Dessalinização de água e energia nuclear

Como 1500 usinas usinas de dessalinização, movidas à energia solar, podem salvar o mundo da desertificação:

Cerca de 20% da população mundial não tem acesso seguro à aguá potável, e esse número aumenta conforme a população continua a aumentar e as reservas de água continuam a declinar. As áreas mais afetadas são as regiões áridas e semiáridas da Ásia, Oriente Médio e Norte da África.

A UNESCO tem relatado que que a falta de água potável ao redor do mundo vai aumentar para 500 trilhões de galões por ano, por volta de 2025. Por essa razão, acreditam que no futuro haverão guerras pela água. O Fórum Econômico Mundial diz que a falta de água potável pode ser a maior ameça mundial para a próxima década.

No entanto, 500 trilhões de galões por ano requerem apenas cerca de 1500 estações de dessalinização de água, como as que estão sendo construídas na Califórnia e Arabia Saudita. Uma conta na casa dos bilhões de dólares é muito mais barata do que guerra, fome e sede.

Infelizmente, atualmente dessalinizamos apenas 10 trilhões de galões por ano, no mundo todo.

Como foi reportado no Tri-City Herald e NY Times, bolsas de valores começaram a ter fundos mutuais formados para combater a escassez de água, e eles tem se saído bem, como o AllianzGI Global Water Fund. (...) Essas companhias princialmente entregam, testam e limpam água potável.

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Tecnologias de dessalinização são capazes de tratar água de uma vasta variedade de fontes, incluindo a de lençóis freáticos, água de superfície, água do mar, e água doméstica e industrial de reuso. Apesar de a água de reuso dessalinizada ser problemática, o Instituto Tecnológico de Massachusetts desenvolveu um processo para transforma-la em produtos usáveis.

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A maioria das usinas de dessalinização no mundo usam combustíveis fósseis para energiza-las, mas é melhor para a própria estação abastece-la com energia nuclear. Os novos Pequenos Reatores Nucleares Modulares (SMRs, em inglês) são ideais porque eles podem produzir tanto energia termal quanto elétrica [que são as duas principais técnicas de dessalinização], sem liberar gases do efeito estufa.

Porém, apenas 15 das milhares de estação de dessalinização em operação hoje são abastecidas pela energia nuclear. Uma pequena está dentro da Canyon Diablo Nuclear Plant (Califórnia), sendo que a usina nuclear está programada para fechar logo. Essa instalação poderia energizar outras diversas estações de dessalinização maiores por décadas, além de dessalinizar a própria água de resfriamento do reator, removendo o mais comum problema apontado na usina nuclear.

Enquanto isso, todos os navios movidos a reatores nucleares usam a energia nuclear para dessalinizar a água do mar.

SMRs, como o da NuScale, permitem que lugares com pequenas redes de energia e limitada infraestrutura sejam capazes de aprimorar sua capacidade elétrica e hídrica com pequenos incrementos, permitindo que países construam vários deles em regiões diversas. O pequeno módulo energético da NuScale está nos últimos estágios da Comissão de Regulação Nuclear, e ficará pronto para uso em alguns anos.

Esses módulos da NuScale geram cerca de 60 megawatts cada, então de 12 deles podem ser usados para fazer uma instalação de energia com produção de 720 megawatts. O que é um valor muito respeitável, e numa área de apenas 120 m².

O reabastecimento de qualquer SMR não requer que a instalação seja desligada. O tamanho pequeno e grande razão área-para-volume do núcleo do reator, que fica abaixo do solo, protegido em uma estrutura super resistente a abalos sísmicos e superaquecimento, permite que processos naturais o resfriem indefinitivamente, sem nenhum humano intervindo, sem energia AC ou DC, sem bombas e sem água adicional para o resfriamento.

É impossível esse reator derreter.

Estudos feitos pela Ingersoll e outras mostram como a energia nuclear e a dessalinização podem ser unidas, e quanto isso custa. Eles acoplaram um reator da NuScale com 8 módulos, um para cada tecnologia de dessalinização - Destilação por Múltiplos Efeitos (MED) e Destilação Rápida em Fases Múltiplas (MSF), tanto com vapor de alta pressão (HP) pego antes de entrar dentro da turbina, vapor de média pressão (MP) pego após extração controlada da turbina, e vapor de baixa pressão (LP) pego do exaustor no final do turbina, e osmose reversa (RO).

Eles estimaram que a estação de dessalinização teria uma capacidade de 50 milhões de galões por dia (190.000 m³ ao dia) de água potável, comparável com típicas grandes estações de dessalinização municipais, como a Carlsbad Desalination Plant, com capacidade para suprir uma população de 300 mil pessoas.

Uma instalação da NuScale pode funcionar por até 80 anos, gerando um ótimo custo-benefício.

Existem outras tecnologias que estão sendo usadas também, como economizar com o consumo através da água de reuso. A cidade de Redlands, na Califórnia, está usando um biorreator de membrana da General Electric que é capaz de reciclar cerca de 6 milhões galões por dia de água utilizada na cidade.

Cinzu escreveu:Como 1500 usinas usinas de dessalinização, movidas à energia solar, podem salvar o mundo da desertificação:


Esses módulos da NuScale geram cerca de 60 megawatts cada, então de 12 deles podem ser usados para fazer uma instalação de energia com produção de 720 megawatts. O que é um valor muito respeitável, e numa área de apenas 120 m².


Artigo completo: https://www.forbes.com/sites/jamesconca/2019/07/14/megadroughts-and-desalination-another-pressing-need-for-nuclear-power/#625851e27fde

Gabarito escreveu:Acho que o maior problema para grandes volumes de dessalinização ainda é o custo para todo o processo.
Creio que essa próxima década que começa trará grande avanços no assunto "energia", não só as sustentáveis e ambientais como também as da física, a fusão nuclear, e da química, com novos materiais para baterias, grafeno, etc.

Vivemos uma época de muitas transformações, não só sociais como as tecnológicas.

NuScale’s small power modules are about 60 MW each and up to 12 of them can be put together to make a power plant up to 720 MW - a 12-pack. They use standard 17x17 PWR fuel assemblies, but only at half the height, with an average U235 enrichment of only 3.8%. A single NuScale nuclear power module is 76-feet tall and 15-feet in diameter, and sits in a plant covering 32 acres or only 0.05 square miles.