قیمت تمام شده آب در طرحهای شیرین سازی و نمک زدایی

دکتر کیارش مهرانی

استادیار و مدرس علوم مالی

مهر ماه ۱۴۰۱

این مقاله مروری بر قیمت تمام شده نمک‌زدایی[[۱] The Cost of Desalination] و اجزای اصلی هزینه سرمایه مرتبط (CAPEX) و هزینه عملیات و نگهداری (OPEX) ارائه می‌کند. نمونه‌هایی از هزینه‌های تاسیسات نمک‌زدایی برای نشان دادن دامنه هزینه‌های قابل انتظار و کمک به برنامه‌ریزی مفهومی و توسعه پروژه‌های نمک‌زدایی ارائه شده‌اند.

۱-مقدمه

در دهه ۱۹۶۰، نمک زدایی به عنوان یکی از مهمترین ابزارهای تصفیه آب شور ظاهر شد تا آن را به استانداردهای کیفیت آب قابل قبول برای استفاده در بخش های مختلف جهان و بخش های صنعتی برساند (غفور، و همکاران، ۲۰۱۲). اثرات تغییرات آب و هوایی، رشد جمعیت و افزایش صنعتی شدن نقش مهمی در کمبود آب داشته و تأثیر قابل توجهی بر تقاضای آب داشته است. تعداد زیادی از کشورهای آفریقا، خاورمیانه و آسیا تحت تنش جدی آب شیرین هستند و با افزایش پیش بینی شده کمبود آب تا سال ۲۰۲۵ مواجه هستند. همچنین مهم است که توجه داشته باشیم که تقریباً ۴۰ درصد از جمعیت جهان در ۱۰۰ کیلومتری زندگی می کنند. از یک اقیانوس یا دریا (غفور، و همکاران، ۲۰۱۲)، در نتیجه نمک زدایی آب دریا را به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از واکنش جهان به کمبود آب توجیه می کند.

نمک زدایی فرآیندی است که در آن نمک ها و سایر مواد معدنی از یک سیال مانند آب دریا حذف می شوند. اسمز معکوس یک روش رایج برای نمک زدایی آب دریا است و پیش بینی می شود که بازار ایالات متحده به حدود ۳۴۴ میلیون دلار در هزینه های سرمایه ای و حدود ۱۹۵ میلیون دلار در هزینه های عملیاتی برسد. تا ۲۰۲۰ (هوش جهانی آب ۲۰۱۶). این افزایش قابل توجهی نسبت به هزینه های سرمایه ای و عملیاتی در سال ۲۰۱۵ است، به ترتیب تقریباً ۱۲۹ میلیون دلار و ۱۲۴ میلیون دلار، که انتظار می رود این روند با افزایش تقاضا و کمبود آب ادامه یابد. در سطح جهانی، بازار نمک‌زدایی آب دریا به حدود ۲.۶ میلیارد دلار در سال ۲۰۱۵ رسید، با نرخ رشد مشابهی که پیش‌بینی می‌شود در سال ۲۰۲۰ به بیش از ۴.۵ میلیارد دلار برسد. برای نمک‌زدایی آب دریا، مصرف انرژی بزرگترین مؤلفه هزینه‌های عملیاتی است که تقریباً ۳۶ درصد از کل هزینه‌های عملیاتی را تشکیل می‌دهد. تنها در ایالات متحده، با استفاده از اندازه بازار سال ۲۰۱۵، حدود ۴۵ میلیون دلار در سال مصرف برق و با استفاده از پیش‌بینی‌های سال ۲۰۲۰ حدود ۷۰ میلیون دلار است (هوش جهانی ۲۰۱۶). در حال حاضر، بازار نمک‌زدایی بخش کوچکی از کل مصرف آب ایالات متحده است، اما پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۲۰ ظرفیت ۲۰ درصد افزایش یابد (هوش جهانی آب ۲۰۱۶).

نمک زدایی یک فرآیند انرژی بر است و هزینه های بالای برق پیامدهای اقتصادی مشابهی برای سوخت یا سایر هزینه های عملیاتی دارد که در طول عمر پروژه قابل استهلاک نیستند. توانایی دور زدن این هزینه های انرژی می تواند به طور بالقوه برای توسعه حیاتی باشد. شرکت‌ها و توسعه‌دهندگان فناوری در فضای انرژی دریایی معتقدند نمک‌زدایی با نیروی موج ممکن است به رفع این مشکل کمک کند.

۲-سهم بازار نمک زدایی و روند

رایج ترین اشکال نمک زدایی را می توان به دو نوع فناوری تقسیم کرد:

1. نمک‌زدایی حرارتی (با استفاده از انرژی گرمایی برای جدا کردن تقطیر از آب با شوری بالا)، که عمدتاً توسط تقطیر با اثر چندگانه (MED) و تقطیر چند مرحله‌ای فلش (MSF) ارائه می‌شود. فشرده سازی بخار مکانیکی (MVC) در درجه اول برای نمک زدایی TDS بالا (> 45000 میلی گرم در لیتر) و/یا فاضلاب صنعتی به منظور استفاده مجدد و نه لزوماً قابل شرب استفاده می شود. 
2. جداسازی غشایی اسمز معکوس (RO)، که از یک مانع غشایی و انرژی پمپاژ برای جداسازی نمک ها از آب با شوری بالا (معمولاً کمتر از ۴۵۰۰۰ میلی گرم در لیتر) استفاده می کند.

