Szeroko stosowaną metodą odsalania jest destylacja, proces termiczny, w którym woda morska jest odparowywana w celu uzyskania świeżej wody. Minus: destylacja jest niezwykle energochłonna. Dlatego większość nowych instalacji odsalania wykorzystuje odwróconą osmozę, proces, w którym świeża woda jest oddzielana od wody morskiej za pomocą półprzepuszczalnych membran i wywieranego ciśnienia. Przykładem jest nowa fabryka w Al Khafji: nie tylko wykorzystuje dwuetapowy proces odwróconej osmozy, ale czerpie energię z pobliskiej instalacji energii słonecznej. Przekształcanie wody morskiej w słodką wodę nigdy nie było tak wydajne.
Nowoczesne odsalanie
Woda pitna z morza
Dzieje się tak codziennie: woda odparowuje, tworzy chmury i dociera do ziemi jako deszcz, tworząc rzeki i jeziora jako źródło wody pitnej. Na obszarach pustynnych padający deszcz nie wystarczy. Alternatywą jest odsalanie wody z oceanu, proces, który ostatnio stał się bardziej wydajny.
Jak zaopatrywać ludność pustynną w wodę?
Najnowsza technologia i energia słoneczna
Szeroko stosowaną metodą odsalania jest destylacja, proces termiczny, w którym woda morska jest odparowywana w celu uzyskania świeżej wody. Minus: destylacja jest niezwykle energochłonna. Dlatego większość nowych instalacji odsalania wykorzystuje odwróconą osmozę, proces, w którym świeża woda jest oddzielana od wody morskiej za pomocą półprzepuszczalnych membran i wywieranego ciśnienia. Przykładem jest nowa fabryka w Al Khafji: nie tylko wykorzystuje dwuetapowy proces odwróconej osmozy, ale czerpie energię z pobliskiej instalacji energii słonecznej. Przekształcanie wody morskiej w słodką wodę nigdy nie było tak wydajne.
Chociaż najnowocześniejsze zakłady mają zużycie energii mniejsze niż cztery kilowatogodziny na metr sześcienny wody, odwrócona osmoza jest procesem energochłonnym. Ponieważ energia elektryczna jest produkowana głównie w Arabii Saudyjskiej przy użyciu paliw kopalnych, odsalanie wody morskiej odpowiada za dużą część emisji dwutlenku węgla (CO2).
Niezawodny partner
Saudyjska firma użyteczności publicznej Rawafid Systems zbudowała fabrykę we współpracy z ekspertami ds. odsalania wody Advanced Water Technology (AWT). Aby zrealizować projekt w krótkim terminie, wynoszącym zaledwie 14 miesięcy, Rawafid i AWT wybrały swoich partnerów w oparciu o niezawodność i wiedzę branżową.
W przypadku pakietów elektrycznych, automatyki i oprzyrządowania zespół projektowy wybrał firmę Siemens jako głównego wykonawcę. „Zleciliśmy kontrakt z firmą Siemens, ponieważ jest to duża firma na rynku elektromechanicznych dostaw energii elektrycznej i wody. Co więcej, system sterowania Siemens jest uniwersalny i stosowany w różnych branżach, takich jak ropa i gaz, petrochemia, rafinerie i uzdatnianie wody” - mówi Ali Awadallah, dyrektor generalny i dyrektor projektu w Rawafid Industrial.
Po otrzymaniu zamówienia zespół Siemens natychmiast rozpoczął pracę nad zaprojektowaniem kompleksowego rozwiązania, w tym transformatorów, systemów rozdzielnic Sivacon, systemów zabezpieczeń Siprotec, przetworników Sinamics oraz oprzyrządowania procesowego do monitorowania przepływu, poziomu, ciśnienia i temperatury. Systemy elektryczne i automatyki są połączone w sieć przy użyciu technologii komunikacji przemysłowej Scalance.
Oszczędność energii i elastyczność
System sterowania wytwarzaniem i dystrybucją energii oraz przetwarzaniem wody oparty jest na systemie sterowania procesem Simatic PCS 7. Zapewnia nie tylko doskonałą dostępność i wydajność instalacji, ale także umożliwia centralne monitorowanie i kontrolę wszystkich instalacji i systemów, wspierając tym samym operatorów w ich codziennej pracy. W zakładzie Al Khafji Simatic PCS 7 umożliwia automatyczną regulację napędu o zmiennej prędkości zasilającej pompę wysokociśnieniową zgodnie z temperaturą wody i zasoleniem, które zmieniają się w zależności od pory roku. Oszczędza to dużo energii w porównaniu z konwencjonalną regulacją przepływu za pomocą zaworu sterującego.
Model do dalszych instalacji
Od momentu uruchomienia systemy Siemens działały wyjątkowo. 37 000 sztuk sprzętu o wadze 425 ton musiało zostać przetransportowane do Arabii Saudyjskiej i zainstalowane zgodnie z napiętym harmonogramem, co było dużym osiągnięciem logistycznym. Inżynierowie firmy Siemens wykazali elastyczność, uwzględniając istotną zmianę podczas projektu, kiedy zasilanie zostało przełączone z 34,6 kV na 13,8 kV.
Rozwiązania Siemens umożliwiają bezproblemową pionową i poziomą integrację wszystkich komponentów elektrycznych, zmniejszając w ten sposób koszty eksploatacji i konserwacji.
Te zalety doprowadziły do kolejnego zlecenia: Rawafid i AWT, obecnie część konsorcjum A3C z SETE i Al Fatah, zleciły firmie Siemens wyposażenie ośmiu dodatkowych instalacji odsalania z odwróconą osmozą w Arabii Saudyjskiej, w tym wszystkie komponenty i uruchomienie — ponownie w napiętym harmonogramie.
Porównanie: Destylacja i odwrócona osmoza
Destylacja w celu odsalania wody morskiej zużywa niezwykle duże ilości energii — do 25 kWh na metr sześcienny wytworzonej wody. Alternatywą jest odwrócona osmoza. Tutaj najbardziej zaawansowane zakłady osiągają mniej niż 4 kWh na metr sześcienny wyprodukowanej wody. Chociaż odwrócona osmoza jest nadal energochłonna, pomaga krajom takim jak Arabia Saudyjska zmniejszyć emisje CO2 związane z odsalaniem. A kiedy elektrownie są w dużej mierze powered by fotowoltaiką - jak nowa instalacja w Al Khafji - ślad CO2 jest jeszcze mniejszy.
„Kiedy mówimy o projektach, które wnoszą duży wkład w ochronę środowiska, takich jak ta instalacja odsalania zasilana energią słoneczną, nie ma czasu do marnowania. Nasze sprawdzone komponenty są kluczem do szybkiego opracowywania rozwiązań”.