Tárgyszavak: sótalanítás; desztillálás; megújuló energia; tengervíz

KORSZERÛ ENERGETIKAI BERENDEZÉSEK 4.4

Energia és sótalanítás az Arab-öböl térségében Tárgyszavak: sótalanítás; desztillálás; megújuló energia; tengervíz.

Az Arab-öböl egyes országainak megújuló vízforrásaira és a teljes sótalanító-kapacitásai (kissé sós víz és a tengervíz együtt) vonatkozó adatokból (1. táblázat) többféle következtetést lehet levonni. 1. táblázat 3 Az Öböl-országok vízforrásai (1994-es adatok) millió m /év Ország Bahrein Kuvait Oman Katar Szaúd-Arábia Egyesült Arab Emírségek (UAE)

Megújuló vízforrás

Sótalanító kapacitás

Összesen

90 161 1929 50 4550 490

98 473 59 174 1557 646

188 634 1988 224 6107 1136

Mivel a sótalanítás hő és/vagy villamos energiát igényel, ezért célszerű az energiatermelést és a sótalanítást összekapcsoltan működtetni. A legnagyobb sótalanítót Közép-Keleten Kuvaitban létesítették az 1950-es évek végén – ezzel a kettős hasznosítással. A sótalanítást hőenergiával végzik, és a termelt járulékos hőenergiával gőzturbina segítségével villamos energiát állítanak elő. Más Öböl-országok követték ezt a módszert, és a technológia az 1980-as évekig elterjedt. 1997-re az Öböl-országok sótalanítóinak teljes kapacitása meghaladta a 3650 M m3/év értéket, ami a világon üzembe állított kapacitások mintegy 44%-a. Becslések szerint 2020-ra a sótalanító-kapacitás eléri a 8000 M m3/év értéket. Szerencsés összejátszása a sorsnak, hogy ahol nagy hiány van ivóvízben, ott koncentrálódik jelentős kőolajvagyon. Egyrészt a sótalanításhoz szükséges fosszilis tüzelőanyag rendelkezésre áll, másrészt fedezi a sótalanító üzemek létesítéséhez szükséges beruházási költségeket. Erre jellemző, hogy 400 000 fő számára szükséges 33 M m3/év kapacitású üzem 82 M USD-t igényel (1994-es árakon). Például Szaúd-Arábia költségvetéséből 1975 óta 25 Mrd USD-t költött sótalanításra.

BME–OMIKK – Energiaellátás… 2002/4.

3

Energia az Öböl-országokban Szaúd-Arábia, mely az energiatermelésben a régió modellje, területén a legtöbb erőművet üzemelteti: kb. 15 000 MW-ot az összes 25 000 MW-ból. A világon szinte leggyorsabb az energiaigények növekedése az ország fővárosában, Riadban. A nagyobb erőműveket az 1950-es évek közepén kezdték építeni, és az 1980-as évek elején már a 2700 MW-ot is meghaladták. Ezek az erőművek gázturbinás (GT), nyílt ciklusúak voltak. A választás a GT néhány speciális sajátosságához kapcsolódott: – rugalmasság, – egyszerű működés és szerviz, – megfelelő tüzelőanyagra adaptálhatóság és – rövid szállítási határidő. Egyértelmű tapasztalat volt azonban, hogy a távozó füstgáz jelentős energiaveszteséget és környezeti károkat okoz. Az 1982-ig Rijadban üzembe helyezett 16 egységnél (8 erőmű 800 MW kapacitással) a füstgáz energiavesztesége 70%-kal meghaladja az alapterhelés teljesítményszükségletét. Ilyen okokból a két legnagyobb jelenlegi erőművet (Rijad 7 és Rijad 8, összesen 1600 MW) átépítik gőzturbinákkal kiegészítve, továbbá HRSG-vel kombinált ciklusúvá. Egy ilyen kombinált rendszer gazdaságos működtetésének feltétele, hogy a termelt hőenergiát legalább 60%-os arányban felhasználják, miután a termelt hővel sótalanítást végeznek, biztosított a gazdaságos üzemeltetés. Míg az egycélú erőműveket (alapterhelésen működő energiatermelők és szivattyútelepet ellátó üzemek a sivatagi régiókban) továbbra is használják, a mennyiségi energiatermelésben már a két funkciójú üzemeket (villamos energia termelése alapterhelésen és sótalanítással víztermelés) létesítik előnyben. Az érdekelt országok villamosenergia-termelési adatait (2. táblázat) és a különböző célú felhasználások megoszlását az 1997-es adatok alapján meg lehet ismerni. Nem mindegyik sótalanítási eljárás igényel hőenergiát, ilyen például a fordított ozmózis és a gőzkompressziós desztilláció. Ezek alkalmazásához csak villamos energia szükséges. 2. táblázat A villamosenergia-termelés adatai és a különböző célú felhasználások megoszlása Ország Bahrein Kuvait Onam Katar Szaúd-Arábia UAE

