O Egito precisa de mais água potável – como os resorts costeiros ventosos podem ajudar
O Egito está enfrentando um CRIVENDO DA CRISES AMBRÍNDIDAS devido ao seu clima áridolimitado recursos hídricose aumentando rapidamente população. O país de 114 milhões de pessoas depende muito do rio mais longo do mundo, o Nilopara água doce. Mas a crescente demanda por água no Egito e de usuários a montante da água do Nilo (como a Grande Renaissa da Etiópia da Etiópia) significa que o Nilo não é mais suficiente.
Engenheiro Químico Thokozani Majozi fazia parte de uma equipe que construiu um modelo de um novo sistema de dessalinização de osmose reversa movida pelo vento. Eles usam energia da água saltada restante para alimentar a planta. A equipe descobriu que esse modelo poderia funcionar bem em resorts costeiros muito ventosos. Sistemas de água como esse são resilientes às mudanças climáticas. As agências de água são atualmente fazendo lobby o G20, liderado este ano pela África do Suldedicar muito mais financiamento para configurá -las.
Como a dessalinização poderia ajudar o Egito?
A parcela per capita do Egito de água fresca renovável do Nilo e da água da chuva foi caindo por décadas. O país é atualmente Abaixo do limiar da pobreza da água de 1.000 metros cúbicos por pessoa por ano. Isso é apenas cerca da metade da água necessária para a saúde e o bem -estar.
A mudança climática está piorando a situação. Interrompe os padrões de chuva e intensifica secas, Tornando as fontes de água tradicionais menos confiáveis.
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Dessalinização oferece uma solução promissora. Ao remover sais e impurezas da água do mar, a dessalinização pode fornecer um suprimento constante de água limpa para beber, agricultura e indústria. Por exemplo, Planta de dessalinização da Jubail da Arábia Saudita 3A Fornece água potável para 1,6 milhão de pessoas por dia.
A dessalinização é muito eficaz quando Osmose reversa é usado. Osmose reversa usa pressão para forçar a água do mar através de uma membrana semi-permeável. Isso remove todos os sais dissolvidos, contaminantes e impurezas, como sujeira e microplástica da água.
Já é reconhecido como especialmente adequado para as extensas regiões costeiras do Egito que estão longe do rio Nilo.
Quanta energia as plantas de dessalinização precisam?
A dessalinização reversa de osmose requer bombas de alta pressão para forçar a água do mar através das membranas. O processo normalmente consome entre 3 kWh e 8 kWh de eletricidade Para cada metro cúbico de água doce produzida. Isso é suficiente para alimentar uma geladeira familiar média por 24 horas.
Portanto, a produção de 600.000 metros cúbicos de água usaria a mesma quantidade de eletricidade que 600.000 geladeiras. Em comparação, uma instalação típica de tratamento de água (municipal) usa apenas 0,2 kWh a 1 kWh de eletricidade para produzir um metro cúbico de água potável.
Essa demanda de energia faz com que as plantas de dessalinização sejam caras. Se a eletricidade de um país for gerada a partir de combustíveis fósseis queimados como carvão, o uso dessa energia suja para administrar uma planta de dessalinização significaria que a dessalinização tem um impacto ambiental negativo.
Egito pretende reduzir sua pegada de carbono e transição para um modelo de energia mais sustentável. Portanto, executando plantas de dessalinização usando energia renovável é vital para a viabilidade a longo prazo das tecnologias de dessalinização na região.
Como a energia eólica pode ajudar?
Nossa pesquisa construiu um modelo de um novo sistema de dessalinização de osmose reversa movida pelo vento.
Em vez de converter energia eólica em eletricidade, nosso novo modelo usou energia eólica para acionar as bombas que fornecem a pressão necessária para a osmose reversa. Quando as velocidades do vento são altas, o sistema armazena o excesso de ar comprimido em armazenamento de ar comprimido dedicado. Isso é desenhado durante períodos baixos do vento. Descobrimos que isso eliminava a necessidade de infraestrutura elétrica convencional, como geradores, motores e bancos de baterias.
Nosso modelo mostrou Essa energia também pode ser criada a partir da água salgada que sobrou depois que a água do mar é dessalinizada. Osmose reversa usa alta pressão para empurrar a água do mar através da membrana que remove sal e outras impurezas. Isso significa que a água salgada está sempre no lado de alta pressão da membrana de osmose reversa. Essa água salgada restante é geralmente descartada.
Em nosso sistema, abaixamos essa alta pressão para a pressão atmosférica antes de jogar fora a água salgada. Isso fornece pressão extra que ajuda a empurrar a nova água do mar através da membrana, reduzindo assim o consumo geral de energia do sistema.
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Testamos nosso modelo em um laboratório usando dados de velocidade do vento de 20 cidades costeiras do Egito. Os resultados mostraram que Hurghada, uma grande cidade do resort situada a cerca de 500 quilômetros a sudeste do Cairo, seria o local mais promissor. Isso ocorre devido às suas velocidades favoráveis ao vento, o que significaria o menor custo total da água e a maior produção anual de água. A quantidade de água potável que pode ser produzida depende do tamanho do sistema – em outras palavras, quanto financiamento está disponível para construir uma planta de dessalinização de tamanho maior.
Esse conceito ainda está em uma fase de pesquisa de desenvolvimento. Se enquadra no que se tornou conhecido como Esquemas de armazenamento de energia de longa duração (Tecnologia que pode armazenar energia renovável por mais de 10 horas). Agora precisa ser aplicado na prática.
O que precisa acontecer a seguir?
O próximo passo deve ser o desenvolvimento de projetos piloto em áreas muito ventosas como Hurghada e El Gouna, uma cidade turística construída para propósito localizada a cerca de 25 km ao norte de Hurghada.
Os projetos piloto validariam o desempenho do sistema proposto em condições do mundo real. Isso permitiria que os cientistas vejam o que essas plantas de dessalinização precisarão se quiserem operar por muitos anos.
Também precisamos testar todos os componentes que compõem esse sistema para ver se são duráveis, confiáveis e econômicos.
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Egito Fundo de Ciência e Desenvolvimento Tecnológico E outras organizações nacionais de financiamento geralmente desempenham um papel de liderança no financiamento desses projetos inovadores. Parcerias entre universidades, empresas de engenharia e autoridades locais também são cruciais para a construção de conhecimentos e infraestrutura técnica.
As campanhas de conscientização pública devem ser realizadas, para obter apoio da comunidade a esses projetos e ouvir preocupações da comunidade. A publicidade também atrairia investimentos privados, mostrando os benefícios ambientais e econômicos da dessalinização movida pelo vento.
Ao capitalizar seus abundantes recursos eólicos e litoral, o Egito pode ser pioneiro em uma nova geração de infraestrutura de água descentralizada e de baixo carbono. Os sistemas de osmose reversa movidos pelo vento podem servir como um modelo para outras nações com escarpa de água na região e além.
(Professor Majozi é o Presidente do Conselho da Academia de Ciência da África do Sul no S20 – o grupo de engajamento oficial do G20 que promove o diálogo baseado em ciências e fornece consultoria de políticas).
Este artigo é republicado de A conversaUma organização de notícias independente e sem fins lucrativos, trazendo fatos e análises confiáveis para ajudá -lo a entender nosso mundo complexo. Foi escrito por: Thokozani MajaAssim, Universidade do Witwatersrand
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Thokozani Majozi recebe financiamento da National Research Foundation (NRF) e do Instituto Nacional de Desenvolvimento de Energia da África do Sul (SANEDI).