فن‌آوری‌های نمک‌زدایی می‌توانند آب را از منابع مختلف، از جمله، اما نه محدود به، آب‌های زیرزمینی لب شور، آب‌های سطحی، آب دریا، و فاضلاب‌های خانگی و صنعتی تصفیه کنند. با توسعه و بهبود فناوری های نمک زدایی، هزینه ساخت کارخانه های نمک زدایی کاهش یافته است. این کاهش هزینه یکی از عوامل اولیه پذیرش، رشد و موفقیت نمک‌زدایی بوده است. از دهه ۱۹۶۰، هزینه تقطیر چند مرحله ای فلاش (MSF) برای نمک زدایی آب تقریباً ۱۰ برابر کاهش یافته است، با هزینه های تقریبی واحد ۱۰.۰۰ دلار آمریکا در هر متر مکعب در دهه ۱۹۶۰ به کمتر از ۱.۰۰ دلار آمریکا در هر متر مکعب (۳.۷۹ دلار در هر متر مکعب). ۱۰۰۰ گالن) در سال ۲۰۱۰. در حال حاضر در سال ۲۰۱۷، در برخی مکان ها، به دلیل توسعه فناوری و کاهش قیمت انرژی، هزینه MSF تا ۲۰ درصد از سال ۲۰۱۰ کاهش یافته است. به همین ترتیب، پیشرفت های تکنولوژیکی در طراحی غشاء و یکپارچه سازی سیستم، هزینه نمک زدایی آب شور را به نصف در دو دهه اخیر کاهش داده است (Ghaffour, et al., 2012). به عنوان مثال، در سال ۲۰۱۲، هیئت توسعه آب تگزاس برآورد کرد که هزینه کل تولید نمک زدایی آب های زیرزمینی شور از ۰.۲۹ تا ۰.۶۶ دلار به ازای هر متر مکعب ظرفیت (۱.۰۹ تا ۲.۴۹ دلار در هر هزار گالن) متغیر است (آرویو، و همکاران، ۲۰۱۲). با این حال، یک مطالعه انجمن استفاده مجدد از آب در سال ۲۰۱۲ نشان داد که روند هزینه برای پروژه‌های بزرگ اسمز معکوس آب دریا (SWRO) از سال ۲۰۰۵ به نظر می رسد که مسطح شده است، اما به طور گسترده ای در محدوده ۰.۷۹ تا ۲.۳۸ دلار در هر متر مکعب (۳.۰۰ تا ۹.۰۰ دلار در هر هزار گالن) تغییر کرده است. ظرفیت از آن زمان (WRA، ۲۰۱۲). این تنوع گسترده به دلیل عوامل و متغیرهای هزینه زیادی است که در بخش ۳ مورد بحث قرار خواهد گرفت. در سال ۲۰۱۲، هیئت توسعه آب تگزاس برآورد کرد که هزینه کل تولید نمک زدایی آب های زیرزمینی شور از ۰.۲۹ تا ۰.۶۶ دلار به ازای هر متر مکعب ظرفیت (۱.۰۹ تا ۲.۴۹ دلار در هر هزار گالن) متغیر است (آرویو، و همکاران، ۲۰۱۲). با این حال، یک مطالعه انجمن استفاده مجدد از آب در سال ۲۰۱۲ نشان داد که روند هزینه برای پروژه‌های بزرگ اسمز معکوس آب دریا (SWRO) از سال ۲۰۰۵ به نظر می رسد که مسطح شده است، اما به طور گسترده ای در محدوده ۰.۷۹ تا ۲.۳۸ دلار در هر متر مکعب (۳.۰۰ تا ۹.۰۰ دلار در هر هزار گالن) تغییر کرده است. ظرفیت از آن زمان (WRA، ۲۰۱۲). این تنوع گسترده به دلیل عوامل و متغیرهای هزینه زیادی است که در بخش ۳ مورد بحث قرار خواهد گرفت. در سال ۲۰۱۲، هیئت توسعه آب تگزاس برآورد کرد که هزینه کل تولید نمک زدایی آب های زیرزمینی شور از ۰.۲۹ تا ۰.۶۶ دلار به ازای هر متر مکعب ظرفیت (۱.۰۹ تا ۲.۴۹ دلار در هر هزار گالن) متغیر است (آرویو، و همکاران، ۲۰۱۲). با این حال، یک مطالعه انجمن استفاده مجدد از آب در سال ۲۰۱۲ نشان داد که روند هزینه برای پروژه‌های بزرگ اسمز معکوس آب دریا (SWRO) از سال ۲۰۰۵ به نظر می رسد که مسطح شده است، اما به طور گسترده ای در محدوده ۰.۷۹ تا ۲.۳۸ دلار در هر متر مکعب (۳.۰۰ تا ۹.۰۰ دلار در هر هزار گالن) تغییر کرده است. ظرفیت از آن زمان (WRA، ۲۰۱۲). این تنوع گسترده به دلیل عوامل و متغیرهای هزینه زیادی است که در بخش ۳ مورد بحث قرار خواهد گرفت. یک مطالعه انجمن استفاده مجدد از آب در سال ۲۰۱۲ نشان داد که روند هزینه پروژه های بزرگ اسمز معکوس آب دریا (SWRO) از سال ۲۰۰۵ به نظر می رسد مسطح شده است، اما به طور گسترده ای در محدوده ۰.۷۹ تا ۲.۳۸ دلار به ازای هر متر مکعب (۳.۰۰ تا ۹.۰۰ دلار در هر هزار گالن) ظرفیت تغییر کرده است. از آن زمان (WRA، ۲۰۱۲). این تنوع گسترده به دلیل عوامل و متغیرهای هزینه زیادی است که در بخش ۳ مورد بحث قرار خواهد گرفت. یک مطالعه انجمن استفاده مجدد از آب در سال ۲۰۱۲ نشان داد که روند هزینه پروژه های بزرگ اسمز معکوس آب دریا (SWRO) به نظر می رسد از سال ۲۰۰۵ مسطح شده است، اما به طور گسترده ای در محدوده ۰.۷۹ تا ۲.۳۸ دلار در هر متر مکعب (۳.۰۰ تا ۹.۰۰ دلار در هر هزار گالن) ظرفیت تغییر کرده است. از آن زمان (WRA، ۲۰۱۲). این تنوع گسترده به دلیل عوامل و متغیرهای هزینه زیادی است که در بخش ۳ مورد بحث قرار خواهد گرفت. نمودارهای (شکل ۱ تا ۵) زیر ظرفیت کل نمک زدایی و رشد را بر اساس نوع، مکان و کاربردهای کاربر نهایی نشان می دهد.  

۲-۱ظرفیت کل

ظرفیت کل نمک زدایی در سال ۲۰۱۰ از ۶۴ میلیون متر مکعب در روز فراتر رفت و در سال ۲۰۱۵ نزدیک به ۹۸ میلیون متر مکعب در روز بود.

شکل ۱ – کل ظرفیت نمک زدایی در سراسر جهان (m3/d) [

۲-۲رشد و ظرفیت نصب شده بر اساس منطقه

شکل ۲ – ظرفیت نمک زدایی بر حسب کشور

بزرگترین ظرفیت تولید بر حسب مکان در خاورمیانه است، به دلیل کمبود منابع آب شیرین و منابع انرژی فراوان، همانطور که از شکل های ۲ و ۳ مشاهده می شود. بزرگترین مصرف کننده نمک زدایی بر اساس ظرفیت، پادشاهی عربستان سعودی است و پس از آن ایالات متحده، امارات، استرالیا، چین، کویت و اسرائیل. 

۱۵ بازار برتر نمک زدایی برای یک دوره نه ساله از ۲۰۰۷ تا ۲۰۱۶ در شکل ۳ نشان داده شده است. ایالات متحده بزرگترین افزایش ظرفیت نصب شده را از سال ۲۰۱۲ نشان داده است. 

شکل ۳ – سهم بازار نمک‌زدایی ۲۰۰۷ – ۲۰۱۶

۳-۲ ظرفیت نصب شده توسط فناوری

شکل ۴ ظرفیت نصب شده در مقابل فناوری را نشان می دهد. نوع غالب فناوری نمک زدایی که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد اسمز معکوس (RO) است. استفاده از RO یک مبادله بین OPEX کم (استفاده از انرژی الکترومکانیکی در مقابل انرژی حرارتی معمولاً گرانتر) در مقابل CAPEX بالا (به دلیل هزینه و عمر نسبتاً کوتاه غشاها، بنابراین هزینه تعویض بالابوده است. در طول سال ها، قیمت غشاء به طور چشمگیری کاهش یافته و عمر غشاء به دلیل پیش تصفیه بهتر آب تغذیه و درک بهتر نحوه عملکرد سیستم های RO افزایش یافته است.

