اقتصادآنلاین: بر اساس گزارش مؤسسه تحقیقات آب وزارت نیرو، میانگین بارش‌های جوی کشور در دوره‌های مختلف زمانی نسبت به دوره بلند مدت ۵۳ ساله کاهش قابل توجه داشته است. متوسط بارش سالیانه طی ۱۳ سال اخیر به میزان ۹ درصد نسبت به دوره بلندمدت ۵۳ ساله کاهش یافته است. متوسط بارش سالیانه در سال آبی اخیر(۱۴۰۱-۱۴۰۰) نیز در مقایسه با میانگین بارش‌های بلندمدت کشور(۵۴ساله) به میزان ۱۸درصد کاهش پیدا کرده است. این بدان معناست که مجموع حجم بارش‌های کشوربه طور نگران کننده‌ای از میانگین ۲۴۹.۳ میلی‌متر در دوره ۵۴ ساله به ۲۰۳.۹ میلی‌متر در سال آبی گذشته کاهش پیدا کرده است.

کاهش قابل توجه منابع آب تجدیدپذیر یکی دیگر از شاخص‌های بحران کم آبی در کشور است. درحال‌حاضر میزان برداشت آب از منابع آب تجدیدپذیر کشور بیش از دو برابر استاندارد جهانی توصیه شده و در برخی موارد حتی بیش از ۱۰۰ درصد آب تجدیدپذیر است. گزارش دیگری حاکی از کاهش ۷۰ درصدی ذخایر آب شیرین تجدیدپذیر طی حدود ۵۰ سال گذشته است که ضرورت بازنگری در مدیریت منابع آبی کشور را بیش از پیش مشخص می‌کند.

حجم بالای بهره کشی از منابع آب زیر زمینی به عنوان یکی از منابع اصلی آب تجدیدپذیر نیز نگران‌کننده است. درحال‌حاضر ۵۷ درصد آب شرب شهری، ۸۳ درصد آب شرب روستایی، ۶۳ درصد آب صنعت و خدمات و ۵۲ درصد آب کشاورزی از منابع آب زیرزمینی تأمین می‌شود.

شیرین‌سازی آب دریا برای جبران کم آبی در خاورمیانه

کم آبی یکی از معضلات مشترک اکثریت کشورهای منطقه MENA(کشورهای واقع در خاورمیانه و شمال آفریقا) است. لیکن دسترسی به دریاهای آزاد و شیرین‌سازی آب دریا یک فرصت ارزشمند برای کشورهای مجاور خلیج‌فارس، دریای عمان، دریای سرخ و دریای مدیترانه برای مقابله با تهدید کم آبی در این منطقه است.

احداث آب شیرین کن‌های دریایی راهبردی مشترک برای مدیریت منابع آبی و پاسخ به تقاضای آب آشامیدنی و صنعتی در کشورهای با اقلیم گرم و خشک و مواجه با بحران کم آبی است. به همین جهت است که ظرفیت شیرین‌سازی آب دریا در کشورهای حاشیه خلیج‌فارس در یک دهه اخیر به طور قابل توجه‌ای افزایش پیدا کرده است.

فناوری اسمز معکوس اقتصادی‌ترین فناوری شیرین‌سازی آب دریا

هم اکنون فناوری اسمز معکوس به عنوان اقتصادی‌ترین فناوری شیرین‌سازی آب دریا به سرعت در اقصی نقاط دنیا در حال توسعه است. در آب شیرین کن‌های دریایی مبتنی بر فرآیند اسمز معکوس، آب شور با فشار بالا که متناسب با میزان شوری آب است، از غشای نیمه تراوا یا ممبران عبور داده می‌شود. لایه‌های غشای نیمه تراوا در هنگام عبور آب شور، تنها ملکولهای آب را از خود عبور می‌دهند. یونهای محلول در آب اعم از سدیم، کلر، کلسیم، منیزیم و غیره که منشأ شوری آب دریا هستند، از لایه‌های ممبران عبور نکرده و در جریان آب شور ورودی تغلیظ می‌شوند. آب شور تغلیظ شده تحت عنوان جریان شورابه با رعایت ملاحظات زیست محیطی به محیط دفع می‌شود.

