Опреснение морской воды с помощью ядерной энергетики

Это было бы особенно выгодно при использовании низкотемпературных гибридных методов опреснения, таких как мембранная дистилляция, которые зависят от градиента давления пара, проходящего через гидрофобную мембрану

Доступ к чистой воде относится к фундаментальным правам человека. Однако по состоянию на 2017 год 2,1 миллиарда человек до сих пор не имели доступа к безопасной для питья воде. Если человечество намерено достичь цели Организации Объединенных Наций в области устойчивого развития, заключающуюся в обеспечении чистой питьевой водой всего населения Земли к 2030 году, необходимо прибегнуть к изучению всех имеющихся вариантов.

Объем воды, расходуемой из подземных природных источников, оценивается от 110 до 200 км³/год. Данные свидетельствуют о том, что рециркуляция сточных вод недостаточна для компенсации растущего спроса. По этим причинам возникает необходимость опреснения морской воды.

Возможность опреснения воды с помощью ядерной энергии

Подавляющее большинство действующих опреснительных установок предназначены только для опреснения воды. Наиболее популярными методами опреснения в мировой практике являются либо испарение воды, а именно многоэтапная дистилляция (MSD) и многокамерное испарительное опреснение (MSF), либо изменение давления потока жидкости или пара на разных сторонах полупроницаемой мембраны, а именно обратный осмос (RO).

Одним из факторов, вызывающих истощение подземных вод, является то, что указанные технологии опреснения имеют экономическую целесообразность только в очень специфических условиях, как правило, в чрезвычайно засушливых регионах. Это связано с большим количеством потребляемой энергии, почти 1 кВт-ч для производства 455 литров пресной воды. Ядерная энергетика может обеспечить производство пресной воды без негативного воздействия на окружающую среду, связанную с загрязнениями от ископаемого топлива, кроме этого, она считается более экономически эффективной.

Сторонники ядерного опреснения утверждают, что атомные электростанции могут работать наиболее эффективно, если их использовать как когенерационные установки. Типичная атомная электростанция работает с тепловым КПД примерно 35%, а оставшаяся энергия выделяется в виде отработанного тепла. Его значительное количество, передающееся охлаждающей воде, может использоваться для нагрева соленой воды, делая процесс термического опреснения менее затратным и позволяя мембранному процессу иметь более высокую продуктивность.

Это было бы особенно выгодно при использовании низкотемпературных гибридных методов опреснения, таких как мембранная дистилляция, которые зависят от градиента давления пара, проходящего через гидрофобную мембрану.

Почему лучше всего для этого подходит Китай?

Китай - лучшее место в мире для опреснения воды с помощью ядерной энергетики. Ядерная энергия является спорным вопросом среди населения западных стран, и темпы роста строительства атомных электростанций там значительно замедлились.

Вместе с тем темпы экономического роста Китая примерно в три раза выше, чем у любой развитой экономики мира, и Китай считает увеличение производства энергии гораздо более важной задачей, чем те опасения, которые высказывают критики ядерной энергетики. Кроме того, политический стиль Китая позволяет ему быстро и эффективно развивать энергетическую инфраструктуру.

В настоящее время энергетические ядерные мощности Китая, состоящие из 36 реакторов на 11 различных площадках, оцениваются в 32,4 ГВт. Однако для полного удовлетворения потребностей в электроэнергии Китай строит дополнительные реакторы, ошеломляющее количество: 58 на 21 новом объекте, которые должны быть завершены к 2030 году.

Имеющиеся и строящиеся реакторы считаются достаточно современными, большими и находятся вблизи морского побережья, чтобы осуществить когенерацию, включающую опреснение соленой воды.

Исследования показывают, что опреснение на этих участках позволит поставлять опресненную воду по цене от 0,87 долл. США/м³ до 1,96 долл. США/м³. Этот показатель затрат на опреснение воды является одним из самых низких в мире.

Это возможно только лишь из-за близости водных морских ресурсов. К счастью, 30% населения Китая живёт на побережье, а 60% - в пределах 320 км от побережья. В городах, расположенных относительно близко к побережью, таких как Нанкин, Тяньцзинь, Шанхай, Цзинань, Хэфэй, Пекин и Шицзячжуан, стоимость воды составит 1 долл. США/м³ или ниже.

Источник: Stanford University