کل ۴ – کل ظرفیت جهانی بر اساس نوع نمک‌زدایی

۲-۴ ظرفیت نصب شده بر اساس کاربرد و استفاده

شکل ۵ سهم بازار نمک زدایی را بر اساس کاربرد کاربر نهایی نشان می دهد. استفاده شهری برای نمک زدایی بیشترین بخش از کل ظرفیت نصب شده را به خطر می اندازد و پس از آن مصارف صنعتی، برق، آبیاری و گردشگری قرار دارد.   

شکل ۵ – ظرفیت جهانی نمک زدایی بر اساس کاربرد بازار

عوامل ذکر شده در بالا (بخش ۲)، مانند ظرفیت، مکان، نوع و کاربرد، تأثیر قابل توجهی بر هزینه دارند. عوامل مهم دیگری نیز وجود دارند که به طور مستقیم بر هزینه نمک‌زدایی تأثیر می‌گذارند که در بخش زیر مورد بحث قرار می‌گیرند.

۳-تأثیرات عمده بر هزینه نمک زدایی

عواملی که تأثیر مستقیم و عمده بر هزینه نمک‌زدایی دارند، شامل فناوری نمک‌زدایی، کیفیت آب خام و محصول، نوع ورودی و خروجی، محل کارخانه یا پروژه، نوع بازیافت انرژی مورد استفاده، قیمت برق، نیازهای پس از تصفیه، ذخیره سازی، توزیع، هزینه های زیرساخت محلی و مقررات زیست محیطی.

۳-۱ فناوری نمک زدایی

تقریباً ۹۵ درصد از ظرفیت نمک‌زدایی نصب‌شده امروزه یا حرارتی (۳۵ درصد) یا فناوری مبتنی بر غشاء (۶۰ درصد) است (Ghaffour, et al., 2012). هر نوع سیستم به طور قابل توجهی در ردپای مواد ساخت و ساز، تجهیزات، نیازهای پیش تصفیه، نیاز به قدرت و بخار، از جمله تفاوت های دیگر متفاوت است. انتخاب فناوری همچنین نوع مواد شیمیایی مورد استفاده برای پیش تصفیه و پس از تصفیه را تعیین می کند که بر هزینه های عملیاتی تأثیر می گذارد.

۳-۲ مکان

سایتی که در آن تاسیسات نمک زدایی ساخته می شود می تواند تاثیر زیادی بر هزینه های کلی پروژه داشته باشد. به عنوان مثال، برای یک کارخانه آب شیرین کن SWRO (اسمز معکوس آب دریا)، کارخانه باید تا حد امکان نزدیک به منبع ورودی آب دریا قرار گیرد تا از هزینه های بالاتر برای خطوط لوله ورودی و سازه های آبگیر پیچیده جلوگیری شود. مکان یابی بهینه پروژه همچنین خط تخلیه متمرکز آب نمک را به دریا کاهش می دهد. با این حال، هزینه تملک املاک و مستغلات عامل مهمی است که ممکن است به انتقال آب بیشتر در مکان‌هایی نیاز داشته باشد که هزینه زمین ممکن است در فواصل نسبتاً کوتاه تفاوت‌های بزرگی را نشان دهد.

۳-۳ کیفیت آب خام

کیفیت آب خام مخصوص سایت می تواند تأثیر عمده ای بر تعداد و نوع مراحل پیش تصفیه مورد نیاز قبل از خود مرحله نمک زدایی و اندازه کلی کارخانه آب شیرین کن داشته باشد.سطح کل جامدات محلول (TDS) آب منبع مستقیماً بر هزینه های عملیاتی تأثیر می گذارد، زیرا فشارهای عملیاتی (RO) و دماهای (حرارتی) بالاتر معمولاً باید با افزایش شوری آب خام افزایش یابد. شوری آب خام بالاتر نیز ممکن است بازیابی آب محصول امکان پذیر به ازای هر گالن آب خام را برای سیستم های RO و حرارتی کاهش دهد. در مورد SWRO، در مناطقی مانند خلیج‌های کوچک، خلیج‌ها یا کانال‌ها، جریان‌های آب دریا و اختلاط طبیعی حاصل از حجم بزرگ‌تر آب دریا (یعنی اقیانوس) ممکن است حداقل باشد. این مناطق می توانند سطوح شوری محلی بالاتر، کل جامدات معلق بالاتر، تغییرات دمایی بالاتر، و بارهای آلی و فعالیت بیولوژیکی بالاتر در مقایسه با آب در اقیانوس باز باشند .همه این عوامل پیچیدگی طراحی و ساخت را اضافه می کنند و بنابراین می توانند هزینه های CAPEX و OPEX را به میزان قابل توجهی افزایش دهند.

علاوه بر این، دمای آب تغذیه تأثیر زیادی بر هزینه‌های فشار عملیاتی RO دارد، با افزایش فشار خوراک ۱۰ درصد تا ۱۵ درصد برای کاهش ۱۰ ⁰F در دمای آب تغذیه زیر ۷۰ ⁰F (فارنهایت خواهد داشت. برای یک سیستم RO، کیفیت آب محصول مورد نیاز تعداد دفعات غشاء مورد نیاز را تعیین می کند و در نتیجه بر هزینه ها تأثیر می گذارد.

۴-۳ ورودی و خروجی

نوع ورودی و خروجی انتخاب شده برای یک کارخانه آب شیرین کن یکی از مهم ترین ملاحظات فنی برای طراحی مقرون به صرفه و عملکرد بهینه یک کارخانه است. فاکتورهای مهمی مانند مناسب ترین نوع آبگیر (غوطه ور در مقابل آبگیر باز)، فاصله آبگیر نسبت به کارخانه، نوع صفحات آبگیر، نوع ساختار آبگیر، نوع خط لوله آبگیر (مدفن شده) باید ارزیابی شوند. در مقابل سطح زمین و ملاحظات زیست محیطی با توجه به برخورد و جذب حیات دریاییمهم است. هر یک از این موارد تأثیر قابل توجهی در هزینه دارد. هزینه سیستم آبگیر می تواند از حداقل ۰.۱۳ میلی متر به ازای هر هزار متر مکعب در روزبه دلار (نیم میلیون دلار در هر (MGD ظرفیت برای یک ورودی باز تا ۰.۷۹ میلی متر به ازای هر هزار متر مکعب در روزبه دلار (۳میلیون دلار در هر (MGD برای تونل پیچیده و فراساحل متغیر باشد.