Villamosenergiatermelés, TWh 5,00 25,0 9,00 6,30 100,00 19,00

Háztartások % 56 55 NA 57 47 41

Ipar % 16 25 NA 23 25 20

Kereskedelem % 26 15 NA 10 8 18

Egyéb % 2 5 NA 10 20 21

NA = nem érhetők el az adatok

4


Energia és víz az Öböl-országokban A jelenlegi sótalanítási kapacitás 77%-át hőerőművek adják és a különböző erőművi technológiák közül a gázturbinás és a gőzturbinás technológiák a legelterjedtebbek. Ezek különböző kombinációs változatokban alkalmazhatók. 1. Gázturbinás (GT) technológiák: a) GT-k hővisszanyerő gőzfejlesztőkkel (1. ábra), b) GT-k kombinált ciklusban hővisszanyerő gőzfejlesztővel, vagy ellennyomású gőzturbinával (2. ábra), c) GT-k kombinálva megcsapolásos gőzturbinával (3. ábra). égéstér

desztillációs üzem

túlhevítést megszüntető

kompresszor turbina

hőhasznosító kazán

levegő

1. ábra Gázturbina hőhasznosító kazánnal 2. Gőzturbinás technológiák: a) megcsapolásos gőzturbinával (4. ábra), b) ellennyomású gőzturbinával (5. ábra). E technológiák alkalmazásának gazdaságosságát az energia és víz együttes termelése biztosítja. Fontos követelmény a megfelelő energia- és víztermelési hányad (PWR∗), mely a termelt villamos energia (MW) és a sótalanított vízmennyiség viszonyszáma: (MW/millió m3 víz). Alacsony PWR érték azt jelzi, hogy a víztermelés élvez prioritást az alapterheléses villamosenergia-termeléssel szemben. Ez az Öböl-országokban általánosan jellemző. Magas PWR érték akkor adódik, ha a víz- és villamosenergia-szükséglet nagyjából azonos. A 3. táblázatban összehasonlító adatok találhatók a felsorolt hőerőművi technológiák jellemzőiről – alapterheléssel történő villamos energiatermelés és többfokozatú sótalanítási technológiát alkalmazó üzemelésnél. Az adatokból jól érzékelhető, hogy alacsony PWR értékkel dolgozó üzem hőhasznosító hatásfoka is kicsi, és ez érvényes ellenkező értelemben is. ∗

PWR = power-to-water-ratio


5

hőhasznosító kazán

égéstér

gőzturbina kompresszor

levegő

hőcserélő


gázturbina

2. ábra Kombinált GT és BPST üzem hőhasznosító kazán

égéstér

gőzturbina

kondenzátor

kompresszor gázturbina hőcserélő

gáztalanító


levegő

3. ábra Kombinált GT és EST üzem 6


gőzturbina

kazán

hőcserélő

szivattyú

gáztalanító


kondenzátor

4. ábra EST üzem

turbina


kazán

szivattyú

hőcserélő

5. ábra BPST üzem 3. táblázat BME–OMIKK – Energiaellátás… 2002/4.