احداث آب شیرین کن‌های دریایی به مانند هر طرح اقتصادی دیگر منوط به انجام طرح امکان سنجی و تحلیل هزینه- فایده است. انجام مطالعه امکان سنجی تأسیسات آب شیرین کن با هدف پیش‌بینی دقیق ملاحظات فنی، اقتصادی و زیست محیطی پیش از انجام طرح ضروری است. در مرحله بعد طرح کسب و کار براساس مطالعه امکان سنجی، طرح آب شیرین کن را از منظر فنی و ظرفیت سودآوری از دیدگاه اقتصادی مورد بررسی قرار می‌دهد. طرح کسب و کار در نهایت، بهای تمام شده آب تولیدی را براساس هزینه‌های بهره‌برداری و نگهداری و هزینه سرمایه‌گذاری اولیه تعیین می‌کند.

استهلاک هزینه سرمایه‌گذاری اولیه، انرژی مصرفی، مواد مصرفی، نگهداری، تعمیرات، مواد شیمیایی و دستمزد از مهم‌ترین مولفه‌های مربوط به بهای تمام شده آب شیرین تولیدی در آب شیرین کن صنعتی مبتنی بر فرآیند اسمز معکوس است.

فناوری نمک زدایی حرارتی از آب دریا مهم‌ترین رقیب فناوری اسمز معکوس در شیرین‌سازی آب دریا است. کیفیت بالای آب تولیدی، مصرف انرژی کمتر(در شرایط مشابه)، تولید کربن پایینتر و هزینه کمتر تولید آب شرب از مزایای اصلی فناوری اسمز معکوس در مقایسه با فناوری نمک زدایی حرارتی است. بهای تمام شده پایینتر آب شیرین تولیدی در آب شیرین کن‌های اسمز معکوس نسبت به حرارتی مهم‌ترین عامل توسعه این فناوری در دهه اخیر در دنیا بوده است.

وجود دریای خزر در شمال کشور و خلیج‌فارس در جنوب کشور، فرصتی استثنایی برای جبران بخشی از کم آبی کشور از طریق شیرین‌سازی آب شور این دو دریا را فراهم کرده است.

توجیه اقتصادی طرح، مهم‌ترین عامل تعیین‌کننده در انتخاب موقعیت قرارگیری تأسیسات شیرین‌سازی آب دریا است. محاسبه بهای تمام شده آب در مناطق دچار کم آبی که هدف‌گذاری شده اند، مستلزم محاسبه بهای تمام شده تولید آب شیرین ار آب دریا و هزینه انتقال آب است.

در سال‌های اخیر فلات مرکزی ایران و استانهای حاشیه خلیج‌فارس به دلیل خشکسالی و مدیریت نادرست منابع آبی کشور، با بحران کم آبی بی‌سابقه‌ای روبه‌رو هستند. هزینه انتقال آب از واحدهای آب شیرین کن آب دریا اعم از هزینه خط لوله انتقال و هزینه‌های انرژی یکی از مولفه‌های مهم بهای تمام شده آب در مناطق هدف‌گذاری شده است.

قیمت تمام شده تولید آب شرب از دریای خزر و خلیج‌فارس

محاسبه قیمت تمام شده تولید آب شرب از آب دریا در مدل کسب و کار، با بهره گیری از مدل‌های حسابداری و مالی و در نظر گرفتن کلیه هزینه‌های مستقیم و غیر مستقیم تولید آب شیرین امکان‌پذیر است. کیفیت آب دریا، هزینه استهلاک سرمایه ثابت و هزینه‌های بهره‌برداری و نگهداری، مهم‌ترین عوامل تعیین‌کننده بهای تمام شده آب شیرین از آب دریا هستند. با توجه به تفاوت عوامل تأثیرگذار در این دو بخش، بهای تمام شده آب شیرین در نقاط مختلف دنیا با یکدیگر متفاوت است. تفاوت در کیفیت آب دریا، قوانین و مقررات کشورهای مختلف در مالیاتها، قوانین زیست محیطی، نرخ بهره و مالکیت و همچنین تفاوت بهای انرژی الکتریکی، دستمزد نیروی انسانی و غیره سبب می‌شود که بهای شیرین‌سازی آب دریا در نقاط مختلف متفاوت شود.

