Extrémní vedro a sucho nás letos podle vědců rozhodně netrápilo naposled. Právě naopak. Situace se má v následujících letech vinou změny klimatu dále zhoršovat. Už teď přitom podle Světové zdravotnické organizace (WHO) nemají snadný přístup k čisté vodě dvě miliardy lidí na celém světě. Země na blízkém východě se proto začínají spoléhat na odsolovací zařízení, která jsou z mořské vody schopná odčerpat veškerou sůl a tím ji učinit sladkou. Má to ale háček.
Zařízení, jež tento proces umožňují, jsou zpravidla poháněna fosilními palivy. Během procesu navíc vzniká solanka, tedy extrémně slaná odpadní voda, která má negativní vliv na mořský ekosystém. I z těchto důvodů se některé firmy a výzkumníci rozhodli obnovit staletí starou technologii solárních elektráren. Ty k čistění vody využívají pouze sluneční světlo. Nevýhodou však zůstává hlavně množství vyprodukované vody, jež ani zdaleka nedosahuje takového objemu jako v případě odsolování.
Řešení pro suchá pobřeží
Solární destilační zařízení, které nepotřebuje elektřinu a zároveň nevytváří solanku, vyvíjí třeba startup Manhat se sídlem v Abú Dhabí. Jedná se o skleníkovou konstrukci plovoucí na hladině. Tu ohřívá sluneční světlo, v jehož důsledku dochází k oddělování vody od krystalu soli a jejímu odpařování přímo pod konstrukci. Jak se teplota snižuje, voda kondenzuje na sladkou a shromažďuje se uvnitř. „Je to podobné přírodnímu koloběhu vody,“ říká pro CNN Saíd Al-Hasan Alkazrájí, zakladatel společnosti, který je zároveň i docentem na univerzitě Chalífa v Abú Dhabí.
Na rozdíl od tradičních solárních odpařovačů umístěných v nádrži, kde po odpaření vody sůl zůstane, se zařízení společnosti Manhat nachází přímo v oceánu. „Sůl se tedy v zařízení nehromadí, úhel sběrného válce navíc zabraňuje odpařování kapek vody zpět do moře,“ komentuje dále.
Že se skutečně jedná o proveditelné řešení, si myslí i odborníci z institutu Water Europe. Ti Manhatu za jeho průlomový nápad udělili začátkem letošního roku prestižní cenu Water Europe Innovation Award. Emirátská firma následně plánuje svoji technologii využít v plovoucích farmách. Ty by pomocí odsolovacích zařízení zavlažovaly plodiny bez nutnosti transportu vody, čímž by se ušetřily další emise.
Nápomocné by tyto farmy byly hlavně ve vyprahlých pobřežních oblastech. „Pokud vyrobíte vodu na mořské hladině a použijete ji pro zemědělství, můžete ornou půdu efektivně omladit,“ objasňuje Alkazrájí. Dobře fungovat by tato technologie mohla v zemích, jako jsou například Maledivy, které nedisponují dostatkem půdy.
Manhat není jediná firma, jež na obdobná zařízení spoléhá. Inovace v této oblasti zavádějí i další. V roce 2020 vyvinuli výzkumníci z Massachusettského technologického institutu (MIT) volně plovoucí odsolovací jednotku sestávající z vícevrstvého výparníku. Ten má za úkol recyklovat teplo vznikající při kondenzaci vodní páry.
Jak vyplývá z provozních testů, mohla by zmíněná technologie sloužit suchým pobřežním oblastem, kde by poskytovala levný zdroj vody. Podle výzkumníků ale může být později využita také jako plovoucí panel na moři, který by dodával sladkou vodu na pobřeží za využití potrubí.
Souhra dvou technologií
Podle Geoffa Townsenda, pracovníka společnosti Ecolab zabývajícího se inovacemi v oblasti nedostatku vody, je skutečnost, že by solární inovace nahradily konvenční odsolování, nepravděpodobná. Obě technologie se však můžou vzájemně doplňovat, což by mohlo snížit celkovou uhlíkovou stopu.
Problémem je, že odsolování musí obvykle zajistit velmi předvídatelné dodávky vody. U nových systémů tak zatím existují obavy, do jaké míry mohou toto množství ovlivnit například denní či sezónní výkyvy. Ještě větší výzvou pro tento druh technologie je pak rozsah. „Nevýhodou je jejich vlastní nízká účinnost,“ tvrdí Townsend a dodává, že vzhledem k malému množství vody, které produkují, mají tendenci zabírat velké množství místa.
Pro představu, zařízení MIT vyprodukuje přibližně pět litrů sladké vody za hodinu na každý metr čtvereční solární sběrné plochy. Plovoucí prototyp od společnosti Manhat, který disponuje plochou 2,25 metru čtverečního, kdy pouze jeden metr je otevřený vodě, dokáže poskytnout pouze 1,5 litru sladké vody za celý den. Což je vzhledem k údajům WHO, podle kterých potřebuje průměrný člověk 50 až 100 litrů čisté vody denně, jen zanedbatelné množství.
Na zvýšení tohoto objemu Manhat už pracuje pomocí optimalizace materiálů a změnou konstrukce, přičemž dlouhodobým cílem je dosáhnout alespoň 20 litrů denně. Pomoci by mu k tomu mělo navýšení investic. Ty momentálně získává výhradně ze spolupráce s přístavy v Abú Dhabí. Touto formou obdržel už 130 tisíc dolarů (zhruba 3,1 milionu korun).
Pilotní provoz konceptu plovoucí farmy bude zahájen v příštím roce. Manhat věří, že by jeho technologie mohla zajistit dostatečné množství vody pro pěstování plodin méně náročných na vodu, jako jsou například houby. „Musíme se smířit s tím, že mořská voda by měla být klíčovým hráčem při zajišťování sladké vody,“ uzavírá Alkazrájí s tím, že řešení musí současně minimalizovat emise a zcela vyloučit solanku.