7

A hőerőművi technológiák jellemző adatainak összehasonlítása – alapterheléssel történő villamosenergia-termelésnél és MSF∗ sótalanításnál Technológia jelölése

Hőhasznosítási hatásfok, %

Tőkeköltség, USD/kW

PWR jellemző értéke: MW/M m3/év

1/a) 1/b) 1/c) 2/a) 2/b)

29–30 35–39 37–40 24–30 21–27

450– 600 550– 850 500– 800 650– 900 750–1000

48 9,6 11,5 6,0 3,0

Az Öböl-országok villamosenergia-igényét nagy csúcsigény és alacsony átlagos terhelés jellemzi. A nyári időszakban a klimatizálási igények folytén nagyok az igények, megközelítőleg a csúcsigény 80%-át képviselik. Téli időszakban igen alacsony az igény; időszakonként csak 20%-át jelentik a nyári időszak igényének. Az erőművek méretezése a nyári időszak igényéhez igazodik. Ezzel szemben a vízigény nagyjából egész évben azonos, télen csökken mintegy 10%-kal. Az optimális üzemeltetés feltételei rendkívüli módon függnek az elért PWR értéktől és a terhelési viszonyoktól. Ezt jól szemlélteti a világban legnagyobb egycélú erőmű és sótalanító üzem működése Abu Dhabiban, amelynél normál alapterhelésen a PWR érték eléri a 7-et, részleges terhelésnél viszont csak a 2-es értéket. Sótalanítás az Öböl mentén Az Öböl mentén a sótalanító üzemek kapacitása 450 M m3/év, és további kiegészítő kapacitást jelentenek az egyedileg felállított mozdonykazánok 23 M m3/év értékben. Sótalanító üzemmel kombináltan több mint 25 000 MW-os energiatermelés folyik. A főbb sótalanító eljárások ismertek, és a következőkben ezen eljárások lényege vázolható. Van két olyan eljárás is, amelyek az előzőkhöz képest kiemelkedő megtakarítást eredményezhetnek. Többfokozatú gyors desztilláció (MSF) Az MSF-eljárás megbízhatósága igen nagy, és nagy tisztaságú víz nyerhető alkalmazásával (kevesebb mint 10 ppm TDS∗∗). Egységei nagy kapacitást jelentenek, több mint 23 M m3/év, amelyből megfelelő üzem könnyen kialakítható.

∗

MSF = multistage flash (többfokozatú desztilláció) TDS = oldott szilárd részecske

