يمكن أن يشرب سكان كاليفورنيا مياه الشرب من المحيط الهادئ قبالة ماليبو بعد عدة سنوات من الآن – أي إذا أثبتت تقنية تحلية التحلية الجديدة للشركة قابلة للحياة.
شركة أوشنويل تخطط لترسيخ حوالي عشرين جهازًا طوله 40 قدمًا ، يسمى القرون ، إلى قاع البحر على بعد عدة أميال من الشاطئ واستخدمها للاستمتاع بالمياه المالحة وضخ المياه العذبة النقية إلى الشاطئ في خط أنابيب. تسمي الشركة مفهوم مزرعة المياه وتختبر نموذجًا أوليًا من جرابها في خزان في سفوح جبال سانتا مونيكا.
تتم مراقبة الدراسة التجريبية ، بدعم من منطقة لاس فيرجينز للمياه البلدية ، عن كثب من قبل مديري العديد من وكالات المياه الكبيرة في جنوب كاليفورنيا. يأملون أنه إذا أثبتت التكنولوجيا الجديدة اقتصادية ، فإنها يمكن أن توفر المزيد من المياه للمدن والضواحي المعرضة للنقص أثناء الجفاف ، مع تجنب العيوب البيئية لمحطات تحلية المياه الساحلية الكبيرة.
وقال مارك جولد ، مدير حلول المياه في مجلس الدفاع عن الموارد الطبيعية: “من المحتمل أن يوفر لنا سكان كاليفورنيا إمدادات مياه موثوقة لا تخلق محلول ملحي سام يؤثر على الحياة البحرية ، كما أنه ليس له مآخذ تمتص الحياة خارج المحيط”. “إذا ثبت أن هذه التكنولوجيا قابلة للحياة وقابلة للتطوير وفعالة من حيث التكلفة ، فستعزز بشكل كبير مرونة المناخ.”
يمشي مارك جولاي من أوشنويل ، اليسار ، وإيان بريشارد ، نائب المدير العام لمنطقة كاليغو بلدية مياه ، نحو نموذج أولي لجراب تحلية المياه التي يتم اختبارها في خزان لاس فيرجينز.
(كل J. Schaben / Los Angeles Times)
خلال مظاهرة حديثة في خزان لاس فيرجين ، شاهد تيم كوين ، خبير سياسة المياه في الشركة ، على أنه النموذج الأولي الأسطواني الذي يبلغ طوله 12 قدمًا تحت الماء على كابل.
وقال كوين: “إننا نسحب المياه العذبة فقط من المحيط ، ويبقى الملح هناك بتركيزات منخفضة ، حيث لا يمثل مشكلة بيئية”.
سيساعد الاختبار في خزان Las Virgenes مهندسي الشركة على التحقق من كيفية عمل النظام في تصفية العوالق وإعدادها إلى الماء. عندما كان القرنة على بعد حوالي 50 قدمًا تحت الماء ، قام مارك جولاي ، مدير المشاريع الهندسية للشركة ، بتشغيل المضخات والمياه التي تدفقت من حنفية.
ستشمل الخطوة التالية ، المتوقعة في وقت لاحق من هذا العام ، إجراء تجارب في المحيط عن طريق خفض جراب من قارب مثبت في الأعماق على بعد حوالي 5 أميال في الخارج.
وقال كوين: “نأمل أن نبني مزارع المياه تحت المحيط في عام 2028”.
عمل كوين سابقًا في وكالات المياه في كاليفورنيا لمدة أربعة عقود، وانضم إلى Oceanwell ومقره Menlo Park قبل عامين يعتقد أن التكنولوجيا الجديدة تعود بتخفيف صراعات الولاية على المياه.
وقال: “لم تلعب أوشن ديسال دورًا بارزًا في مستقبل المياه في كاليفورنيا ، وهذه التكنولوجيا تسمح لنا أن ننظر إلى المحيط كمكان حيث يمكننا الحصول على مصادر مهمة مع الحد الأدنى ، إن وجد ، من النزاع البيئي”.
