top of page

百年大旱衝擊: 英國研究太陽能驅動的海水淡化新技術 可大幅降低淡水成本

地球氣候變遷使全球多地出現旱災,台灣水資源也面臨嚴峻考驗。近年來,台灣頻遭極端氣候襲擊,旱災此起彼落,連向以豐沛雨量聞名的北部地區也發布減壓供水警報。顯而易見,傳統水資源開發模式難以滿足台灣日益增長的民生與工業用水需求,水資源供需矛盾日趨激烈。


台灣位處亞熱帶,雨量時空分配呈現出明顯的季節性變化,長期以來主要依靠蓄水庫儲蓄雨季降水度過旱季。然而,極端氣候事件造成降雨分配異常,旱災發生頻率增加,水庫供水能力未必能滿足需求。海水淡化技術雖被視為補充新淡水來源的希望,但高昂的設備與運作成本一直是推動的最大障礙。克服經濟與技術障礙,開發低成本高效率的海水淡化技術,將成為台灣破解水資源供需矛盾的重要突破口。


中東和北非地區每天生產的淡水約占世界海水淡化總產量的48%,該地區的沙烏地阿拉伯和阿聯酋正在海水淡化項目投入數十億美元。沙烏地阿拉伯幾乎60%的供水來自海水淡化,大部分由政府運營的海水轉化公司生產。阿聯酋也有78.8億美元的海水淡化項目正在進行和概念設計階段。

隨著該地區日益嚴重的旱情和水資源短缺,海水淡化作為獲取淡水的重要手段得到大力發展。但是,海水淡化也面臨高昂的運作成本、高能耗、以及產生大量高濃度鹵水和溫室氣體排放等挑戰。鈣鈦礦太陽能驅動的海水淡化技術由於具有更高的經濟和環境效益,有望在這些國家得到推廣應用,對緩解當地嚴重的供水壓力發揮重要作用。

Photo Credit: Statista.com


英國研究人員最近提出一種新的海水淡化技術,利用太陽能驅動脫鹽程序,可望大幅降低淡水生產成本。研究顯示,將太陽能發電和熱能結合,可以提高海水淡化的效率和可行性。過去的研究已經證明,太陽能海水淡化系統具有優勢,但大多只集中在簡單地將太陽能收集器和海水淡化模組結合,忽略了電熱耦合機制所能產生的協同效應



研究小組指出,依賴電力的海水淡化技術包括逆滲透、電滲透、機械蒸汽壓縮和電容離子技術;依賴熱能的技術則有多級閃蒸、多效蒸餾和薄膜蒸餾技術。他們分析不同太陽能發電和熱技術,以及非協同太陽能海水淡化系統的集成機制。研究人員進行初步的技術經濟分析,評估多種太陽能脫鹽集成系統以及其淡水生產成本。結果顯示,逆滲透技術利用太陽能源可以降低20%的淡水生產成本,相比使用純太陽能源。考慮到逆滲透技術在新建海水淡化設施中的主導地位,以及薄膜蒸餾技術作為熱驅動海水淡化程序的可擴展性,這項成本節省為解決偏遠地區水資源短缺提供了機會。



研究團隊表示,需要進一步研究不同海水淡化過程中電熱耦合機制的運作原理和參數理論/模型,以優化太陽能脫鹽技術。他們的研究結果為開發更具成本效益和可擴展的海水淡化技術提供了新思路,有助於緩解全球性水資源短缺的壓力。


參考連結:



238 次查看

Comments


bottom of page