تقول موجة جديدة من الشركات الناشئة في مجال تحلية المياه إن العمق هو الأفضل

إنها لحقيقة قاسية أن حوالي 3% فقط من مياه العالم عذبة، وأن نسبة ضئيلة فقط من هذه المياه متاحة بسهولة. ومع ذلك، في الوقت الذي تواجه فيه المناطق القاحلة في العالم حالات جفاف متزايدة، يتطلع عدد أكبر من الناس إلى الـ 97% المتبقية التي تتجول في المحيطات.

تستخدم الجزر والمدن والمناطق المائية تحلية المياه لتخليص مياه المحيطات من أملاحها لأكثر من قرن من الزمان، على الرغم من أن هذه التكنولوجيا لم تصبح أكثر انتشارًا إلا في السبعينيات. كل 100 جالون من الماء يتم إنتاجه بتقنية التناضح العكسي، وهي التقنية الأكثر استخدامًا، يتطلب إنتاج حوالي 1.5 كيلووات/ساعة من الكهرباء. اعتبارًا من عام 2022، حوالي 26 مليار جالون تم إنتاج (100 مليار لتر) من المياه عن طريق التحلية يوميا.

لكن التناضح العكسي يستهلك الكثير من الطاقة، ويتطلب مضخات قوية لدفع جزيئات الماء عبر غشاء مصمم خصيصًا، تاركًا محلولًا مالحًا في أعقابه. غالبًا ما يصل الضغط إلى 800 رطل لكل بوصة مربعة، أي حوالي 20 مرة أكبر من إطار السيارة النموذجي. عن 70% من استخدام الطاقة في محطة التناضح العكسي يأتي من تشغيل تلك المضخات.

وقد دفع ذلك الخبراء إلى البحث عن طرق أخرى لتشغيل هذه العملية، وأحد الأساليب الواعدة التي بدأوا في الدوران تُعرف باسم التناضح العكسي لأعماق البحار (DSRO). وفيها، يتم إسقاط معدات التناضح العكسي في أعماق المحيط، على عمق حوالي 1300 إلى 2000 قدم، حيث يساعد الضغط الطبيعي على دفع المياه عبر الغشاء. ولا يلزم سوى مضخات صغيرة نسبيًا لرفع المياه العذبة من الأعماق وإعادتها إلى الشاطئ، مما لا يستهلك سوى جزء صغير من الكهرباء التي تستخدمها تحلية المياه على الشاطئ.

كانت الفكرة موجودة تقريبًا منذ اختراع تحلية المياه بالتناضح العكسي، لكنها لم تنطلق لأن المحيط يمكن أن يكون مكانًا ينذر بالخطر لإسقاط قطعة معقدة من التكنولوجيا. لقد تغير هذا مؤخرًا، والآن هناك عدد قليل من الشركات تخوض سباقًا لإتقان هذه التكنولوجيا.

ويمكن إرجاع هذا التقارب إلى التقدم الذي حققته صناعة النفط والغاز، التي كانت تعمل في مجال الطاقة في المياه العميقة، والاتصالات، والروبوتات لعقود من الزمن. “إن توقيت هذا مثالي لأنه تم بالفعل إزالة منحنى التكلفة ومنحنى الخبرة،” ألكسندر فوجليسانج، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة فلوسيانوقال تك كرانش.

في السابق، كان التناضح العكسي في أعماق البحار يواجه أكثر من مجرد بيئة المحيط القاسية. وقال روبرت بيرجستروم، المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة، إنه كان من الصعب توصيل الطاقة إلى الكبسولات لتشغيل المضخات وأجهزة الاستشعار الخاصة بها. أوشنويل، الذي أسس سابقًا مجموعة Seven Seas Water Group، وهي شركة تقليدية لتحلية المياه مملوكة الآن لشركة Morgan Stanley.

وقال مايكل بورتر، المدير التنفيذي للتكنولوجيا في شركة OceanWell، إنه في العقد أو العقدين الماضيين، قامت شركات النفط والغاز “بكهربة قاع البحر”. “هذا هو حقا تغيير قواعد اللعبة بالنسبة لنا.” في السابق، كانت المضخات والمعدات تعمل بالأنظمة الهيدروليكية، وهي أنظمة غير فعالة وعرضة للأعطال. وأضاف: “لكن الآن مع المضخات الكهربائية، أصبحت الأمور أرخص بكثير وأسهل في التشغيل”.

كما ساعدت شركات النفط والغاز في جعل الغواصات التي يتم تشغيلها عن بعد أرخص وأكثر فعالية. بالنسبة للشركات الناشئة في مجال DSRO، جعلت هذه الغواصات من السهل جدًا إعداد وصيانة معدات أعماق البحار. وقال بيرجستروم: “ليس عليك سحب كل معداتك من أجل تشغيل مسمار واحد”.