يعقد مديرو سبع وكالات مياه جنوب كاليفورنيا اجتماعات شهرية في المشروع ودراسة ما هي الاستثمارات في البنية التحتية الجديدة – مثل خطوط الأنابيب ومحطات المضخات – ستكون ضرورية لنقل المياه التي تخطط الشركة للبيع من الشاطئ إلى أنظمتها.
يعقد قادة منطقة المياه البلدية في Las Virgenes ، الذين يقودون هذا الجهد ، حدثًا في الخزان يوم الجمعة لإظهار كيفية اختبار التكنولوجيا. يتم دعم الدراسة التجريبية من قبل أكثر من 700000 دولار من المنح المقدمة من منطقة المياه العاصمة بجنوب كاليفورنيا ومكتب الاستصلاح الأمريكي.
لا تزال الشركة ستحتاج إلى تأمين تصاريح إضافية من الحكومة الفيدرالية والولاية. ولم يكن هناك بعد تقدير مقدار الطاقة التي ستتطلبها العملية ، والتي ستكون عاملاً رئيسياً في تحديد التكلفة.
لكن مديري المياه وغيرهم من الخبراء يتفقون على أن هذا المفهوم يوفر العديد من المزايا على بناء مصنع تحلية تحلية التقليدية على الساحل.
من المحتمل أن تكون هناك حاجة إلى كمية أقل من الكهرباء لتشغيل المضخات البرية للنظام لأن القرون سيتم وضعها على عمق حوالي 1300 قدم ، حيث سيساعد الضغط تحت سطح البحر على دفع مياه البحر من خلال أغشية التسمم العكسي لإنتاج المياه العذبة.
في حين أن مآخذ نباتات تحلية المياه الساحلية عادة ما تمتص وقتل العوالق واليرقات السمكية ، فإن القرون لها أ نظام تناول براءة اختراع أن الشركة تقول إن إرجاع المخلوقات البحرية الصغيرة إلى المياه المحيطة دون أن يصاب بأذى. وبينما يقوم مصنع على الساحل بتفريغ عادة محلول ملحي للغاية النفايات التي يمكن إلحاق الضرر بالنظام الإيكولوجي، تصدر قرون تحت البحر محلول ملحي أقل تركيزًا ويسمح لها بالتبديد دون أن يكون له مثل هذا الخسائر البيئية.
يقلل جولاي نموذجًا أوليًا في خزان Las Virgenes للاختبار.
(كل J. Schaben / Los Angeles Times)
وقال جولد إنه إذا أثبتت هذه التكنولوجيا قابلة للحياة على نطاق واسع ، فستساعد ذلك على جعل جنوب كاليفورنيا أقل اعتمادًا على تناقص الإمدادات المستوردة من دلتا نهر ساكرامنتو سان جواكين و نهر كولورادو.
أظهرت الأبحاث أن تغير المناخ الذي يسببه الإنسان هو دفع الجفاف تدهور في غرب الولايات المتحدة. توقعت إدارة حاكم الولاية غافن نيوزوم أنه مع ارتفاع درجات الحرارة المتزايدة من عودة الثلج وتكثف الجفاف ، ومتوسط كمية المياه المتوفرة من الخزانات وقواعد القناة في مشروع مياه الولاية يمكن أن يتقلص بين 13 ٪ و 23 ٪ على مدار العشرين عامًا القادمة.
تتقدم وكالات المياه في جنوب كاليفورنيا خطط لبناء مرافق جديدة سوف يتحول مياه الصرف في مياه الشرب النظيفة، كما تم الاستثمار في المشاريع القبض على المزيد من مياه العواصف.
بالإضافة إلى الجدوى الاقتصادية ، يجب الإجابة على أسئلة أخرى من خلال البحث ، بما في ذلك مدى جودة النظام الذي سيؤدي إلى تصفية الحياة البحرية الصغيرة ، ومقدار الصيانة ، وما إذا كانت القرون والخراطيم يمكن أن تشكل أي خطر من الحيتان المتشابكة.