برای نشان دادن اهمیت بالقوه هزینه‌های ساختار ورودی و تخلیه، تخلیه‌های کارخانه SWRO واقع در نزدیکی زیستگاه‌های دریایی که به شوری بالا بسیار حساس هستند، به سیستم‌های پخش کننده تخلیه کنسانتره دقیقی نیاز دارند که مجموعا با هزینه‌هایی که می‌تواند از ۳۰ درصد کل هزینه‌های پروژه نمک‌زدایی فراتر رود. در مقابل، نیروگاه‌های نمک‌زدایی با کمترین هزینه تولید آب دارای تخلیه کنسانتره هستند یا در مناطق ساحلی با اختلاط طبیعی بسیار بالا واقع شده‌اند یا با ساختارهای خروجی نیروگاه ترکیب می‌شوند که امکان اختلاط اولیه خوب و اتلاف ستون تخلیه بهتر را فراهم می‌کند. هزینه های تاسیسات ورودی و تخلیه برای این نیروگاه ها معمولا کمتر از ۱۰ درصد کل هزینه های کارخانه آب شیرین کن است.   

۵-۳ پیش تصفیه [۲]

هزینه های پیش تصفیه تحت تأثیر نوع و پیچیدگی سیستم پیش تصفیه است. نوع پیش تصفیه مورد نیاز به کیفیت آب خام در محل پروژه بستگی دارد. برخی از منابع آب دریا خام یا آب های سطحی شور دارای سطح بالایی از فعالیت آلی و بیولوژیکی هستند و به فناوری های پیش تصفیه قوی تری مانند DAF (فلوتاسیون هوای محلول) [۳]و UF (اولترافیلتراسیون)[۴] نیاز دارند.سایر منابع آب خام که از آبگیرهای غوطه‌ور یا آب‌گیری‌های مبتنی بر بنیان خوب استفاده می‌کنند ممکن است به پیش تصفیه کمتری مانند فیلتراسیون رسانه‌ای تک مرحله‌ای یا MF میکرو فیلتراسیون. نیاز داشته باشند.

طبق مقاله‌ای توسط انجمن استفاده مجدد از آب با عنوان «هزینه‌های نمک‌زدایی آب دریا»، هزینه‌های پیش تصفیه معمولاً از ۰.۱۳ تا ۰.۴۰ دلار در هزار متر مکعب در روز( نیم تا ۱.۵ میلیون دلار به ازای هر (MGD متغیر است. در انتهای پایین این محدوده، سیستم های معمولی فیلتراسیون رسانه تک مرحله ای کافی هستند. هزینه های پیش تصفیه با اضافه شدن مراحل پیش تصفیه اضافی، مانند دو مرحله فیلتر رسانه یا فیلتراسیون رسانه و به دنبال آن سیستم های MF یا UF افزایش می یابد.

اگر منبع آب فاضلاب باشد، معمولاً هزینه های پیش تصفیه بیشتر است.این ممکن است به دلیل عوامل زیادی مانند لزوم حذف سطوح بالای کلسیم و منیزیم (سختی)، افزودن مراحل کلرزنی و دکلره برای از بین بردن میکروب ها یا لزوم استفاده از UF برای حذف ترکیبات آلی با وزن مولکولی بالا باشد.

۳-۶ بازیافت انرژی

سیستم های RO از پمپ های فشار بالا برای غلبه بر فشار اسمزی آب تغذیه خام استفاده می کنند. به عنوان مثال، برخی از کارخانه های SWRO می توانند به فشار تغذیه تا ۷۰ بار (۱۰۰۰ psig) نیاز داشته باشند.جریان آب نمک کنسانتره RO از این فرآیند حاوی انرژی فشاری است که می تواند به منظور کاهش نیاز کلی انرژی سیستم RO بازیابی شود. فن آوری های بازیابی انرژی ورودی کلی انرژی را کاهش می دهد و در نتیجه هزینه های عملیاتی را کاهش می دهد.

۷-۳-برق[۵]

قیمت‌های محلی انرژی، فاصله انتقال، هزینه‌های اتصال و احتمالاً تعرفه‌ها در محل پیشنهادی تاسیسات نمک‌زدایی نقش مهمی در تعیین قیمت عرضه برای برق متصل دارند.برای نیروگاه های آب شیرین کن حرارتی بسیار بزرگ، به دلیل مزایای ذاتی چنین ترکیبی، در نظر گرفتن محل مشترک تأسیسات با یک نیروگاه ممکن است امیدوارکننده باشد. 

۸-۳ پس تصفیه

کیفیت آب محصول نهایی نوع خاصی از تصفیه مورد نیاز را تعیین می کند. مراحل پس از تصفیه هزینه های اضافی را اضافه می کند. نیاز به مرحله دوم RO برای دستیابی به سطوح بسیار پایین TDS یا کاهش غلظت یون های خاص مانند بور یا کلرید به سطوح قابل قبول می تواند گزینه گران قیمتی باشد. یک سیستم RO دو مرحله ای معمولاً ۱۵ تا ۳۰ درصد پرهزینه تر از سیستم RO یک مرحله ای است (WRA, 2012). 

همچنین، تثبیت آب محصول به طور معمول نیاز به تنظیم pH و افزودن قلیاییت بی کربنات دارد که می تواند با استفاده از ترکیبی از دی اکسید کربن، آهک و/یا هیدروکسید سدیم انجام شود و مجدداً هزینه اضافی اضافه می کند.

برای نیروگاه های آب شیرین کن واقع در ساحل در مجاورت جوامعی که از آب استفاده می کنند، زمین معمولاً با قیمت بالاتری تهیه می شود. هزینه مکان‌یابی یک تاسیسات نزدیک‌تر به نقطه استفاده و منبع تغذیه مناسب باید در مقابل هزینه‌های مربوط به خط لوله ورودی و تخلیه اضافی، هزینه‌های خط لوله، حمل و نقل مواد، مجوزها، نیروی کار و نگهداری مرتبط با جابجایی نیروگاه دورتر از ساحل یا منطقه خدمات توزیع سنجیده شود.

اگر منبع آب فاضلاب باشد، معمولاً هزینه های پس از تصفیه بیشتر است. این ممکن است به دلیل عوامل زیادی مانند اکسیداسیون پس از تصفیه برای غیرفعال کردن ویروس ها و هزینه های بالاتر برای آب نمک یا دفع مواد جامد وابسته باشد.

۳-۹ هزینه های زیرساخت محلی

هزینه های زیربنایی شامل مواردی مانند کارهای خاکی، بتن، فولاد، سازه، زهکشی و مصالح ساختمانی می باشد. بسته به محل کارخانه، هزینه های هر یک از این موارد می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد. مکان‌های دورافتاده کارخانه‌هایی که دور از شهرهای صنعتی واقع شده‌اند، معمولاً در مقایسه با کارخانه‌هایی که در نزدیکی تأسیسات تولید بتن و مناطق صنعتی که دارای مصالح ساختمانی فراوان هستند ساخته می‌شوند، هزینه‌های ساخت بیشتری را متحمل خواهند شد. 