∗∗

8


Többszörös hatású desztilláció (MED) Bár jelenleg még alkalmazása az MSF-mellett elenyésző, teljesítményhányada 50%-kal meghaladja az MSF-eljárásét (kg desztillátum/ kg gőz). Ennek megfelelően PWR értéke is kedvezőbb a kapcsolt energiatermeléses sótalanítás műveleténél. Igen nagy tisztaságú vizet termel (2–5 ppm TDS). Egy-egy egység kapacitása 0,83–415 M m3/év között van. A jelenlegi demonstrációs üzem 17 M m3/év kapacitású. Az eljárás gyors elterjedésével lehet számolni. Gőzkompressziós desztilláció (VCD) A VCD-eljárás alkalmazásával már nem a hőenergia-igény határozza meg az erőműüzemet. Megszabadul az energia–vízigény kényszerkapcsolatától, amely viszonylag alacsony PWR értéket okoz. A VCD meglévő üzemhez is csatlakoztatható, mint a téli villamosenergia-fogyasztást növelő berendezés, amely további frissvíz-termelést biztosít. További előnye, hogy a MED-hez hasonlóan a VCD is alacsonyabb hőmérsékleten (70 °C-on) termel, és így kisebb a vízkőképződés veszélye. Fordított ozmózis (RO) Az eljárás előnye: az alacsonyabb PWR mellett jelentős a visszanyert friss víz mennyisége (az RR-érték). Az eljárás elterjedése gyors az utóbbi években. Szaúd-Arábiában a világon a legnagyobb RO-üzem van: a Madinah-Yanbu Phase II-vel, amelynek kapacitása kb. 47 M m3/év. Kuvait, amely jelenleg a világ legnagyobb MSF-kapacitásával rendelkezik, tervezi ezek felújítását MSFRO hibrid üzemeket létrehozva. Elektrodialízis (ED) Az ED-technológia alapja az, hogy a legtöbb sóoldatban ionok vannak, és megfelelő elektródákat alkalmazva az ionok az ellenkező töltésű elektródán összegyűjthetők. A különböző töltésű ionok szétválasztására anion-, ill. kationszelektív membránokat alkalmaznak. A 6. ábrán látható, hogy a sóoldatban lévő Na+, Cl–, Ca2+ és CO32-inok hogyan választhatók szét két áramlatban: nagy TDS-értékű koncentrátumra és alacsony TDS-értékű higított oldatra. Az áramlást az ED-nél is szivattyú biztosítja, amelynek teljesítménye elegendő az előés utókezelő egységek áramlási ellenállásának leküzdésére is. Egyik változata az ED-eljárásnak a fordított elektrodialízis (ED-reversal: EDR), amelynél az elektródák polaritását egy órán belül többször megcserélik. Ennek eredményeképpen mindkét csatornarendszer és a membránok a lerakódásoktól mentesülnek. Az ED-eljárást leginkább kissé sós oldatok sótlanítására használják. Nagy villamosenergia-igénye folytán használata nem terjedt el az Öböl-országokban. BME–OMIKK – Energiaellátás… 2002/4.

9

tápvízcsatorna

sósvízcsatorna

betáplált tengervíz

közvetlen áramforrás

közvetlen áramforrás

negatív pólus

pozitív pólus elektród

a kis TDSkoncentrációjú áramlás

a nagy TDSkoncentrációjú áramlás kationszelektív membrán

példák az ionokra: + ++ ⊕ kationok Na , Ca - anionok: Cl-, CO3--

anionszelektív membrán

6. ábra Az ionok mozgása az ED-folyamatban Foton-ionozációs manipuláció és koaguláció (PIMA) A PIMA új sótalanító eljárás. Nem igényel sem hőt, sem nagy nyomást, vagy toxikus vegyszerek alkalmazását. Az eljárás lézerfényt alkalmaz, melynek hatására az oldat szilárd anyagai koagulálnak, és pasztaként könnyen eltávolíthatók. A víz tisztasága még tovább növelhető ultraibolya-sugárzás alkalmazásával, fertőtlenítési célra. A gyártó (Spectrum Technology Co.) szerint a Pima-technológia bevezetése 50%-kal kisebb költséget jelent, mint az RO-üzemé, és a villamosenergiaköltség 66%-kal kisebb. Összegezhetők az ismertetett sótalanító eljárások jellemző adatai (4. táblázat). Az energia az Öböl tengervizének sótalanítására vonatkozik. Általában a kissé sós vizek sótalanítása 3–5-ször kisebb költséggel biztosítható, mint a tengervízé. Ideális (reverzibilis) feltételek mellett a tengervíz sótalanítása 0,94 kWh/m3 energiát igényel, az RO villamosenergia-igénye 7 kWh/m3, így a sótalanítási hatásfok 13,5%. Ezzel szemben az MSF sótalanítási hatásfoka kevesebb mint 3,5%. 10


Az 5. táblázat bemutatja az Öböl-országok sótalanítási kapacitásait és azok %-os megoszlását. A 6. táblázat adatokat mutat a régió néhány legnagyobb energia-sótalanító üzeméről. 4. táblázat Az Öböl-országokban alkalmazott főbb sótalanító eljárások Eljárás