هزینه شیرین‌سازی آب دریا در خلیج‌فارس و دریای خزر با فرآیند اسمزمعکوس علاوه بر وابستگی به زیرساخت ایجاد واحدهای آب شیرین کن متأثر از عوامل فنی، جغرافیایی و زیست محیطی است.

کیفیت آب دریا یکی از عوامل مهم فنی تاثیرگذار بر هزینه شیرین‌سازی آب در آب شیرین کن‌های بزرگ آب دریا به شمار می‌رود. میزان شوری، ذرات معلق نامحلول، کدورت و وجود آلاینده‌های آلی و زیستی، مهم‌ترین فاکتورهای تعیین‌کننده کیفیت آب دریا هستند.

مهمترین تفاوت آب خلیج‌فارس با آب دریای خزر از منظر کیفیت آب، میزان شوری است. آب دریای خلیج‌فارس به عنوان یکی از شورترین آبهای آزاد در دنیا شناخته می‌شود. میزان شوری آب خلیج‌فارس از ۳۶۰۰۰ تا ۴۸۰۰۰ میلیگرم بر لیتر در نقاط مختلف متغیر است. در حالیکه شوری آب دریای خزردر بازه ۱۲۰۰۰ تا ۱۷۰۰۰ میلیگرم بر لیتر قرار دارد. به بیان ساده، آب خلیج‌فارس نزدیک به سه برابر شورتر از آب دریای خزر است.

شوری آب یکی از عوامل مهم تأثیرگذار بر هزینه شیرین‌سازی آب دریا به شمار می‌رود. با افزایش شوری آب دریا، فشار مورد نیاز برای غلبه به فشار اسمزی افزایش پیدا می‌کند. افزایش فشار مورد نیاز به معنای پمپهای فشار قوی بزرگتر، ممبرانهای بیشتر، درصد بازیابی پایینتر و در نهایت هزینه سرمایه‌گذاری اولیه و هزینه بهره‌برداری بالاتر آب شیرین کن دریایی است.

علاوه بر شوری، آنالیز فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی آب دریا نیز بر هزینه‌های شیرین‌سازی آب موثر است. به عنوان مثال کدورت بالا یا فعالیت بالای میکروارگانیسم‌های موجود در آب دریا، هزینه‌های مربوط به پیش تصفیه آب دریا شامل فرآیندهای جداسازی ذرات معلق، پکیج‌های تزریق مواد شیمیایی و مصرف مواد شیمیایی را افزایش می‌دهد.

چنانچه از تفاوتهای قابل توجه موجود در کیفیت آب خلیج‌فارس و دریای خزر به جز "شوری آب " جشم پوشی کنیم و بقیه عوامل تأثیرگذار بر قیمت تمام شده آب شیرین را ثابت در نظر بگیریم، بهای تمام شده تولید آب شیرین از خلیج‌فارس از ۰.۹ دلار تا ۱.۳ دلار به ازای هر مترمکعب در آب شیرین کن‌های بزرگ متغیر است. این در حالی است که قیمت تمام شده تولید آب در آب شیرین کن‌های بزرگ دریای خزر در بازه ۰.۵ تا ۰.۸ دلار به ازای هر متر مکعب قرار دارد.

بهای تمام شده آب شیرین از آب دریا در محل مصرف کننده، علاوه براحتساب هزینه شیرین‌سازی آب دریا در مبدأ نیازمند محاسبه هزینه‌های انتقال آب نیز است. هزینه‌های انتقال آب شیرین از خلیج‌فارس به فلات مرکزی ایران به دلیل فاصله کمتر و وجود رشته کوه‌های البرز در شمال کشور، از انتقال آب شیرین از دریای خزر به این مناطق پایینتر است.

نگارنده: سید احسان مجتبوی- طراح و پژوهشگر آب شیرین کن‌های صنعتی