수년 동안 우리는 소금 해제 작업이 광범위하게 사용하기에 너무 에너지 소모와 비용이 많이 든다고 들었습니다. 하지만 엘론 머스크는 반복적으로 비용이 "매우 낮다"고 주장했다." 어떤 관점이 현실에 더 가깝지이 분석은 해수 해소화의 실제 에너지 요구와 비용을 조사하여 세계 물 부족 문제를 해결하는 잠재력을 보여줍니다.
이 조사는 특히 소금 해제의 에너지 소비와 경제적 타당성에 초점을 맞추고, 소금 해제와 같은 중요하지만 별도의 환경 문제를 생략합니다.이러한 집중적 접근 방식은 해수분해의 핵심 비용 구조를 더 명확하게 이해할 수 있습니다..
해산의 경제적 영향을 더 잘 이해하기 위해, 우리는 극한의 가설적 상황을 탐구할 것입니다. 예를 들어, 미국 전역에소금 해제 또는 전 세계 인구에 대한 식수 공급을 통해 가정용 물현실적이지는 않지만, 이러한 시나리오는 해수화 비용 규모를 정량화하는 데 도움이 됩니다.
현대 해산은 주로 두 가지 방법을 사용합니다.
두 방법 모두 효과가 있지만, 열 소금 해제는 역오스모스보다 3-5배 더 많은 에너지를 소비합니다. 결과적으로 대부분의 현대 식물은 역오스모스 기술을 사용합니다.우리의 분석의 기초가 되는.
역오스모스 기술은 놀라운 효율성 향상을 이룩했습니다. 1970년대에 1m3의 물을 해소하려면 약 20kWh의 전기가 필요했습니다.그 숫자는 2로 떨어졌습니다.이론적 최소 에너지 요구량은 1kWh/m3로 추가 발전 가능성이 있습니다.
계산을 위해, 우리는 3.5 kWh/m3를 보수적인 기준으로 사용 합니다. 일부 발전소는 이미 이 임계치 아래에서 작동합니다.
만약 모든 미국 가정이 소금을 제거하여 물을 공급받았다면, 이것은 전기 수요에 어떤 영향을 미칠까요?
가정의 평균 물 사용량은 하루 1,135 리터로, 완전한 해산은 주거용 전력 수요를 약 13% 증가시킬 것입니다.가구들이 물을 적게 사용하지만 전기 가격이 더 높은 곳 (349 리터/일), 이 증가율은 약 15%입니다.
미국 가정의 전력 소비를 살펴보면 해마다 소금 해제 (1,450kWh) 가 필요하다는 것을 알 수 있습니다.물 난방기보다 현저하게 낮은 상태, 난방 시스템 또는 에어컨 사용.
부유 한 나라 들 은 연간 1,450 킬로 와트 시간 을 사용 할 수 있지만, 이 수 는 개발 도상국 의 많은 가정 의 전체 전기 소비 를 초과 한다.단조화 를 통해 세계 보건 기구 의 최소 물 기준 (50 리터/인/일) 을 충족 시키는 것 까지도 말라위 의 1인당 전력 소비량 과 동등 한 연간 64kWh 의 수요 가 필요할 것 이다.
이 격차는 해수화 과정에서 발생하는 에너지 수요보다 세계 에너지 빈곤을 더 강조합니다.
인간이 하루에 약 3리터 정도만 마실 필요가 있다는 것을 고려하면 (어떤 폐기물을 고려하면) 80억 명의 사람들을 공급하려면 매년 31 TWh가 필요할 것입니다. 전 세계 전력 생산량의 0.1%에 불과합니다.심지어 인류의 3분의 1이 식수 부족에 직면하더라도, 연간 수요는 대략 10 TWh입니다.
세계 보건기구 (WHO) 의 기본 물 기준 (50 리터/인/일) 을 전 세계적으로 충족하려면 연간 511 TWh가 필요하며 이는 전 세계 전력 생산량의 약 1.7%입니다.
에너지 비용 외에도 대규모 해산은 상당한 자본 투자가 필요합니다. 종종 많은 국가에 가장 큰 장벽입니다.재생 에너지 프로젝트와 비슷합니다. 초기 비용이 장기적인 감당가능성을 초월합니다..
현재 세계 단양화 비용은 일반적으로 1m3당 1~2.5달러 정도이지만, 이스라엘의 소렉 B 공장과 같은 예외적인 경우에는 0.41m3에 달하는 금액을 기록하고 있으며, 한 연구에서는 107개의 식물이 0m3에 달하는 금액을 기록했다.27/m3로 가장 낮은 비용.
미국 산업용 전기 요금 (~$0.09/kWh) 에서, 소금 해제 에 대한 에너지 비용 만 0.45$/m3 (3.5kWh × $0.13/kWh) 이다. 캘리포니아 와 같은 고비용 지역 에서는 0.90$/m3 까지 도달 할 수 있다.에너지 비용은 일반적으로 전체 비용의 3분의 1을 차지하기 때문에, 전체 비용은 비싼 시장에서 1m3당 1.50~2.00달러에 달할 수 있습니다.
개인 비용으로 번역하면:
위기 상황에서는 이러한 비용은 매우 낮지만 2주 이상의 수입을 차지하는 2일 2달러로 살아가는 사람들에게는 연간 38달러가 여전히 부담이 됩니다.
농업은 전세계의 민물 수량의 70%를 소비하고 (일부 열대국에서는 90%를 초과) 소금 해산의 가장 큰 도전을 제시합니다.농업용 물의 일부만 대체하면 많은 나라들의 전력 수요가 50~100% 증가할 것입니다., 현재 기술을 광범위한 농업 사용에 실용적이지 않게 만듭니다.
소금 해제 물로 1kg의 밀을 생산하는 데는 물만으로 0.66달러가 소요됩니다. 밀의 시장 가격의 3배입니다. 옥수수의 경우 물 비용은 작물의 가치와 같습니다.고부가가치 농작물이나 효율적인 물 사용 시스템 (실내 농업과 같은 것) 만 현재 농업에 소금 해제를 정당화 할 수 있습니다..
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