۱۰-۳- مقررات زیست محیطی

هر منطقه جغرافیایی مجموعه ای از قوانین و مقررات زیست محیطی خاص خود را دارد و این قوانین همچنین می تواند از محلی به محلی در یک کشور متفاوت باشد. به عنوان مثال، هزینه های مجوز برای پروژه ها در کالیفرنیا تقریباً چهار برابر هزینه های معمول مجوز در فلوریدا است. کالیفرنیا در مقایسه با تگزاس یا فلوریدا قوانین و/یا دستورالعمل‌های سخت‌گیرانه‌تری برای تولید آب آشامیدنی دارد که هزینه‌های نظارتی را به پروژه نمک‌زدایی اضافه می‌کند. دوره‌های طولانی‌تر بررسی محیطی همچنین می‌تواند زمان‌بندی پروژه را طولانی‌تر کند، که معمولاً منجر به هزینه‌های بالاتر پروژه نیز می‌شود. در واقع، تعداد سال‌های مورد نیاز برای توسعه و مجوز یک پروژه در ایالتی مانند کالیفرنیا، با مقررات بسیار سخت‌گیرانه، ممکن است به طور قابل‌توجهی بیشتر از زمان لازم برای ساخت کارخانه و شروع راه‌اندازی باشد.

۴- اجزای هزینه  CAPEX

CAPEX به دو دسته عمده هزینه های مستقیم و غیر مستقیم تقسیم می شود. هزینه های مستقیم شامل تجهیزات، ساختمان ها و سایر سازه ها، خطوط لوله و توسعه سایت است و معمولاً در محدوده ۵۰ تا ۸۵ درصد از کل CAPEX است. هزینه های غیرمستقیم باقیمانده شامل بهره و هزینه های تامین مالی، هزینه های مهندسی، حقوقی و اداری و موارد احتمالی است (غفور و همکاران، ۲۰۱۲). هزینه و اجزای معمول CAPEX برای اکثر کارخانه های نمک زدایی را می توان به ۹ قسمت به شرح زیر تقسیم کرد: آب مصرفی و انتقال آب خام. پیش فرآوری؛ درمان نمک زدایی؛ بعد از درمان؛ پمپاژ و ذخیره آب محصول؛ سیستم برق و ابزار دقیق؛ ساختمان های کارخانه، سایت و کارهای عمرانی و تعادل کارخانه. تخلیه آب نمک و جابجایی مواد جامد؛ و هزینه های مهندسی و توسعه متفرقه. دیگر هزینه ها، مانند هزینه های مالی و سایر هزینه های تجاری مرتبط نیز باید در نظر گرفته شود. شکل ۶ نمونه ای از تفکیک هزینه CAPEX برای یک کارخانه SWRO را نشان می دهد. 

شکل ۶ – تجزیه CAPEX کارخانه نمک‌زدایی معمولی SWRO

CAPEX تا حد قابل توجهی به مقیاس بستگی دارد و نیروگاه های نمک زدایی بزرگتر هزینه کمتری در هر میلیون گالن ظرفیت نصب شده دارند. بر اساس شکل ۷ زیر، یک کارخانه متوسط ​​۱۰ MGD SWRO حدود ۸۰ میلیون دلار هزینه دارد و یک کارخانه بزرگ مانند کارخانه ۳۵ MGD Carlsbad SWRO در نزدیکی سن دیگو، ۲۵۰ میلیون دلار هزینه خواهد داشت.  توجه: با توجه به مسائل زیست محیطی، مجوزها و ساخت و ساز، هزینه آن کارخانه بسیار بیشتر شد.

شکل ۷ – هزینه ساخت واحد در مقابل ظرفیت نیروگاه های SWRO

۵- اجزای هزینهOPEX

هزینه‌های عملیاتی (OPEX) به طور کلی به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند: هزینه‌های ثابت (مانند هزینه‌های نیروی کار، اداری، تجهیزات و جایگزینی غشاء، و هزینه‌ها/مالیات‌های دارایی [مطابق با محل فعالیت) و هزینه‌های متغیر (مانند انرژی) ، مواد شیمیایی و سایر مواد مصرفی .هزینه و اجزای معمول OPEX برای اکثر کارخانه های نمک زدایی را می توان به ۹ قسمت تقسیم کرد که شامل موارد زیر می شود: مصرف برق، مواد مصرفی، زباله جامد، مواد شیمیایی، نیروی کار، تعمیر و نگهداری، گارانتی تجهیزات، نگهداری کارخانه و تاسیسات، و سایر هزینه های ثابت (اداره، قطعات یدکی، احتمالی و غیره)، در شکل ۸ نشان داده شده است. 

شکل ۸ – تجزیه OPEX کارخانه نمک‌زدایی معمولی SWRO

۶- هزینه کل برای نمک زدایی آب

هزینه چرخه عمر که هزینه تولید واحد یا هزینه سالانه نیز نامیده می شود، هزینه تولید هزار گالن یا متر مکعب آب با نمک زدایی است و تمام CAPEX (از جمله بدهی) و OPEX را در نظر می گیرد و ممکن است توسط یک کارخانه بصورت پیش بینی شده یا واقعی تنظیم شود. به دلیل تنوع عوامل هزینه ای  درگیر در محاسبات، این هزینه های سالانه می تواند بسیار پیچیده باشد و تفاوت هزینه تولید واحد بین پروژه ها ممکن است مستقیماً قابل مقایسه نباشد. در بهترین حالت، پیش‌بینی هزینه‌های آتی با استفاده از اطلاعات هزینه کارخانه گذشته معمولاً تنها به تخمین‌های تقریبی(یا به اصطلاح برآوردهای سرانگشتی یا ballpark) منجر می‌شود. یک رقم بالپارک تخمین عددی کلی است که نشان می‌دهد اگر چیزی را نتوان دقیقاً اندازه‌گیری کرد به منظور مذاکرات تجاری، معامله‌گری یا ایده‌های کلی آن عدد چه مقدار می‌تواند باشد.

شکل ۹ نشان می دهد که هزینه های سالانه برای انواع مختلف پروژه های تکمیل شده RO به طور گسترده ای متفاوت است. میانگین هزینه ها، که با بهترین خط برازش در داده های نشان داده شده است، حدود ۰.۷۰ دلار در متر مکعب (۲.۶۵ دلار در هر هزار گالن) برای پروژه های بسیار بزرگ (۳۲۵۰۰۰ متر مکعب در روز) و برای پروژه های کوچک(۱۰۰۰۰ متر مکعب در روز) ۱.۲۵ دلار در متر مکعب (۴.۷۵ دلار در هر هزار گالن افزایش می یابد.