Jellemző RR (termelt/betáplált víz), %

MSF MED VCD RO

Jellemző PWR MW/M m3/év

PR kg deszt./kg gőz

Tőkeigény USD/m3/nap

Energiaigény kWh/m3

3 –11,5 2,1 –7,2 0,84–0,96 0,48–0,90

10 (max.) >15 nem érhető el adat nem érhető el adat

880–2640 770–1760 1320–2640 770–1980

kb. 4 <0,8 7,5–8,5 kb. 7

30 20 50 (becsült adat) 30–50

5. táblázat Az Öböl-országok sótalanítási kapacitása, és a főbb eljárások %-os megoszlása Országok

A teljes sótalanítási kapacitás, M m3/év

MSF %

MED %

VCD %

RO %

ED %

113 562 70 207 1907 790

52,02 95,47 84,06 94,43 65,66 89,80

0,00 0,68 2,18 0,64 0,31 0,38

1,46 0,00 0,00 3,26 1,21 2,97

41,73 3,39 11,73 0,00 30,97 6,49

4,50 0,33 0,00 0,00 1,85 0,24

Bahrein Kuvait Oman Katar Szaúd-Arábia UAE

6. táblázat Az Öböl-régió néhány legnagyobb sótalanítója Az üzem neve

Helye

Típusa

Al Taweelah B Al Taweelah A1 Jebel Ali G Al Doha West Complex Al Zour South Complex Al Doha East Al Jubail Phase II

Abu-Dhabi Abu-Dhabi Dubai Kuvait Kuvait Kuvait Szaúd-Arábia

EST–MSF CC–EST–MSF CC–BPST–MSF EST–MSF EST–MSF EST–MSF EST–MSF

Villamos teljesítmény MW

Sótalanítási kapacitás M m3/év

PWR-érték MW/M m3/év

1220 763 458 2400 2400 1050 1300

179 83 100 159 119 70 400

6,8 9,2 4,6 15 20 15 3,3

Az energiatermelés és sótalanítás jövője az Öböl-országokban A világ sok helyén a víz és villamos energia iránti igény kb. 10%-kal nő évenként. Becslések szerint az Öböl-országok vízigénye a következő 20 évben mintegy 8000 M m3/év-re nő. A növekmény kb. 20 Mrd USD beruházással fedezhető. Ezt az értéket MED–RO hibridtechnológiára számolták 1500 USD/m3/nap költséggel. Kihívást jelent, hogy ezeket a jövőbeni igényeket ala BME–OMIKK – Energiaellátás… 2002/4.

