موج جدیدی از استارت آپ های نمک زدایی استدلال می کنند که عمیق تر بهتر است

این یک واقعیت بی‌رحمانه است که تنها حدود 3 درصد از آب جهان شیرین است و تنها بخشی از آن به راحتی در دسترس است. با این حال، از آنجایی که مناطق خشک جهان با خشکسالی های فزاینده ای مواجه می شوند، مردم بیشتری به 97 درصد دیگر که در اقیانوس ها سرازیر شده اند چشم دوخته اند.

جزایر، شهرها و نواحی آبی بیش از یک قرن است که از نمک‌زدایی برای خلاصی از نمک‌های آب اقیانوس‌ها استفاده می‌کنند، اگرچه تا دهه 1970 بود که این فناوری گسترده‌تر شد. هر 100 گالن آب تولید شده توسط اسمز معکوس، پرکاربردترین فناوری، نیاز دارد حدود 1.5 کیلووات ساعت برق تولید می شود. از سال 2022، حدود 26 میلیارد گالن هر روز (100 میلیارد لیتر) آب از طریق نمک‌زدایی تولید می‌شد.

اما اسمز معکوس انرژی بر است و به پمپ‌های قوی نیاز دارد تا مولکول‌های آب را از درون غشایی که به‌ویژه طراحی شده‌اند را وادار کنند و محلول آب‌شکنی را در پی آن باقی بگذارند. فشار اغلب به 800 psi می رسد که حدود 20 برابر بیشتر از تایر معمولی خودرو است. درباره 70% مصرف انرژی یک کارخانه اسمز معکوس از راه اندازی آن پمپ ها ناشی می شود.

کارشناسانی که به دنبال راه‌های دیگری برای قدرت بخشیدن به این فرآیند بودند، و یک رویکرد امیدوارکننده که آنها شروع به چرخش کرده‌اند، به نام اسمز معکوس دریای عمیق (DSRO) شناخته می‌شود. در آن، تجهیزات اسمز معکوس در اعماق اقیانوس، در حدود 1300 تا 2000 فوت پایین انداخته می‌شود، جایی که فشار طبیعی به عبور آب از غشاء کمک می‌کند. تنها پمپ‌های نسبتاً کوچکی برای بلند کردن آب شیرین از اعماق و بازگشت به ساحل مورد نیاز است و تنها کسری از برقی را که نمک‌زدایی خشکی استفاده می‌کند، می‌کشد.

این ایده تقریباً از زمان اختراع نمک‌زدایی با اسمز معکوس وجود داشته است، اما هنوز مطرح نشده است، زیرا اقیانوس می‌تواند مکانی پیش‌گویانه برای رها کردن یک قطعه پیچیده از فناوری باشد. این اخیراً تغییر کرده است و اکنون تعداد انگشت شماری از شرکت‌ها در یک مسابقه برای تکمیل این فناوری هستند.

این همگرایی را می‌توان در پیشرفت‌هایی که صنعت نفت و گاز به دست آورد، که برای دهه‌ها بر روی انرژی، ارتباطات و روباتیک در آب‌های عمیق کار می‌کرد، ردیابی کرد. الکساندر فوگلسانگ، یکی از بنیانگذاران و مدیرعامل فلوسیان، به TechCrunch گفت.

پیش از این، اسمز معکوس در اعماق دریا بیش از محیط خشن اقیانوس مواجه بود. رابرت برگستروم، بنیانگذار و مدیر عامل شرکت، گفت: رساندن نیرو به غلاف ها برای کارکردن پمپ ها و حسگرهای آنها دشوار بود. Ocean Wellاو که قبلاً گروه Seven Seas Water را تأسیس کرده بود، یک شرکت نمک‌زدایی سنتی که اکنون متعلق به مورگان استنلی است.

مایکل پورتر، مدیر ارشد فناوری OceanWell، گفت: در یکی دو دهه گذشته، شرکت‌های نفت و گاز “بستر دریا را برق انداخته‌اند.” “این واقعاً تغییر دهنده بازی برای ما است.” پیش از این، پمپ ها و تجهیزات توسط سیستم های هیدرولیک تغذیه می شدند که ناکارآمد و مستعد خرابی هستند. او گفت: “اما اکنون با پمپ های الکتریکی، کارها بسیار ارزان تر و آسان تر شده اند.”