با این حال، هزینه ها برای پروژه های با ظرفیت بسیار کوچک وکمتر از ۴۰۰۰ مترمکعب در روز یا ۱ [۶](MGD) که دارای ویژگی های مصرف، تخلیه و حمل و نقل پرهزینه هستند، می تواند تا ۳.۲۰ دلار در متر مکعب باشد. از بین بردن اثرات ورودی، تخلیه و انتقال، محدوده هزینه سالانه را از ۰.۵۳ دلار در متر مکعب به ۱.۵۸ دلار در متر مکعب (۲.۰۰ دلار یا ۶.۰۰ دلار در هزار گالن) برای پروژه های SWRO از ۰.۱۱ دلار به ۱.۱۰ دلار در متر مکعب (۰.۴۰ دلار) در هر هزار دلار افزایش می دهد.

شکل ۹ – هزینه تولید واحد کارخانه RO در برابر ظرفیت پروژه

هزینه نمک زدایی پساب صنعتی برای استفاده مجدد می تواند بسیار بیشتر از این باشد. به عنوان مثال، WorleyParsons/Advisian مطالعه‌ای را برای توسعه CAPEX و OPEX برای یک کارخانه نمک‌زدایی ۳۵۰۰۰ مترمکعبی در روز واقع در منطقه خلیج فارس انجام داد که با آب تولیدی میدان نفتی تغذیه می‌شود و آب خوراک دیگ تولید می‌کند. بر اساس هزینه های بودجه ای CAPEX و OPEX تولید شده در آن مطالعه، هزینه تولید واحد تقریباً چهار برابر بیشتر از آنچه با استفاده از شکل ۹ پیش بینی می شد، بود. 

شکل ۱۰ زیر یک مقایسه هزینه چرخه زندگی معمولی MSF، MED و SWRO برای تولید یک متر مکعب (۲۶۴ گالن) آب در روز را نشان می دهد. همانطور که نشان داده شد، MSF و MED که فناوری های نمک زدایی حرارتی هستند، علاوه بر انرژی الکتریکی به بخار (انرژی حرارتی) نیز نیاز دارند، که دلیل اصلی این است که هزینه کل چرخه زندگی آب را در مقایسه با SWRO دارند.   

شکل ۱۰ – هزینه تولید واحد آب برای فناوری‌های نمک‌زدایی

۷.۰ نمونه هایی از هزینه های تاسیسات نمک زدایی

همانطور که در این مقاله اشاره شد، هزینه توسعه، ساخت و بهره برداری از تاسیسات نمک زدایی به محل کارخانه، نوع و کیفیت آب خام، نوع ورودی و خروجی، فناوری نمک زدایی و سیستم های بازیافت انرژی مورد استفاده، هزینه های آن از انرژی الکتریکی، هر گونه نیاز پس از تصفیه و ذخیره سازی، هزینه های توزیع، و مقررات زیست محیطی بستگی دارد. این تفاوت ها می تواند یک کارخانه بزرگ ساخته شده در یک منطقه از جهان را گران تر از یک کارخانه کوچکتر در منطقه دیگری از جهان کند و منجر به تفاوت های قابل توجهی در OPEX شود.

جدول ۱ سه کارخانه SWRO واقع در نقاط مختلف جهان، مانند ایالات متحده، خاورمیانه و استرالیا.  

منطقه	ایالات متحده آمریکا	خلیج فارس	استرالیا
نام پروژه	پروژه آب شیرین کن کارلزباد	فجیره SWRO F1	کارخانه نمک زدایی ساحل طلا
محل کارخانه	کارلزبد، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا	فجیره، امارات	توگین، استرالیا
تاریخ ساخت کارخانه	۲۰۱۴	۲۰۱۳	۲۰۰۹
ظرفیت کارخانه m3/d (MGD)	۱۸۹۰۰۰ (۵۰)	۱۳۶۰۰۰ (۳۰)	۱۳۳۰۰۰ (۳۵.۱)
بازیابی کارخانه	۴۵-۵۰٪	۴۵-۵۰٪	۴۵%
شوری آب خام (ppm)	۳۶۰۰۰	۴۵۰۰۰	۳۸۰۰۰
کیفیت آب محصول (ppm)	۲۰۰	۵۰۰ (استاندارد WHO)	۲۰۰
نوع ورودی	ورودی باز، مکان مشترک	مصرف باز	ورودی باز، صفحات درام، تونل ورودی/خروجی
نوع پیش تصفیه	فیلتر مدیا دوگانه	فلوتاسیون گاز محلول + فیلتراسیون	فیلتر مدیا دوگانه
تکنولوژی نمک زدایی	SWRO دومرحله ای	SWRO دومرحله ای	SWRO دومرحله ای
نوع بازیافت انرژی	متفاوت	متفاوت	DWEER ERD
بعد از تصفیه	افزودن CO2 و آهک، کلرزنی، فلورایداسیون	افزودن CO2 و آهک، کلرزنی	افزودن CO2 و آهک، کلرزنی، فلورایداسیون
ذخیره سازی و توزیع	خط لوله و پمپاژ ۳.۴ MG + 10 مایل	NA	۸ MG + 16 مایل خط لوله + پمپاژ
تخلیه آب نمک	مستقیم به دریا با نیروگاه	مستقیم به دریا	۳۰۰ متر داخل دریا، دیفیوزر
مقررات زیست محیطی	بسیار سختگیرانه	در حد متوسط	سختگیرانه
انرژی خاص (کیلووات ساعت / متر ۳ )	N/A	۳.۷ – ۴.۰	۳.۴۰
هزینه TICدلار آمریکا	۶۹۲,۰۰۰,۰۰۰ دلار ۵۲۹ میلی متر + خط لوله تبدیل ۱۶۳ میلی متر+ هزینه های مالی ۲۱۳ میلیون دلار (مجموع ۹۰۴ میلیون دلار)	۲۰۰,۰۰۰,۰۰۰ دلار	۹۴۳,۰۰۰,۰۰۰ دلار ۷۴۵ میلی متر کارخانه + تونل ۱۹۸ میلی متر
طول عمر پیش بینی شده، سال	۲۰	۲۰	۲۰
CAPEX سالانه ساده، دلار آمریکا در سال	N/A	N/A	$۴۷,۱۵۰,۰۰۰
OPEX دلار آمریکا در سال	۵۳,۱۰۰,۰۰۰ دلار	$۲۶,۹۰۰,۰۰۰ *۲	۳۲,۰۰۰,۰۰۰ دلار
هزینه تولید واحد، دلار آمریکا در هر متر ۳ روز	۱.۸۶ دلار * ۱	<0.60 دلار	۱.۶۳ دلار

*۱ مجموع هزینه واحد برای مالک که شامل پرداخت ها، هزینه های مالی در خط لوله، موارد متفرقه می شود. بهبود ساخت و ساز، متفرقه. هزینه های O/M، هزینه های مدیریت.