11

csony termelési költségekkel: 0,02 USD/kWh villamosenergia-termelési és 0,5 USD/m3 sótalanítási költségekkel kell kielégíteni. A villamosenergia-igény az Arab-öböl mentén jelentősen növekszik, és ezért legtöbb országban fejlesztési tervek készülnek. Például Kuvaitban 5 x 200 MW-os nyílt ciklusú GT-erőmű üzembe állítását tervezik különböző helyeken – megfelelő tartalék céljából. Szaúd-Arábiában a Rijad 9-erőművet 1285 MW teljesítményre, a Rijad 8-at 1000 MW-ra növelik, és tervezik a 2400 MW teljesítményű Ghazlan és az 1750 MW teljesítményű Shauiba Erőművek bővítését is. A jelenlegi becslések szerint az elavuló erőműveket Szaúd-Arábiának mintegy 11 000 MW új kapacitással kell helyettesíteni. Új irányzat az energiaiparban a privatizáció. Katar most jelentette be az első ilyen energia- és víztermelő vállalkozást (Qatar General Electricity and Water Co.), amely két projekttel foglalkozik: a Ras Abu Fontas-B energiatermelő és sótalanító üzem bővítése és új erőmű építése Ras Laffanban. Az UAEban az első teljesen privát erőmű 120–150 MW kapacitással indulásra kész. Hivatalosan bejelentették az Al-Taweelah A1 energiatermelő sótalanító üzem bővítési terveit Abu-Dhabaiban. A tulajdonosi megoszlás 40%-ban külföldi konzorcium és 50%-ban az Abu-Dhabi Water and Electricity Authority. Omanban is tervezik a hazai villamosenergia-szektor privatizálását, amelynek kezdő lépése az ABN-Amro Bankkal mint pénzügyi tanácsadóval létrehozott hivatalos megegyezés. Szaúd-Arábia egyelőre óvatosabb, lassabb lépéseket tesz, bizonyos tartózkodással a külföldi befektetések iránt. A rekonstrukciók során a meglévő gőzturbina-rendszerek felújítására a következő megoldásokat alkalmazhatják: a) gázturbinával való kiegészítést, és a távozó füstgázzal kazánban gőz termelését; b) gázturbinával való kiegészítés tápvíz-előmelegítéssel növelve a gazdaságosságot. Becslések szerint az a) változat 20–40%-kal növelheti az energiatermelést, és 14–28%-kal a hatásfokot. A b) változat 30–40%-kal az energiatermelést és 15–20%-kal a hatásfokot. A sótalanítás fejlesztéseit egy cél mozgatja: a tengervízből előállított friss víz minél olcsóbb termelése. A 4. táblázat adatai azt mutatják, hogy a jelenlegi eljárások közül a MED-nél a legkisebb a fajlagos energiaszükséglet, ugyanakkor a legjobban elterjedt MSF-eljárás több mint kétszeres költséggel működik. Ennek magyarázata, hogy az eljárás az elmúlt 40 évben nagy megbízhatósággal és könnyen áttekinthetően működött. A változtatás már a közeljövőben várható, elsősorban RO-val kapcsolt megoldás választásával. Az RO-sótalanító üzemeknél súlyponti fejlesztési terület a tápvíz-előkészítés. Az előkezelés szükséges a membránok eltömődésének csökkentése, a rendszer megbízható működése érdekében. Ez a teljes vízelőállítási költség 25%-át képviseli. Erre a célra különböző minőségű szűrőket alkalmaznak; mikro (MF) szűrőket és ultrafinom (UF) szűrőket. Mindkét alkalmazás jelentős költségmegtakarítást eredményez.

12


A régió gazdasága vezető szerepet játszik néhány új technológia bevezetésében. Az olajárak esése 1990-ben lassította az Öböl-országokban a tengervíz sótalanításának kapacitásbővítését, kivéve Szaúd-Arábiát és az UAE-t, bár itt is okozott időpontcsúszásokat. Ez a körülmény az új technológiák bevezetését is lassítja. A sótalanító technológiák fejlődéséről a következők emelhetők ki. 1. Az MSF-technológiák részaránya tovább fog csökkenni (a világ sótalanító kapacitásából 1993-ban 51,5%-kal részesedtek, 1997-re már csak 44,1%-kal). 2. Növekedni fog az RO-technológiával kombinált alkalmazás, a jelenleg működő energia–MSF kettős célú üzemekben. 3. Növekedni fog a teljesen integrált MSF–RO hibrid üzemek alkalmazása, főleg az újonnan létesített üzemekben. 4. A MED-technológia a közeljövőben beérik, és nagy kapacitású desztillációs üzemekben, kiemelkedő gazdaságossága folytán, egyre jelentősebb alkalmazást nyer. 5. MED-technológiát fognak alkalmazni MSF-üzemek felújítása során. 6. Egy-egy egység kapacitását (17 M m3/év) folyamatosan növelik, és így bővítik meglévő MSF-üzemek sótalanító kapacitását. 7. Hibrid MED–RO és MSF–MED–RO kapcsolt technológiák képezik a közeljövő fejlődését. 8. Egy-egy VCD egység kapacitását folyamatosan növelni fogják (jelenleg értékük 1,3 és 3 M m3/év között van). 9. Nagyobb műveleti hőmérsékletet fognak alkalmazni (70 °C) továbbá nanofiltereket használva csökkentik az eltömődés és vízkőképződés veszélyét. 10. Előzők alapján az üzemeltetési költség jelentősen csökkenni fog. 11. MSF–VCD és MED–VCD hibridtechnológiák alkalmazása növekszik. 12. A membrán-technológia előnyei röviden a következők: alacsony költség, kémiailag és hővel szemben stabil membránok jövőbeni előállítása. A tengervíz-előkezelő egységben való alkalmazása a nagynyomású sósvíz-csatornában szivattyúkkal és energia-visszanyerővel növelni fogja a sótalanítás hatékonyságát, és az energiaigény csökkenését eredményezi. Elérhetőnek látszik az 5 kWh/m3 desztillátumérték. 13. Nagy kapacitású hibrid rendszerben növekszik az RO kombinált alkalmazása (MSF–RO, MED–RO, VCD–RO), csökkentve a PWR-értéket. 14. A nagyméretű sótalanító üzemek, mint pl. a Madinah-Yanbu üzem, meghatározó szerepe egyre jelentősebb. Az energiatermelés és sótalanítás környezeti hatásai az Arab-öbölben Az Arab-öböl csaknem 239 000 km2 nagyságú és térfogata 863 000 km3, becsült víztárolása 2–5 év vízhozamát jelenti. Az öböl partjára (7. ábra) kon BME–OMIKK – Energiaellátás… 2002/4.

