محطات تحلية المياه ـ حل للمناطق التي تعاني من ندرة المياه؟
٢٩ أغسطس ٢٠٢٤
عُرفت طرق الحصول على مياه الشرب من المياه المالحة منذ أكثر من 2000 عام. فقد كان البحّارة اليونانيون القدماء يقومون بغلي مياه البحر لهذا الغرض، وفي روما القديمة كانت المياه تُصفّى عبر أنابيب طينية لجعلها صالحة للشرب.
أما اليوم فإن الأشكال الحديثة من هذه التقنيات القديمة هي ”حاضر ومستقبل إدارة ندرة المياه"، كما يقول منظور قادر، نائب مدير معهد المياه والبيئة والصحة في جامعة الأمم المتحدة (UNU).
مياه مالحة في كل مكان، ولكن لا توجد مياه للشرب
تغطي المياه حوالي 70 في المائة من سطح الأرض، ولكن من بين هذه المياه التي تزيد عن 1.4 تريليون لتر، لا تشكل المياه العذبة حتى ثلاثة في المائة منها، وأقل من واحد في المائة منها صالح للاستخدام كمياه للشرب.
هذه الموارد أصبحت نادرة بشكل متزايد. يتزايد عدد سكان العالم ولا توجد مياه عذبة كافية في العديد من الأماكن. ويؤدي المزيد من الجفاف بسبب تغير المناخ إلى نقص المياه في المزيد من المناطق.
يعيش ربع السكان بالفعل في بلدان تعاني من ”إجهاد مائي شديد". وهذا يعني أنه يتم استهلاك ما لا يقل عن 80 في المائة من إجمالي المياه المتاحة هناك كل عام. وهذا يزيد من خطر نقص المياه ويجبر الحكومات في بعض الأحيان على تقييد الإمدادات بشدة.
وبحلول عام 2050، يمكن أن يعاني مليار شخص إضافي من الإجهاد المائي الشديد، حتى لو أمكن الحد من الاحتباس الحراري العالمي. وحتى السيناريوهات المناخية المتفائلة تظهر ذلك.
تحلية المياه صناعة متنامية
على الرغم من الانتقادات الموجهة لتحلية المياه بسبب التكاليف وارتفاع استهلاك الطاقة والأثر البيئي، إلا أن تحلية المياه صناعة مزدهرة. وقد نمت بشكل مطرد على مدى العقدين الماضيين.
ويقول قادر: ”إن ندرة المياه المتزايدة هي الدافع وراء هذا التطور". ”يتم بناء المزيد من محطات تحلية المياه."
تقوم محطات تحلية المياه الحديثة بإزالة الملح إما عن طريق التقطير الحراري، حيث يتم تسخين مياه البحر والتقاط بخار الماء. أو أنها تعمل بالتناضح العكسي، حيث يتم ضغط المياه من خلال أغشية الترشيح شبه المنفذة.
ووفقًا لقادر يمكن أن تلعب الطرق البديلة للحصول على المياه العذبة دورًا مهمًا أيضًا، بما في ذلك الإنتاج الاصطناعي للأمطار من خلال استمطار السحب أو استخراج المياه من الضباب أو نقل الجبال الجليدية إلى المناطق الجافة أو إعادة تدوير المياه. ومع ذلك، فإن هذه الطرق بعيدة كل البعد عن القدرة على إنتاج ما يكفي من المياه لتلبية الطلب العالمي.
يتم حاليًا إنتاج 56 مليار لتر من مياه الشرب يوميًا من خلال تحلية المياه. ويعادل ذلك حوالي سبعة لترات لكل من الثمانية مليارات نسمة على هذا الكوكب.
ومن بين محطات تحلية المياه التي يقدر عددها بنحو 16,000 محطة تحلية في جميع أنحاء العالم، يتم تشغيل حوالي 39 في المائة منها في الشرق الأوسط. وإلى جانب شمال أفريقيا، تعد هذه المنطقة الأكثر جفافاً في العالم.
ويوضح قادر أن المستقبل بدون محطات تحلية المياه سيكون ”شبه مستحيل" بالنسبة للعديد من هذه البلدان. ويرجع ذلك إلى قلة هطول الأمطار هناك.
ففي جميع أنحاء العالم، لا تغطي محطات تحلية المياه العذبة سوى نصف في المائة من إجمالي استهلاك المياه العذبة. ومع ذلك، فإن هذه النسبة أعلى بكثير في بلدان مثل قطر (76 في المائة) والبحرين (56 في المائة).
تقنيات موفرة للطاقة بشكل متزايد
تستهلك محطات تحلية المياه الكثير من الطاقة. وحتى الآن كان يتم تشغيلها في الغالب باستخدام الوقود الأحفوري مثل النفط أو الفحم، وبالتالي فهي ضارة بالمناخ.