*۲ تخمین زده می شود 

روند کاهش قیمت تمام شده آب نمک زدایی شده از دریا

هزینه تمام شده طرح در مقیاسهای بزرگ

خالص هزینه های سرمایه ای (متوسط) و هزینه های عملیاتی در منطقه MENA برای نمک زدایی با استفاده از فناوری های مختلف

بازار تجهیزات نمک‌زدایی آب

بازار تجهیزات نمک‌زدایی آب، بر اساس محصول، به غشاها، پمپ‌ها، اواپراتورها و موارد دیگر تقسیم می‌شود که شامل مخازن تحت فشار، دستگاه‌های بازیابی انرژی و مواد شیمیایی می‌شود. بخش غشاها ۲۸.۴ درصد از بازار تجهیزات نمک‌زدایی آب را در سال ۲۰۲۰ به خود اختصاص دادند. ویژگی غشاها به داشتن نفوذپذیری بالا در برابر آب و نفوذناپذیری نسبت به نمک‌های محلول و ذرات معلق، آنها را برای استفاده در کاربردهای شهری ایده‌آل کرده است. علاوه بر این، پیشرفت‌های تکنولوژیکی مختلف، ارائه‌دهندگان غشاء را قادر می‌سازد تا به طور صریح غشاهای RO را برای صنایع خاص تولید کنند. این امر منجر به افزایش پذیرش فناوری نمک زدایی RO در کاربردهای صنعتی شده است.

تقریباً ۱۶۸۷۶ کارخانه نمک‌زدایی در حال بهره برداری، ۲۷۰ کارخانه در دست ساخت و ۳۸۲۵ کارخانه آفلاین در جهان وجود دارد. همچنین، ۲۴۷ کارخانه RO از ۲۷۰ کارخانه در حال ساخت وجود دارد، که نشان می دهد RO حدود ۹۱٪ از این کارخانه ها را تشکیل می دهد. در سراسر قاره ها، همانطور که در شکل ۱ (الف) نشان داده شده است، بزرگترین کارخانه های نمک زدایی عملیاتی در خاورمیانه موجود است و این منطقه ۳۹ درصد از ظرفیت آب شیرین کن جهانی را تشکیل می دهد. این آمار با توجه به اینکه این منطقه به دلیل محدودیت منابع آب شیرین طبیعی محدود به آب شیرین است، تعجب آور نیست.

مشارکت نیروگاه های آب شیرین کن زمینی، فراساحلی و سیار در ظرفیت آب شیرین کن جهانی

علاوه بر این، انطباق نمک زدایی صرف نظر از منبع( آب دریا، آب های شور و آب های زیرزمینی) از نظر اقتصادی فشرده است و این منطقه دارای درآمد سرانه بالایی است. ظرفیت‌های تولید کارخانه‌ها در برخی از بخش‌های اروپا و آمریکا به‌خاطر قوانین سخت‌گیرانه حفاظت از محیط‌زیست مانند خاورمیانه نیست. این قوانین به دلیل پیامدهای زیست محیطی (دفع پساب و انتشار گازهای گلخانه ای،) مرتبط با نمک زدایی در مقیاس کامل به عنوان یک روش تصفیه آب وضع شده اند.

به طور کلی، روند افزایشی ظرفیت تجمعی کارخانه‌های نمک‌زدایی عملیاتی در سراسر جهان وجود دارد، از تنها ۲۷۲۵۲ مترمکعب در روز در ۱۹۶۹ به ۹۷.۲ میلیون مترمکعب در روز در سال ۲۰۲۰ افزایش داشته است. مجموع ظرفیت آب شیرین کن جهان تا سال ۲۰۱۵ به ۹۷.۵ میلیون مترمکعب در روز رسید. افزایش سالانه ظرفیت نصب شده نیز از میانگین ۷۵ درصد در سال ۱۹۷۰ تا میانگین حدود ۷ درصد در دهه گذشته مثبت بوده است. ترکیب مواد شیمیایی سمی کمتر و منابع انرژی تجدیدپذیر و همچنین ایجاد بازیافت بیشتر می‌تواند منجر به افزایش بیشتر ظرفیت نمک‌زدایی جهانی شود. کارخانه‌های نمک‌زدایی مستقر در زمین، بیشترین ظرفیت نمک‌زدایی جهان را فراهم می‌کنند که بالغ بر ۶۹.۱ میلیون متر مکعب در روز در سطح جهان است. که بیش از ۵۴.۲ میلیون متر مکعب در روز توسط منطقه EMEA ارائه می شود.

ظرفیت نمک‌زدایی مبتنی بر فراساحل عمدتاً توسط منطقه آمریکا تأمین می‌شود، یعنی بیش از ۱.۴ میلیون مترمکعب در روز از ظرفیت جهانی دریایی که حدود ۲ میلیون مترمکعب در روز است. همچنین تعدادی واحد نمک‌زدایی سیار در سراسر جهان وجود دارد که بیش از ۶۷۰۰۰ متر مکعب در روز به ظرفیت نمک‌زدایی جهانی کمک می‌کنند.

نمک زدایی به سرعت در حال تبدیل شدن به یک روش مرسوم برای تصفیه آب در سطح جهانی است. اروپا و آفریقا که در گذشته واقعاً از نمک‌زدایی استقبال نمی‌کردند، به تدریج مفهوم نمک‌زدایی را پذیرفته‌اند و ظرفیت نصب تجمعی خود را در سال‌های اخیر افزایش داده‌اند. همانطور که در شکل ۲ نشان داده شده است، یک صعود شدید از ظرفیت تجمعی ۶۰۴۲۷۴ مترمکعب در روز در سال ۱۹۹۰ به ظرفیت تجمعی بیش از ۱۰.۶ میلیون مترمکعب در روز در سال ۲۰۱۹، افزایش بیش از ۱۶۰۰%. برای اروپا وجود دارد، ظرفیت نمک زدایی در آفریقا نیز از ظرفیت ۴۲۵۴۵۵ مترمکعب در روز در سال ۱۹۹۰ به ظرفیت بیش از ۷.۶ میلیون مترمکعب در روز در سال ۲۰۲۰، افزایش بیش از ۱۷۰۰ درصدی در حال افزایش است،. این اعداد تکان دهنده نیستند، به عنوان مثال، اگرچه تعداد زیادی از منابع آب شیرین متعارف در هر دو منطقه وجود دارد، نمک زدایی هنوز یک گزینه مناسب است زیرا نرخ رشد ثابت جمعیت در این مناطق (به ویژه آفریقا) و در نتیجه افزایش تقاضای آب وجود داشته است. بزرگترین کارخانه های نمک زدایی در آفریقا، جنوب صحرای آفریقا و اروپا به ترتیب کارخانه الجزایر ۵۰۰۰۰۰ مترمکعب در دسی مگتا، نیجریه ۱۱۰۰۴۰ مترمکعب در روز کارخانه Dangote در حال ساخت و ۲۴۰۰۰۰ مترمکعب در روز کارخانه تورویجا اسپانیا هستند. علاوه بر این، نوآوری‌ها در فناوری نمک‌زدایی، در زمان‌های اخیر، در مقایسه با فن‌آوری‌های تصفیه آب دندانی، آن را از نظر اقتصادی رقابتی‌تر کرده است.