13

centrálódnak a világ legnagyobb energiatermelői, és sótalanítói 15 000 MW villamos teljesítőképességgel és 1907 M m3/év friss vizet termelve. A napi tengervíz-felhasználás megközelítőleg 17 M m3, és a tengerbe visszafolyó, elhasznált közeg kb. 4394 M m3/évet jelent. Az elhasznált közeg nem csak meleg vizet, kondenzátumot, desztillációs túlfolyást és sós lét tartalmaz, hanem habzásgátlót, vízkőképződést akadályozó vegyszereket, savas tisztítószereket, az elő- és utókezelés vegyszermaradékait is. A jelenlegi sótalanítók az Arab-öböl mentén túlnyomórészt MSF-üzemek, és Kuvait területén igen sűrűn helyezkednek el, így az összes környezeti probléma, amelyet az energiatermelő sótalanító üzemek okoznak, itt mint referenciaországban megtalálhatók. 1998-as adat szerint a teljes üzembe helyezett kapacitás 9099 MW és 428 M m3/év. Környezeti gondok az energiatermelésben Hűtés A berendezések tengervízzel történő hűtése 8000–87500 M m3/év menynyiséget jelent, amelynek a visszafolyása a beömlés környezetében 5–6 °C-kal emeli a hőmérsékletet. Lehetséges környezeti ártalom az, hogy a biológiai aktivitás az Arab-tengerben 38–39 °C hőmérsékletnél megszűnik az oldott oxigén jelentős csökkenése miatt, ez augusztus és szeptember hónapokban rövid periódusokra bekövetkezhet. A lehetséges enyhítés az, hogy a sós lét hígítják hideg tengervízzel az ürítés előtt. Klór A lehűtött vízbe biológiai tisztítás céljából és a tengeri élőlények ellen 2 x 106 – 2,5 x 106 kg/h értékhatárok között klórt vezetnek. Ez a klór végsősoron a tengerbe kerül. Lehetséges környezeti ártalom az, hogy a klór hatást gyakorol a tengeri enzimekre és a biológiai folyamatokra, rákkeltő trihalogénmetán vegyületek képződéséhez adódhatnak feltételek, és ezek a vegyületek bekerülhetnek a termelt vízbe. Számos ellenőrző vizsgálat eredménye szerint a beömlésnél a klór koncentrációja nem lépi túl a 0,5 mg/l értéket, és a beömléstől 1 km távolságra már 0,05 mg/l értékre csökken. Lehetséges enyhítés az, hogy a termelt víz fertőtlenítését más vegyszerrel végzik, nem klórral, vagy az ürítésre kerülő vizet klórmentesítik. Távozó füstgáz A hőerőműből távozó füstgázok levegőszennyező részeket: nitrogén- és kén-oxidokat, továbbá CO2-t tartalmaznak. Lehetséges környezeti ártalom a keletkező savas esők és a növekvő melegházhatás. Lehetséges enyhítés kogenerációs és hibrid rendszerek alkalmazása, füstgáz tisztítása, ill. ún. tiszta tüzelőanyag, a megújuló energia használata. 14


Kuvait

Araböböl

Szaud-Arábia

KATAR

Egyesült Arab Emírségek

Oman

Szaud-Arábia

7. ábra Energiatermelés és sótalanítás az Arab-öböl országaiban BME–OMIKK – Energiaellátás… 2002/4.

