研究 は 海水 の 淡水 処理 に 関する 高額 な 神話 を 否定 する

塩水の脱塩は エネルギー消費が多く 費用が高く 広く利用できないと 何年も言われてきましたが イーロン・マスクは繰り返し 費用が"異常低額"だと主張しています" どちらの視点が現実に近いかこの分析では,海水の淡水化の真のエネルギー需要とコストを調査し,世界の水不足に対処する可能性を明らかにしています.

この調査は,特に塩水の脱塩のエネルギー消費量と経済的可動性に焦点を当て,塩水の廃棄などの重要な環境上の懸念を脇に置いています.この集中的なアプローチにより,淡水化の基本的なコスト構造がより明確に理解できます.

脱塩の経済的影響を よりよく理解するために 極端な仮説的な状況を 調べます 例えば アメリカ全土に淡水化や世界全体の飲料水供給による家庭用水これらのシナリオは不現実ですが,淡水化のコストスケールを定量化するのに役立ちます.

現代の淡水処理は主に2つの方法を使用します.

• 熱脱塩:海水を蒸発させ塩分から分離し,濃縮した塩水を放出しながら蒸気を濃縮して淡水にする.
• 逆オスモス海水を半透水膜を圧力で押し出し 塩分や汚れを濾過して 淡水を作り出します

両方とも有効ですが,熱塩淡化では反 osmose よりも3~5倍ものエネルギーが消費されます.したがって,ほとんどの近代的なプラントは反 osmose 技術を使用します.分析の基礎となる.

リバースオスモス技術によって 効率が著しく向上しました 1970年代に 1立方メートルの水を淡化するには 約20kWhの電気が必要でした2 に減少しました.理論上の最低エネルギー需要は1kWh/m3で,さらなる進歩の可能性を示唆しています.

計算では3.5kWh/m3を 保守的な基準として使います この限界以下で稼働している工場もあります

もしアメリカ全土の家庭が淡水化によって水を得ていたら これは電気需要にどう影響するでしょうか?

家庭の平均水使用量は1日1135リットルで,完全な脱塩は住宅の電力需要を約13%増加させる.家計が水を使う量が少ない (日当たり349リットル) でも,電気代が高くなる場合増加率は約15%になります

家庭用電力の消費量を調べると 淡水処理の年間需要 (1,450kWh) は水温器よりもかなり低い状態で暖房システムやエアコンの使用

富裕 な 国 に は 年間 1,450 キロ 時 秒 が 管理 できる 程度 に なっ て い ます が,それ は 発展途上 国 の 多く の 家計 の 総 電力 消費量 を 超え て い ます.淡水化によってWHOの最低水基準 (50リットル/人/日) を満たすだけでも,マラウイの一人当たりの電力消費に相当する年間64kWhが必要になります.

この格差は 淡水化によるエネルギー需要よりも 世界のエネルギー貧困を強調しています

人間が飲める水分は毎日約3リットル (廃棄物も考慮すれば) しか必要でないと考えると,80億人の国民を供給するには,年間31TWhが必要になります.飲料水不足に直面しているとしても年間需要は約10TWhになります

世界保健機関 (WHO) が定めた水基準 (50リットル/人/日) を満たすには,年間511TWhが必要になります.これは世界の発電量の約1.7%です.

エネルギー費のほか,大規模な塩水の脱塩には 相当な資本投資が必要であり,多くの国々にとって 最大の障壁である.再生可能エネルギープロジェクトに類似し,初期費用が長期的手頃な価格より大きい場合.

現在,世界の淡水処理コストは 1立方メートルあたり 1〜2.5ドルで,イスラエルのSorek Bプラントのような例外的なケースでは 0.41ドル/m3に達し,107プラントの1つの研究で 0.0ドルを特定しています.27/m3 最低コストとして.

米国 の 工業用 電源 料金 (~$0.09/kWh) で は,塩水 淡化 の 電力 費用 だけ で は,m3 あたり $0.45 (3.5 kWh × $0.13/kWh) です.カリフォルニア の よう な 高 料金 の 地域 で は,m3 あたり $0.90 に 達 する こと が あり ます.エネルギーが通常総コストの3分の"を占めるため高価な市場では1.50~2.00ドル/m3に達する可能性があります.

個人的な支出に変換します

• アメリカ の 平均 (310 リター/日): 年 に $154
• イギリス 平均 年収 $159
• WHO の 最低 の 基準: 年 に $38
• 基本 的 な 飲料 水 の 必要 性:多く の 国々 で,瓶詰め 水 の 費用 に 比べ て 年 に わずか $2.30 ほど の 低さ

危機的状況では,これらのコストは確かに非常に低い.しかし,年間38ドルは,2週間以上の収入を代表する2ドルで生活する人々にとって負担となっています.

淡水処理の最大の課題は 農業で 世界の淡水の70%を消費する (熱帯諸国では90%を超えています)農業用水の一部さえも 置き換えたら,多くの国の電力需要が 50~100%増加する現在技術が農業に広範囲に活用できない.

塩分を消した水で1kgの小麦を生産するコストは,水だけで小麦の市場価格の3倍である0.66ドルです.トウモロコシの場合,水のコストは作物の価値に等しいです.高価な作物や水効率の良いシステム (室内農業のような) だけが,現在農業の淡水化を正当化できるかもしれません..