يقول المديرين التنفيذيون والمهندسون في أوشنويل إن نظامهم مصمم لحماية الحياة البحرية والقضاء على السلبيات البيئية للتقنيات الأخرى.
يوضح التوضيح المفاهيمي ما يسمى بمزرعة المياه التي تخطط أوشنويل للتثبيت قبالة ساحل كاليفورنيا ، مع وجود قرون بطول 40 قدمًا تم ترسيخه في قاع البحر على بعد حوالي 1300 قدم.
(Oceanwell)
يعمل روبرت بيرجستروم ، الرئيس التنفيذي لشركة Oceanwell ، في مشاريع تحلية التحلية منذ عام 1996 ، وقامت سابقًا ببناء وتشغيل النباتات في جزر فيرجن الأمريكية ، وجزر البهاما وغيرها من جزر البحر الكاريبي لشركة Seven Seas Water ، التي أسسها.
عندما تقاعد بيرجستروم ، انتقل إلى كاليفورنيا وقرر في النهاية العودة إلى العمل لتطوير التكنولوجيا للمساعدة في حل مشاكل المياه في كاليفورنيا.
“كان لدي فكرة كبيرة” ، قال بيرجستروم. “كنت أعلم أن هذا سيكون مجرد مصعد كبير لإنجاز هذا ، وهو قمر.”
Oceanwell ، التي تأسست في عام 2019 ، لديها الآن 10 موظفين. مستثمرها الرئيسي هو تشارلي ماكغارو ، الشريك السابق لشركة Goldman Sachs في شركة Banking Banking. أحد المستثمرين الرئيسيين هو مقرها اليابان كوبوتا كورب.
بناءً على مفهوم Bergstrom ، عمل كبير مسؤولي التكنولوجيا مايكل بورتر والفريق الهندسي على التصميم. قاموا ببناء النموذج الأولي الأول في مطبخ بورتر في مقاطعة سان دييغو ، وقاموا باختبارات أولية في المختبر.
وقال بيرجستروم: “كان مستوحى من المجتمع البيئي في كاليفورنيا يشير إلى المشكلات التي يجب حلها”.
تعمل محطات تحلية المياه في أجزاء من كاليفورنيا ، بما في ذلك أكبر منشأة في البلاد ، في كارلسباد ، و نبات صغير في جزيرة سانتا كاتالينا. لكن المقترحات الخاصة بنباتات تحلية المياه الساحلية الجديدة قد ولدت معارضة قوية. في عام 2022 ، لجنة كاليفورنيا الساحلية رفض خطة لمصنع تحلية المياه الكبيرة في هنتنغتون بيتش. جادل المعارضون بأن الماء لم يكن مطلوبًا في المنطقة وترعرعوا مخاوف بشأن ارتفاع التكاليف وضرر البيئة.
وقال بيرجستروم إن مشكلة المآخذ الضحلة التقليدية التي ترسم كميات كبيرة من الطحالب ويرقات الأسماك واللوحان تختفي في البحر العميق ، لأن الظلام الدائم الذي يبلغ طوله 300 قدم تحت الماء يدعم الحياة البحرية أقل إلى حد كبير.
“لدينا الكثير من المياه أنظف للتعامل معها” ، قال بيرجستروم. “إنها صحراء قاحلة حيث اخترنا تحديد موقعها ، ونتيجة لذلك ، ليس لدينا الكثير من الأشياء لتصفية”.
لم يتم بعد اختيار موقع محدد لأول مزرعة المياه ، لكن الشركة تخطط لتثبيتها على بعد حوالي 5 أميال من الشاطئ ، مع خط أنابيب وكابل طاقة نحاسي يربطه بالأرض.
وقال بيرجستروم إن وضع النظام عميقًا تحت الماء سيقلل من تكاليف الطاقة بحوالي 40 ٪ ، لأنه على عكس النبات الساحلي الذي يجب أن يضخ كميات أكبر من مياه البحر ، فإنه سيضغط ويضخ كمية أصغر من المياه العذبة إلى الشاطئ.
