Πόσιμο νερό από τη θάλασσα

Τελευταία τεχνολογία και ηλιακή ενέργεια

Μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος αφαλάτωσης είναι η απόσταξη, μια θερμική διαδικασία στην οποία το θαλασσινό νερό εξατμίζεται για να ληφθεί γλυκό νερό. Το μειονέκτημα: η απόσταξη είναι εξαιρετικά ενεργειακή. Ως εκ τούτου, οι περισσότερες νέες εγκαταστάσεις αφαλάτωσης χρησιμοποιούν αντίστροφη όσμωση, μια διαδικασία μέσω της οποίας το γλυκό νερό διαχωρίζεται από το θαλασσινό νερό μέσω ημιπερατών μεμβρανών και ασκείται πίεση. Ένα παράδειγμα είναι ένα νέο εργοστάσιο στο Al Khafji: Όχι μόνο χρησιμοποιεί μια διαδικασία αντίστροφης όσμωσης δύο σταδίων, αντλεί την ενέργειά του από μια κοντινή εγκατάσταση ηλιακής ενέργειας. Η μετατροπή του θαλασσινού νερού σε γλυκό νερό δεν ήταν ποτέ τόσο αποτελεσματική.

Αν και τα πιο σύγχρονα εργοστάσια έχουν κατανάλωση ενέργειας μικρότερη από τέσσερις κιλοβατώρες ανά κυβικό μέτρο νερού, η αντίστροφη όσμωση είναι μια ενεργοβόρα διαδικασία. Καθώς η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται κυρίως στη Σαουδική Αραβία χρησιμοποιώντας ορυκτά καύσιμα, η αφαλάτωση του θαλασσινού νερού αντιπροσωπεύει μεγάλο ποσοστό των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα (CO2).

Ένας αξιόπιστος συνεργάτης

Η εταιρεία κοινής ωφέλειας της Σαουδικής Αραβίας Rawafid Systems δημιούργησε το εργοστάσιο σε συνεργασία με τους ειδικούς αφαλάτωσης νερού Advanced Water Technology (AWT). Για την υλοποίηση του έργου εντός του περιορισμένου χρονικού πλαισίου μόλις 14 μηνών, η Rawafid και η AWT επέλεξαν τους συνεργάτες τους με βάση την αξιοπιστία και την τεχνογνωσία του κλάδου.

Για τα πακέτα ηλεκτρικής ενέργειας, αυτοματισμού και οργάνων, η ομάδα του έργου επέλεξε τη Siemens ως κύριο ανάδοχο. «Συνεργαστήκαμε με τη Siemens καθώς είναι μια μεγάλη εταιρεία στην αγορά ηλεκτρομηχανολογικού εφοδιασμού για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και νερού. Επιπλέον, το σύστημα ελέγχου της Siemens είναι καθολικό και χρησιμοποιείται σε διάφορες βιομηχανίες, όπως το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, τα πετροχημικά, τα διυλιστήρια και η επεξεργασία νερού», λέει ο Ali Awadallah, CEO και διευθυντής έργου της Rawafid Industrial.

Μετά την παραλαβή της παραγγελίας, η ομάδα της Siemens άρχισε αμέσως να εργάζεται για το σχεδιασμό μιας ολοκληρωμένης λύσης, που περιλαμβάνει μετασχηματιστές, συστήματα διακοπτών Sivacon, συστήματα προστασίας Siprotec, μετατροπείς Sinamics και όργανα διεργασιών για την παρακολούθηση ροής, στάθμης, πίεσης και θερμοκρασίας. Τα ηλεκτρικά συστήματα και τα συστήματα αυτοματισμού δικτυώνονται χρησιμοποιώντας τη βιομηχανική τεχνολογία επικοινωνίας Scalance.

Εξοικονόμηση ενέργειας και ευέλικτη

Το σύστημα ελέγχου για την παραγωγή και διανομή ηλεκτρικής ενέργειας καθώς και την επεξεργασία νερού βασίζεται στο σύστημα ελέγχου διεργασίας Simatic PCS 7. Όχι μόνο παρέχει ανώτερη διαθεσιμότητα και αποδοτικότητα των εγκαταστάσεων, αλλά επιτρέπει επίσης κεντρική παρακολούθηση και έλεγχο όλων των εγκαταστάσεων και συστημάτων, υποστηρίζοντας έτσι τους χειριστές στην καθημερινή τους εργασία. Στο εργοστάσιο Al Khafji, το Simatic PCS 7 επιτρέπει μια κίνηση μεταβλητής ταχύτητας που τροφοδοτεί την αντλία υψηλής πίεσης να ρυθμίζεται αυτόματα ανάλογα με τη θερμοκρασία του νερού και την αλατότητα, οι οποίες αλλάζουν ανάλογα με την εποχή. Αυτό εξοικονομεί μεγάλη ενέργεια σε σύγκριση με τον συμβατικό έλεγχο ροής με βαλβίδα ελέγχου.

Μοντέλο για περαιτέρω εγκαταστάσεις

Από την εκκίνηση, τα συστήματα της Siemens έχουν αποδώσει εξαιρετικές επιδόσεις. Τα 37.000 είδη εξοπλισμού, βάρους 425 τόνων, έπρεπε να μεταφερθούν στη Σαουδική Αραβία και να εγκατασταθούν με αυστηρό χρονοδιάγραμμα - ένα σημαντικό επίτευγμα υλικοτεχνικής υποστήριξης. Οι μηχανικοί της Siemens έδειξαν ευελιξία ανταποκρινόμενη σε μια σημαντική αλλαγή κατά τη διάρκεια του έργου, όταν η παροχή ηλεκτρικού ρεύματος άλλαξε από 34,6 kV σε 13,8 kV.

Οι λύσεις της Siemens επιτρέπουν την απρόσκοπτη κάθετη και οριζόντια ενσωμάτωση όλων των ηλεκτρικών εξαρτημάτων, μειώνοντας έτσι το κόστος λειτουργίας και συντήρησης.

Αυτά τα πλεονεκτήματα οδήγησαν σε μια επόμενη παραγγελία: η Rawafid και η AWT, τώρα μέρος της κοινοπραξίας A3C με τις SETE και Al Fatah, ανέθεσαν στη Siemens να εξοπλίσει οκτώ επιπλέον μονάδες αφαλάτωσης αντίστροφης όσμωσης στη Σαουδική Αραβία, συμπεριλαμβανομένων όλων των εξαρτημάτων και της λειτουργίας - και πάλι με αυστηρό χρονοδιάγραμμα.

Μια σύγκριση: Απόσταξη και αντίστροφη όσμωση

Η απόσταξη για την αφαλάτωση του θαλασσινού νερού καταναλώνει εξαιρετικά υψηλές ποσότητες ενέργειας - έως και 25 kWh ανά κυβικό μέτρο παραγόμενου νερού. Μια εναλλακτική λύση είναι η αντίστροφη όσμωση. Εδώ, τα πιο προηγμένα εργοστάσια επιτυγχάνουν λιγότερο από 4 kWh ανά κυβικό μέτρο παραγόμενου νερού. Αν και η αντίστροφη όσμωση εξακολουθεί να είναι ενεργοβόρα, βοηθά χώρες όπως η Σαουδική Αραβία να μειώσουν τις εκπομπές CO2 που σχετίζονται με την αφαλάτωση. Και όταν τα εργοστάσια τροφοδοτούνται σε μεγάλο βαθμό από φωτοβολταϊκά - όπως η νέα εγκατάσταση στο Al Khafji - το αποτύπωμα CO2 είναι ακόμη μικρότερο.