन मीटर के बीच होती है, हालांकि इजरायल के सोरेक बी संयंत्र जैसे असाधारण मामलों में $0.41/m3 तक पहुंच जाता है, जिसमें एक अध्ययन में 107 संयंत्रों की पहचान $0.27/एम3 सबसे कम लागत के रूप में.

अमेरिकी औद्योगिक बिजली दरों (~ $ 0.09/kWh) पर, केवल निर्जलीकरण के लिए ऊर्जा लागत $ 0.45 / m3 (3.5 kWh × $ 0.13 / kWh) होगी। कैलिफोर्निया जैसे उच्च लागत वाले क्षेत्रों में, यह $ 0.90 / m3 तक पहुंच सकता है।चूंकि ऊर्जा आम तौर पर कुल लागत का एक तिहाई हिस्सा है, महंगे बाजारों में कुल लागत $1.50-$2.00/m3 तक पहुंच सकती है।

व्यक्तिगत व्यय का अनुवादः

• संयुक्त राज्य अमेरिका का औसत (310 लीटर/दिन): $154 प्रति वर्ष
• यूके औसतः $159 प्रति वर्ष
• डब्ल्यूएचओ न्यूनतम मानकः $38 प्रतिवर्ष
• पेयजल की बुनियादी जरूरतें: कई देशों में बोतलबंद पानी की कीमतों से प्रतिवर्ष केवल $2.30 कम

संकट की स्थितियों में ये लागतें वास्तव में उल्लेखनीय रूप से कम हैं। हालांकि, $38 प्रति वर्ष उन लोगों के लिए बोझ बने हुए हैं जो $2/दिन पर रहते हैं, जो दो सप्ताह से अधिक की आय का प्रतिनिधित्व करते हैं।

कृषि जल की खपत का 70 प्रतिशत (कुछ उष्णकटिबंधीय देशों में 90 प्रतिशत से अधिक) खपत करती है।यहां तक कि आंशिक कृषि जल को बदलने से कई देशों की बिजली की मांग में 50-100% की वृद्धि होगी, वर्तमान तकनीक को व्यापक कृषि उपयोग के लिए अव्यावहारिक बना रहा है।

एक किलो गेहूं का निर्जलीकृत पानी से उत्पादन करने की लागत केवल पानी में 0.66 डॉलर होगी_ गेहूं की बाजार कीमत का तीन गुना। मकई के लिए, पानी की लागत फसल के मूल्य के बराबर होगी।केवल उच्च मूल्य वाली फसलों या जल-कुशल प्रणालियों (जैसे इनडोर कृषि) से ही कृषि के लिए वर्तमान में लवण-निकास उचित हो सकता है।.