في جزيرة قبرص الجافة في البحر الأبيض المتوسط، يتم الحصول على حوالي 80% من مياه الشرب من خلال تحلية المياه. وجدت دراسة أجريت في عام 2021 أن محطات تحلية المياه الأربع تستهلك ما مجموعه خمسة في المائة من إجمالي الطاقة الكهربائية في الجزيرة، وهي مسؤولة عن حوالي 2 في المائة من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في الجزيرة.
وأوضح هوغو بيرتش، محرر تحلية المياه وإعادة استخدام المياه في Global Water Intelligence، وهي منصة معلومات عن صناعة تحلية المياه، أن زيادة كفاءة الطاقة هي أحد العوامل التي تدفع نمو الصناعة.
وقال بيرش إن معظم محطات تحلية المياه الجديدة تستخدم التناضح العكسي بدلاً من العمليات الحرارية، وهي أكثر كفاءة في استخدام الطاقة. يمكن أن يؤدي هذا التحول إلى خفض تكاليف الكهرباء إلى النصف.
ووفقًا لأحد التقديرات، انخفضت الطاقة اللازمة لتحلية المياه بالتناضح العكسي بنسبة 90 في المائة تقريبًا بين عامي 1970 و2020. وتفترض بعض التوقعات أن التقدم التكنولوجي سيقلل من تكلفة تحلية المياه بنسبة 60 في المائة أخرى على مدى السنوات العشرين المقبلة.
نقص إمكانيات الدول الفقيرة
لقد انخفضت تكلفة إنتاج المياه المحلاة بشكل كبير - إلى حوالي 0.50 دولار للمتر المكعب اليوم. ولكن هذا ”لا يزال عملاً تجارياً للبلدان الغنية"، كما يقول قادر. ”لا تزال المشكلة الرئيسية قائمة: فهي لا تزال غير ميسورة التكلفة بالنسبة للبلدان منخفضة الدخل."
أكثر من 90 في المائة من تحلية المياه حتى الآن في البلدان المتوسطة والمرتفعة الدخل. ووفقًا للتوقعات، ستصبح البلدان الأكثر فقرًا على وجه الخصوص، مثل أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى، ”نقاطًا ساخنة" لندرة المياه بحلول عام 2050.
كما يجري تطوير محطات تحلية مياه أصغر حجماً تعمل بالطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، وهي محطات مستقلة عن شبكة الكهرباء. ومع ذلك، لا يعتقد قادر أن هذه المحطات ستصل إلى المستوطنات والمجتمعات المهمشة التي هي في أمس الحاجة إليها.
نفايات المحلول الملحي تهدد النظم البيئية البحرية
وإحدى أكبر المشاكل البيئية لتحلية المياه هي تصريف المحلول الملحي الناتج في البيئة. وهذا يمكن أن يؤدي إلى ”تلوث المحيطات والمياه الجوفية وتملح التربة"، كما يوضح أرجيريس باناغوبولوس، المهندس الكيميائي في الجامعة التقنية الوطنية في أثينا.
يتم إنتاج حوالي 70 في المائة من نفايات المحلول الملحي في العالم في الشرق الأوسط. ووفقاً لبيرش، فإن السبب الرئيسي لذلك هو أن محطات تحلية المياه هناك تستخدم في الغالب مياه البحر شديدة الملوحة. أما في مناطق أخرى، مثل الولايات المتحدة الأمريكية، فغالبًا ما تُستخدم المياه المالحة الأقل ملوحة.
ويضيف بيرش أن المحطات عادة ما يكون لديها آلية مدمجة توزع النفايات بحيث لا يتركز المحلول الملحي في مكان واحد.
كما يجري الآن تطوير تقنيات جديدة لمعالجة المياه المالحة. ويوضح باناغوبولوس أنها يمكن أن تساعد في الحد من التلوث الناتج عن محطات تحلية المياه واستعادة المواد القيمة مثل المعادن والأملاح والمعادن.
مستقبل مستدام لتحلية المياه؟
ولكن لا يزال هناك مجال للتحسين، على سبيل المثال في التعامل مع المحلول الملحي والتحول إلى الطاقات المتجددة، وفقًا للمهندس. ويقول المهندس الكيميائي: ”لقد حققت تحلية المياه تقدماً كبيراً في السنوات الأخيرة، ولكن لا تزال هناك بعض التحديات التي يجب التغلب عليها قبل أن تصبح مستدامة بيئياً بالفعل".
ومع ذلك، فإن منظور قادر من جامعة الأمم المتحدة مقتنع بأن تحلية المياه ستلعب دوراً حاسماً في التغلب على نقص المياه في المستقبل. ”بغض النظر عما إذا كانت السماء تمطر أو إذا كان هناك جفاف، فهناك مياه البحر. وهذا أفضل ما في تحلية المياه".
اعده للعربية: م.م