發布日期 2018 年 05 月 24 日 16:36 | 作者 EnergyTrend
海水淡化對於乾燥炎熱近海的國家相當重要，目前約有 150 個國家採用化石燃料進行海水淡化。不過西班牙能源、環境暨科技研究中心科學家 Diego-César Alarcón-Padilla 指出，假如一直利用不可再生燃料來維持基本民生需求，將容易對環境與資源造成更大危害。
世界上總共約有 16,000 座海水淡化工廠，但 Alarcón-Padilla 表示，目前沒有任何一座海水淡化廠是用再生能源驅動，而隨著年復一年的氣候變遷、人口增加以及水資源污染，乾燥地區會需要越來越多淡水。
不過由於民生用水不容許任何差錯，海水淡化也是相對保守的產業，用電來源也不能是間歇性能源，如果想要穩定用水來源並達成綠能永續，可能還需要更多政策鼓勵與嘗試。對此 Alarcón-Padilla 提出不少解決方案，並認為可結合搭載儲能的聚光太陽熱發電（CSP）與逆滲透技術（Reverse Osmosis）達成 100% 綠能海水淡化。
雖然以成本來說太陽光電比 CSP 還要低，2018 年 2 月阿拉伯聯合大公國也通過一項突破性嘗試，打造太陽光電海水淡化專案，並可在夜間將電力輸送到電網，但 Alarcón-Padilla 認為太陽光電調度靈活度不高，且太陽光電大規模儲電成本仍昂貴，可能無法達到「百分之百」綠能。
而 CSP 儲能方式多樣，除了儲熱也以將多餘的太陽能儲存在淡水中，進而提高收益，Alarcón-Padilla 表示，儲存能量相當昂貴，相較之下儲水就很便宜，當電力需求低時也能運用海水淡化技術產生更多水。
CSP 與逆滲透技術組合
由於 CSP 可長時間儲存熱量，原先 Alarcón-Padilla 認為可用於熱能驅動脫鹽（thermal desalination）技術來淡化海水，但該工廠得建設在近海處，可能會造成鹽腐蝕，且海邊的直射日照值也比內陸還要低，因此他覺得可遠離海岸的逆滲透（RO）技術較適合。
（Source：Flickr/worldsteel CC BY 2.0）
逆滲透技術除了家用飲水機，最主要用於海水淡化技術，利用壓力與逆滲透膜來分離水與鹽。通常在薄膜兩側放置淡水及海水，由於滲透壓不一水分子會從淡水流向海水，直到兩邊達成平衡狀態才會停止，而如果在海水那一側施加壓力，海水中的水分子便會流向淡水，最後無法穿透薄膜的高鹽份水會再排回海中。
而該類型工廠興建迅速、操作容易，大型逆滲透海水淡化廠建設費用也已低於其他海水淡化工廠，而其是否耗電則取決於海水鹽度，鹽度越高便需要越大的壓力與電力。Alarcón-Padilla 表示，西班牙近海鹽度約為每公升 34 到 35 克，需要 3KWh 才能生產 1 立方公尺的淡水。而中東鹽度較高，海水鹽分約每公升 40 至 45 克，相同量得消耗 4.5KWh。
總體來說該逆滲透技術可建設於於內陸，技術成熟度與成本也占優勢，更適合與 CSP 發展 100% 再生能源海水淡化。
（本文由 EnergyTrend 授權轉載；首圖來源：Flickr/Andrés Nieto Porras CC BY 2.0）
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