بيرجستروم وزملاؤه يرفعون اختراعهم كنهج مختلف تمامًا. يقولون إنها ليست في الحقيقة مياه البحر التي تحلل بالمعنى التقليدي ، بل هي حصاد المياه العذبة من الأجهزة التي تعمل مثل الآبار في المحيط.
بعد أول مزرعة للمياه ، يتصورون بناء المزيد على طول الساحل. يعتقد Bergstrom أنهم سيساعدون في حل تحديات ندرة المياه في كاليفورنيا وخارجها.
وقال بيرجستروم إن المواقع المختلفة قبالة كاليفورنيا ستكون مناسبة تمامًا لتطوير مزارع المياه ، من سان دييغو إلى مونتيري ، كما ستحقق العديد من دول الشرق المائية ذات المياه الخارجية العميقة ، مثل تشيلي وإسبانيا وشمال إفريقيا.
قال كوين: “أعتقد أنه سيعيد تشكيل العالم أكثر من مجرد ماء كاليفورنيا ، لأنني أعتقد أن العالم يبحث عن شيء صديق للبيئة”.
بموجب خطط الشركة ، ستحتوي أول مزرعة المياه في البداية على 20 إلى 25 قرونًا ، وسيتم توسيعها مع قرون إضافية لتوصيل حوالي 60 مليون جالون من المياه يوميًا ، وهو ما يكفي لحوالي 250،000 أسرة.
تعمل Las Virgenes وستة وكالات مياه أخرى – بما في ذلك وزارة المياه والطاقة في لوس أنجلوس ، ومدينة بوربانك ومدينة كاليغو بلدية – معًا في دراسة حول كيفية تسليم المياه مباشرة من المشروع ، وبأي تكلفة ، وكذلك كيف يمكن للوحدة الداخلية الاستفادة من غير المباشر من خلال تبادل اللوازم مع تلك الموجودة على الساحل.
وقال ديفيد بيدرسن ، المدير العام في لاس فيرجينز: “نحن نعتمد اعتمادًا كبيرًا على المياه المستوردة ، ونحن بحاجة إلى التنويع”. “نحن بحاجة إلى تطوير مياه محلية جديدة مرنة الجفاف ، والتي يمكن أن تساعدنا بينما نتكيف مع تغير المناخ.”
تخدم منطقته ، التي تعتمد بالكامل تقريبًا على الإمدادات المستوردة من مشروع مياه الولاية ، أكثر من 75000 شخص في تلال Agoura و Calabasas و Hidden Hills و Westlake Village والمناطق المحيطة بها.
مايك ماكنوت ، مدير الشؤون العامة والاتصالات في منطقة المياه البلدية في لاس فيرجين ، يتذوق المياه التي تتدفق من حنفية بعد المرور عبر نظام تحلية النموذج الأولي في خزان لاس فيرجين.
(كل J. Schaben / Los Angeles Times)
خلال الجفاف من 2020 إلى 2022 ، كانت المنطقة تحت شديدة قيود المياه وقلل العملاء من استخدام ما يقرب من 40 ٪. يأمل بيدرسن أن تتمكن المنطقة من الاستفادة من المحيط للمياه بحلول عام 2030.
في منطقة Calleguas Municipal Water ، التي توفر المياه لحوالي 650،000 شخص في مقاطعة Ventura ، قال نائب المدير العام Ian Prichard إن أحد الأسئلة الكبيرة هو مقدار الطاقة التي سيستخدمها النظام.
وقال بريشارد: “إذا نجحت التكنولوجيا ويمكنهم إحضارها إلى السوق ، ويمكننا تحمل جلب المياه إلى منطقة خدمتنا ، فسيكون ذلك رائعًا”. “الاختبار الكبير هو ، هل يمكنهم إنتاج المياه بمعدل نريد دفعه؟”