شرکت‌های نفت و گاز نیز به ارزان‌تر و موثرتر کردن شناورهای زیردریایی از راه دور کمک کرده‌اند. برای استارت‌آپ‌های DSRO، چنین شناورهایی راه‌اندازی و نگهداری تجهیزات اعماق دریا را آسان‌تر کرده‌اند. برگستروم گفت: «برای چرخاندن یک پیچ لازم نیست همه تجهیزات خود را بالا بکشید.

در اعماق، غلاف های نمک زدایی پمپ های کوچکی را اجرا می کنند تا آب را به آرامی از غشاء عبور دهند. سرعت کم به این معنی است که بیشتر جانداران دریایی می توانند شنا کنند. برای کسانی که نمی توانند، OceanWell در حال توسعه راهی برای معکوس کردن جریان پمپ ها به صورت دوره ای برای تخلیه میکروارگانیسم ها از فیلترها و غشاها است. این نه تنها از حیات دریایی محافظت می کند، بلکه به حفظ طولانی تر فیلترها و غشاها از انسداد کمک می کند.

مانند نمک زدایی خشکی، DRSO آب نمکی را آزاد می کند که شورتر از آب اقیانوس های اطراف است. اما برای DRSO، مشکل کمتر حاد است. برای نمونه، آب نمکی رقیق‌تر تولید می‌کند – تنها حدود 10 تا 20 درصد شورتر از آب دریا به جای دو برابر شدن نمک‌زدایی در خشکی – و غلاف‌های توزیع‌شده آب نمک را در ستون آب آزاد می‌کنند. فوگلسنگ گفت: “این گیاه در فاصله 10 تا 30 متری از غلاف های ما، گیاهان کوچک زیر دریا، پراکنده می شود.”

هنوز هزینه‌هایی برای رساندن تجهیزات به کف دریا وجود دارد، از جمله برق، آب و خطوط ارتباطی به سایت‌ها و نصب خود غلاف‌های نمک‌زدایی. برگستروم گفت: «به دلیل این ستون فقرات بزرگی که می‌سازیم، واضح است که نمی‌توانیم گیاهان کوچک را انجام دهیم. «به سادگی قرار دادن آن هزینه سرمایه ای هنگفتی است. اما وقتی به نقطه ای می رسیم که روزانه 10 میلیون گالن به 100 میلیون گالن می رسد، بقیه هزینه های ما شروع به کاهش می کند.

Fuglesang گفت که Flocean بین یک تا ده غلاف در هر سایت مستقر خواهد کرد. OceanWell تعداد مشابهی را هدف قرار داده است.

پس از استقرار، پس انداز باید شروع به اضافه شدن کند. OceanWell، Flocean، و آب شدنیکی دیگر از استارتاپ‌های DSRO، همگی پیش‌بینی می‌کنند که این فناوری می‌تواند با استفاده از 30 تا 50 درصد انرژی کمتر نسبت به اسمز معکوس خشکی، آب تولید کند. علاوه بر این، آبی که بیرون می آید اغلب سردتر از جایی است که از آن استفاده می شود، به این معنی که ابتدا می توان از آن برای جذب گرما از دستگاه های تهویه مطبوع بزرگ استفاده کرد. فوگلسانگ گفت: «این واقعاً یک صرفه جویی انرژی قدرتمند است که ما می‌توانیم به آن کمک کنیم.

سرمایه گذاران شروع به توجه کرده اند. در ماه نوامبر، OceanWell اعلام کرد که 11 میلیون دلار در سری A از سرمایه گذارانی از جمله Kubota جمع آوری کرده است. این شرکت به طور انحصاری به TechCrunch گفت: روز سه‌شنبه، Flocean سری A 9 میلیون دلاری را معرفی کرد. دور Flocean توسط Burnt Island Ventures، Freebird Partners، و Nysnø Climate Investments با مشارکت Katapult Ocean و MP Pensjon رهبری شد.

Flocean توافقنامه هایی را در مالدیو و اردن برای استقرار سیستم های نمایشی امضا کرده است، اگرچه Fuglesang گفت که این شرکت قصد دارد بر حوزه مدیترانه و دریای سرخ تمرکز کند. Waterise در حال حاضر قراردادی برای تامین یک شرکت معدنی در اردن دارد و OceanWell در ابتدا کالیفرنیا را هدف قرار داده است.

با گسترش بحران آب در سراسر جهان، شرکت ها خوشبین هستند که فناوری آنها می تواند به پر کردن شکاف کمک کند. برگستروم گفت: «ما فکر می‌کنیم که می‌توانیم تقریباً یک میلیارد نفر را لمس کنیم و آنها را از سقوط به سمت فقر آب نجات دهیم.