Acqua potabile dal mare

Tecnologia all'avanguardia ed energia solare

Un metodo ampiamente utilizzato per la desalinizzazione è la distillazione, un processo termico in cui l'acqua di mare viene fatta evaporare per ottenere acqua dolce. Il rovescio della medaglia: la distillazione richiede molta energia. Pertanto, la maggior parte dei nuovi impianti di desalinizzazione utilizza l'osmosi inversa, un processo attraverso il quale l'acqua dolce viene separata dall'acqua di mare attraverso membrane semipermeabili e viene applicata una pressione. Un esempio è un nuovo impianto di Al Khafji: non solo utilizza un processo di osmosi inversa in due fasi, ma trae la sua energia da un vicino impianto di energia solare. Trasformare l'acqua di mare in acqua dolce non è mai stato così efficiente.

Sebbene gli impianti più moderni abbiano un consumo energetico inferiore a quattro chilowattora per metro cubo di acqua, l'osmosi inversa è un processo ad alta intensità energetica. Poiché l'elettricità viene prodotta principalmente in Arabia Saudita utilizzando combustibili fossili, la desalinizzazione dell'acqua di mare è responsabile di gran parte delle emissioni di anidride carbonica (CO2).

Un partner affidabile

La società di servizi dell'Arabia Saudita Rawafid Systems ha costruito l'impianto in collaborazione con gli esperti di desalinizzazione dell'acqua Advanced Water Technology (AWT). Per realizzare il progetto entro il ristretto lasso di tempo assegnato di soli 14 mesi, Rawafid e AWT hanno selezionato i loro partner in base all'affidabilità e alle competenze del settore.

Per i pacchetti elettrici, di automazione e strumentazione, il team di progetto ha scelto Siemens come appaltatore principale. «Abbiamo assunto Siemens perché è una grande azienda nel mercato delle forniture elettromeccaniche per la produzione di energia e acqua. Inoltre, il sistema di controllo Siemens è universale e utilizzato in diversi settori, come petrolio e gas, petrolchimico, raffinerie e trattamento delle acque», afferma Ali Awadallah, CEO e direttore del progetto di Rawafid Industrial.

Dopo aver ricevuto l'ordine, il team Siemens si è subito messo al lavoro per progettare una soluzione completa, che includeva trasformatori, sistemi di quadri Sivacon, sistemi di protezione Siprotec, convertitori Sinamics e strumentazione di processo per il monitoraggio di flusso, livello, pressione e temperatura. I sistemi elettrici e di automazione sono collegati in rete utilizzando la tecnologia di comunicazione industriale Scalance.

Risparmio energetico e flessibilità

Il sistema di controllo per la generazione e la distribuzione di energia e il trattamento dell'acqua si basa sul sistema di controllo del processo Simatic PCS 7. Non solo fornisce una disponibilità ed efficienza degli impianti superiori, ma consente anche il monitoraggio e il controllo centralizzati di tutti gli impianti e i sistemi, supportando così gli operatori nel loro lavoro quotidiano. Nello stabilimento di Al Khafji, Simatic PCS 7 consente di regolare automaticamente un azionamento a velocità variabile che alimenta la pompa ad alta pressione in base alla temperatura e alla salinità dell'acqua, che cambiano in base alla stagione. Ciò consente di risparmiare una grande quantità di energia rispetto al tradizionale controllo del flusso tramite valvola di controllo.

Modello per ulteriori installazioni

Sin dall'avvio, i sistemi Siemens hanno funzionato in modo eccezionale. I 37.000 equipaggiamenti, del peso di 425 tonnellate, hanno dovuto essere trasportati in Arabia Saudita e installati in tempi ristretti, un importante risultato logistico. Gli ingegneri Siemens hanno dimostrato flessibilità nell'accogliere un cambiamento importante durante il progetto, quando l'alimentazione è passata da 34,6 kV a 13,8 kV.

Le soluzioni Siemens consentono una perfetta integrazione verticale e orizzontale di tutti i componenti elettrici, riducendo così i costi operativi e di manutenzione.

Questi vantaggi hanno portato a un ordine successivo: Rawafid e AWT, ora parte del consorzio A3C con SETE e Al Fatah, hanno incaricato Siemens di equipaggiare altri otto impianti di desalinizzazione ad osmosi inversa in Arabia Saudita, compresi tutti i componenti e la messa in servizio, sempre in tempi ristretti.

Un confronto: distillazione e osmosi inversa

La distillazione per desalinizzare l'acqua di mare consuma quantità estremamente elevate di energia, fino a 25 kWh per metro cubo di acqua prodotta. Un'alternativa è l'osmosi inversa. Qui, gli impianti più avanzati raggiungono meno di 4 kWh per metro cubo di acqua prodotta. Sebbene l'osmosi inversa richieda ancora energia, aiuta Paesi come l'Arabia Saudita a ridurre le emissioni di CO2 legate alla desalinizzazione. E quando gli impianti sono in gran parte powered by fotovoltaico, come nel nuovo impianto di Al Khafji, l'impronta di CO2 è ancora più ridotta.