15

Környezeti gondok a sótalanításnál Sós lé A sós lé 1,5–3-szor több sót tartalmaz, mint a tengervíz, és mennyisége 1,8 M m3/nap, amelyet tengervízzel együtt ürítenek. Mindkét beáramlás mintegy 5–6 °C-kal magasabb hőmérsékletű, mint a tenger hőmérséklete. Lehetséges ártalom az, hogy a növekvő hőmérséklet és a nagy sótartalom súlyos biológiai károkat okozhat. Lehetséges enyhítés az, hogy a sós lét tengervízzel hígítják és a sót részben visszanyerik. Egyéb vegyszerek Az ürített közeg tartalmaz különféle vegyszereket, mint pl. klórt, vízképződést és habzást gátló vegyszereket, továbbá nehézfém-nyomokat: rezet, nikkelt és krómot, amelyek az MSF-berendezés anyagának korróziójából vagy eróziójából származnak. Lehetséges környezeti ártalom, hogy a vízkövesedést gátló polifoszfátok és ortofoszfátok a tenger algásodását növelik az üzem környezetében, a szerves anyagok biológiai leépüléséhez növekszik az oldott oxigén fogyasztása, amely a tenger élővilágát sújtja. A nehézfémek mind az emberi, mind a tengeri életre mérgező hatásúak. A kazánok és kondenzációs csövek savas tisztítása tovább növeli a nehézfémek mennyiségét, és a savas szennyvizek a tengervíz pH-értékének csökkenését okozzák. Lehetséges enyhítés a nem mérgező, leépülő polimer additívok alkalmazása, az ürített közeg pH-értékének emelése, elsősorban a beömlésnél. Az eddigiektől részben eltérő környezeti ártalommal kell a membrántechnológiáknál; mind az RO, mind az ED-nél számolni, amely függ attól, hogy a betáplált folyadék tengervíz vagy sólé. Az SWRO-üzem kétszeres koncentrációjú sólét bocsát ki, mint a betáplált tengervíz sótartalma. Az egyetlen enyhítési lehetőség a technológiai folyamat szigorú szabályozása, a keletkező sólé határkoncentrációjának betartása és az ürítés előtti tengervízzel történő hígítás. Annak ellenére, hogy számos publikáció foglalkozik az energiatermelő és sótalanító üzemek Arab-öböl területén jelentkező környezeti ártalmaival, szabványelőírások még nem készültek a szükséges környezetvédelemre. Mindenesetre tanácsos folyamatosan ellenőrizni ezeket a hatásokat. Az adatoknak megfelelő nyilvánosságot kell biztosítani, hogy az üzemek szakmai vezetése tudatos intézkedéseket tegyen az ártalmak csökkentése érdekében. Várhatóan az Öböl-országok Együttműködési Tanácsa a füstgázemisszió-értékek szabályozására hasonló előírásokat fog kibocsátani, mint a fejlett országok. (Szentpály Tibor) Azoury, P. H.: Power and desalination in the Arabian Gulf region: an overview. = Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A. Journal of Power and Energy, 215. k. A 4. sz. 2001. p. 405–419. Awerbuch, L.: Desalination and power developments, confronting the water challenge in the new millennium. = In Gulf and North Africa Project Finance Privatisation Conference, Abu Dhabi, UAE, 2000.

16



17

Tárgyszavak: sótalanítás; desztillálás; megújuló energia; tengervíz

Recommend Documents