世界上大約20%的人口無法獲得安全的飲用水,隨著人口的持續增長和全球淡水資源的持續減少,這一數字將會增加。受影響最嚴重的地區是亞洲,中東和北非的干旱和半干旱地區。

聯合國教科文組織報告稱,到2025年,全球淡水資源短缺將達到500萬億加侖/年。他們預計近期水資源戰將爆發。在世界經濟論壇表示,淡水短缺可能會在未來十年內主要的全球性威脅。
但是,500萬億加侖/年只需要大約1,500個海水淡化廠,比如在加利福尼亞和沙特阿拉伯建造的海水淡化廠。一個十億美元的流行音樂,比戰爭和饑餓便宜很多。
不幸的是,我們目前在全球范圍內淡化10萬億加侖/年。
正如Tri-City Herald和NYTimes所報道的那樣,證券交易所共同基金甚至形成了周邊的水資源短缺,并且做得很好,就像AllianzGI全球水資源基金一樣。該基金自2010年以來平均差不多10%,而其平均同業基金則低于6%。這些公司主要提供,測試和清潔飲用水。
在加利福尼亞,2017年結束的MegaDrought運行了五年,嚴重影響了供水,農業需求和野生動植物。它澄清了像世界上所有其他現代干旱人口一樣建造新的海水淡化廠的必要性。阿布扎比的大部分燃氣發電廠為其巨大的海水淡化廠提供電力,這些海水淡化廠每天可提供超過10億加侖的飲用水,約為40加侖/加侖。它味道也很好,我試過了。
加州需要30個大型海水淡化廠來應對未來的大型干旱。他們最近在卡爾斯巴德建了一座,但還不夠。
海水淡化技術能夠處理來自各種來源的水,包括咸淡水地下水,地表水,海水以及家庭和工業廢水。雖然脫鹽廢水本身存在問題,但麻省理工學院已開發出一種將其轉化為有用產品的工藝。
海水淡化的兩種主要類型是:
- 熱脫鹽(使用熱能將餾出物與高鹽度水分離),以多效蒸餾(MED),多級閃蒸(MSF)和機械蒸汽壓縮(MVC)為代表,后者主要用于脫鹽高鹽度工業用水和工業廢水,不一定是飲用水。
- 反滲透(RO)膜分離,其使用膜屏障并泵送能量以從水中分離鹽。這些在家庭和企業中很常見。
電能用于基于膜的系統,熱能用于蒸餾系統。一些雜交植物結合了膜和蒸餾。
世界上大多數海水淡化廠都使用化石燃料為它們提供動力,但用核能為它們提供動力更好。新型小型模塊核反應堆(SMR)非常理想,因為它們既可以產生熱能又可以產生電能,而不會產生溫室氣體。

但是,目前全球運行的數千個海水淡化廠中只有15個是由核能供電的。一小部分位于加利福尼亞州的暗黑破壞神核電站,計劃很快關閉。幾十年來,該工廠可以為幾座大型海水淡化廠提供動力,這些工廠可以使自己的冷卻水脫鹽,從而消除了工廠最常見的問題。
相比之下,所有核動力海軍艦艇都經常使用核能來淡化海水。
像NuScale這樣的 SMR 允許具有較小電網和有限基礎設施的地方以較小的增量增加新的電力和水容量,并允許各國根據需要在許多分布地點對其進行定位。NuScale的小型電源模塊處于核管理委員會許可的最后階段,并將在短短幾年內完成。
NuScale的小型電源模塊每個約為60兆瓦,其中最多12個可以組合在一起,形成高達720兆瓦的發電廠 - 12個裝。他們使用標準的17x17 PWR燃料組件,但只有一半的高度,平均U235濃度僅為3.8%。單個NuScale核電模塊高76英尺,直徑15英尺,位于占地32英畝或僅0.05平方英里的工廠內。
任何SMR的加油都不需要核電站關閉。反應堆堆芯的小尺寸和大表面積與體積比(位于地下的超級抗震散熱器中)允許自然過程在完全停電的情況下無限冷卻,無需人工干預,沒有交流或直流電源,沒有泵,也沒有額外的冷卻水。
該反應器不能熔化。

英格索爾和其他人的研究表明核能和海水淡化是如何結合在一起的,以及它的成本。他們將NuScale發電廠與八個模塊連接到每個海水淡化技術 - 多效蒸餾(MED)和多級閃蒸(MSF),在進入渦輪機之前采用高壓(HP)蒸汽,中壓(MP) )從渦輪機的受控提取中獲取的蒸汽,以及從渦輪機的排氣端獲取的低壓(LP)蒸汽和反滲透(RO)。
他們規定海水淡化廠的生產能力為每天5000萬加侖(190,000立方米/天)的飲用水,這是典型的卡爾斯巴德海水淡化廠等大型市政海水淡化廠,可以支持30萬人口。
下表總結了他們的經濟分析。對于飲用水,NuScale-RO設計是最便宜的,每生產能源的水量最多,LP-MED蒸餾緊隨其后。由于NuScale電廠將持續至少80年,因此投資回報甚至更好。

已經并且正在使用其他技術,包括更經濟的水再利用。加利福尼亞州的雷德蘭茲市正在使用GE的膜生物反應器技術,該技術可回收超過600萬加侖/天的城市污水。
無論選擇何種技術,加利福尼亞南部都需要建造相當于卡爾斯巴德大小的30個海水淡化廠,每天生產超過10億加侖,解決了南加州的大部分水問題。由于地下水變得越來越咸,中央山谷將需要另外30個工廠來滿足其農業需求。
在SMR的支持下,這些工廠不僅可以通過自己的收入來收回自己的收入,盡管小額的水稅可以讓他們更快地開始。
加利福尼亞最好動起來 這是一個合理的兩年,但更多的MegaDroughts正在進行中。
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