وفي الأعماق، تقوم وحدات التحلية بتشغيل مضخات صغيرة لدفع المياه ببطء عبر الغشاء. وتعني السرعة البطيئة أن معظم الكائنات البحرية يمكنها السباحة بعيدًا. بالنسبة لأولئك الذين لا يستطيعون ذلك، تعمل شركة OceanWell على تطوير طريقة لعكس تدفق المضخات بشكل دوري لطرد الكائنات الحية الدقيقة من المرشحات والأغشية. لن يؤدي ذلك إلى حماية الحياة البحرية فحسب، بل يجب أن يساعد في الحفاظ على المرشحات والأغشية خالية من العوائق لفترة أطول.

كما هو الحال مع تحلية المياه على الشاطئ، تطلق DRSO محلول ملحي أكثر ملوحة من مياه المحيط المحيطة. لكن بالنسبة لـ DRSO، فإن المشكلة أقل حدة. أولاً، تنتج محلول ملحي أكثر تمييعًا – فقط حوالي 10٪ إلى 20٪ أكثر ملوحة من مياه البحر بدلاً من مضاعفة تحلية المياه على الشاطئ – وتقوم القرون الموزعة بإطلاق المحلول الملحي إلى عمود الماء. وقال فوجليسانج: “إنها تتوزع على مسافة تتراوح بين 10 و30 مترًا من مجموعاتنا ونباتاتنا الصغيرة الموجودة تحت سطح البحر”.

ولا تزال هناك تكاليف لإيصال المعدات إلى قاع البحر، بما في ذلك تشغيل الطاقة والمياه وخطوط الاتصال إلى المواقع وتركيب وحدات تحلية المياه نفسها. وقال بيرجستروم: “بسبب هذا العمود الفقري الكبير الذي نبنيه، من الواضح أننا لا نستطيع إنشاء مصانع صغيرة”. “إن مجرد إدراج ذلك يمثل نفقات رأسمالية ضخمة. ولكن عندما نصل إلى النقطة التي نصبح فيها من 10 ملايين جالون يوميًا إلى 100 مليون جالون، فإن بقية تكاليفنا تبدأ في الانخفاض.

وقال فوجليسانج إن شركة Flocean ستنشر ما بين حجرة واحدة إلى عشر حجرات لكل موقع. تستهدف OceanWell عددًا مماثلاً.

بمجرد النشر، يجب أن تبدأ المدخرات في التراكم. أوشنويل، فلوسيان، و ماءوتتوقع شركة DSRO الناشئة الأخرى أن التكنولوجيا ستكون قادرة على إنتاج المياه باستخدام طاقة أقل بنسبة 30% إلى 50% من التناضح العكسي البري. علاوة على ذلك، فإن الماء الذي يخرج غالبًا ما يكون أكثر برودة من المكان الذي يتم استخدامه فيه، مما يعني أنه يمكن استخدامه أولاً لامتصاص الحرارة من مكيفات الهواء الكبيرة. وقال فوجليسانج: “إنه حقًا موفر قوي للطاقة يمكننا الاستفادة منه”.

وقد بدأ المستثمرون في ملاحظة ذلك. في نوفمبر، أعلنت شركة OceanWell أنها جمعت 11 مليون دولار في السلسلة A من المستثمرين بما في ذلك كوبوتا. أعلنت Flocean يوم الثلاثاء عن سلسلة A بقيمة 9 ملايين دولار، حسبما صرحت الشركة حصريًا لـ TechCrunch. تمت قيادة جولة Flocean بواسطة Burnt Island Ventures وFreebird Partners وNysnø Climate Investments بمشاركة Katapult Ocean وMP Pensjon.

ووقعت شركة Flocean اتفاقيات في جزر المالديف والأردن لنشر أنظمة تجريبية، على الرغم من أن فوجليسانج قال إن الشركة تعتزم التركيز على حوضي البحر الأبيض المتوسط ​​والبحر الأحمر. لدى Waterise حاليًا صفقة لتزويد شركة تعدين في الأردن، وتستهدف شركة OceanWell في البداية ولاية كاليفورنيا.

ومع اتساع نطاق أزمات المياه في جميع أنحاء العالم، تشعر الشركات بالتفاؤل بأن التكنولوجيا الخاصة بها يمكن أن تساعد في سد هذه الفجوة. وقال بيرجستروم: “نعتقد أنه يمكننا الوصول إلى مليار شخص تقريبًا وإنقاذهم من الانزلاق إلى الفقر المائي”.