منحنی یادگیری در تجارب طرحهای آب شیرین سازی

مفهوم منحنی یادگیری برای اولین بار توسط مهندس هوانوردی رایت در سال ۱۹۳۶ مشاهده و برای صنعت هواپیما مورد بحث قرار گرفت . نشان داده شد که با ساخت هواپیماهای بیشتر، هزینه واحد کاهش می یابد. کاهش هزینه ها به تجربیات به دست آمده در طول فرآیند تولید نسبت داده شد. به عنوان مثال، بهبود بهره وری نیروی کار، استفاده از ماشین آلات بیشتر برای تولید واحدهای بیشتر، و کاهش اتلاف مواد و هزینه های سربار صورت گرفت.

در سال ۱۹۶۸، هندرسون ( ۱۹۶۸ ) مفهوم منحنی یادگیری را که توسط رایت و رپینگ مورد بحث قرار گرفت، توضیح داد و آن را در چندین صنعت به کار برد. اینها شامل ترانزیستورها، مدارهای مجتمع، گیرنده های تلویزیون و دستمال های صورت بود. مشخص شد که برای تمام صنایع مورد مطالعه، میزان یادگیری بین ۲۰ تا ۳۰ درصد است. این بدان معناست که وقتی تولید انباشته دو برابر شد، کاهشی در هزینه های واحد در حدود ۲۰٪ تا ۳۰٪ وجود داشت.

این مقاله تحلیل روندهای گذشته مخارج سرمایه ای SWRO (سرمایه) با افزایش ظرفیت تجمعی آنلاین جهانی تاریخی SWRO بر اساس مفهوم منحنی یادگیری است. منحنی یادگیری SWRO بر اساس ۴۲۳۷ کارخانه که از سال ۱۹۷۷ تا ۲۰۱۵ آنلاین شدند، یافت می‌شود. نرخ یادگیری ۱۵ درصد تعیین می‌شود، به این معنی که سرمایه SWRO  با دو برابر شدن ظرفیت تجمعی ۱۵ درصد کاهش می‌یابد.بر اساس نرخ رشد سالانه ظرفیت SWRO 10% تا ۲۰% تا سال ۲۰۳۰، میانگین سرمایه جهانی نیروگاه های SWRO به ۱۵۸۰ USD/(m) کاهش می یابد.۳ /d) و ۱,۳۴۰ USD/(m 3 /d) به ترتیب. منحنی یادگیری برای هزینه های سرمایه SWRO قبلا ارائه نشده است. این تحقیق پتانسیل کاهش حجم SWRO را با افزایش نصب نیروگاه های SWRO و ارزش رویکرد منحنی یادگیری برای تخمین سرمایه SWRO در آینده برجسته می کند.

انتظار می‌رود که نمک‌زدایی آب دریا نقشی اساسی در کمک به تامین آب جهانی آینده با افزایش تقاضای آب و کاهش منابع آب شیرین داشته باشد. در حالی که فناوری‌های مختلف نمک‌زدایی آب دریا وجود دارد، انتظار می‌رود که فناوری نمک‌زدایی غالب اسمز معکوس آب دریا (SWRO) باشد. هدف این مقاله درک این موضوع است که چگونه هزینه سرمایه کارخانه های SWRO در گذشته با ساخت و بهره برداری بیشتر نیروگاه ها تغییر کرده است. این مبتنی بر مفهوم “یادگیری از طریق انجام” است که رابطه بین کاهش هزینه در صنایع و افزایش بازده تولید را نشان می دهد. ارتباط برای نیروگاه های SWRO با ارزیابی ۴۲۳۷ نیروگاهی که از سال ۱۹۷۷ تا ۲۰۱۵ مورد بهره برداری قرار گرفتند، مورد مطالعه قرار گرفت. مشخص شد که با دو برابر شدن ظرفیت تجمعی جهانی نیروگاه های SWRO، هزینه سرمایه متوسط ​​۱۵٪ کاهش می یابد. نتایج حاکی از آن است که به ازای هر دوبرابر شدن ظرفیت SWRO در آینده، هزینه سرمایه تا ۱۵ درصد کاهش خواهد یافت. این اولین مشاهداتی است که برای نیروگاه های SWRO ارائه شده است و می تواند برای پیش بینی هزینه های سرمایه ای آینده نیروگاه های SWRO استفاده شود.

https://www.insidermonkey.com/

پیوست:

نگاهی به ۱۵ شرکت برتر و بزرگ نمک زدایی آب

۱. Veolia

درآمد: ۳۲,۳۶۸.۲ میلیون دلار

Veolia Environnement S.A اخیراً ۲۹.۹ درصد از سرمایه سوئز را از Engie خریداری کرده است که موقعیت آن را به عنوان بزرگترین شرکت نمک‌زدایی در جهان با قوی‌ترین موقعیت در صنعت تقویت می‌کند. MNC فرانسه بیش از ۱۷۹۰۰۰ کارمند در سراسر جهان دارد. این شرکت در معاملات کلان پروژه های خلیج فارس پیشرو بوده و در حال حاضر در ۲۳۰۰ سایت در ۱۰۸ کشور در سراسر جهان فعالیت می کند.

۲. سوئز

درآمد: ۲۱۴۴۷.۳ میلیون دلار

یکی از بزرگترین شرکت ها از نظر ظرفیت قراردادی پروژه های نمک زدایی، سوئز، تنها جایگاه دوم را در لیست ما دارد. این شرکت بین ژوئیه ۲۰۱۸ و ژوئن ۲۰۱۹، ۳۵۰۰۰۰ مترمکعب ظرفیت در روز اضافه کرد. با این حال، از نظر درآمد، موقعیت رهبر جهان به شدت توسط رقیب اصلی ما تهدید می شود.

۳. دوسان هوی(Doosan Heavy)

درآمد: ۱۴۱۳۸.۸ میلیون دلار

غول اقتصادی کره جنوبی، صنایع دوسان هوی، دارای مجموعه ای چشمگیر در نمک زدایی از جمله کارخانه های فلاش چند مرحله ای (MSF)، تقطیر چند مرحله ای (MED) و اسمز معکوس (RO) است. این شرکت برنده ۲۳۰ میلیارد وون (۲۰۳.۹ میلیون دلار) پروژه نمک‌زدایی در عمان در سال ۲۰۱۸ به همراه چندین پروژه دیگر در خاورمیانه شد. با این حال، دوره ۲۰۱۸-۲۰۱۹ بازی در فضای نمک‌زدایی تغییر کرده است، زیرا پروژه‌های بزرگ خلیج‌فارس به چند بازیگر کلیدی  تعلق گرفت.

۴. آکسیونا(Acciona)

درآمد: ۸۵۶۰.۴ میلیون دلار

Acciona یکی از بازیگران اسپانیایی که از بزرگترین شرکت های نمک زدایی در جهان است، در توسعه و مدیریت زیرساخت های مختلف از جمله ساخت و ساز، آب و صنعتی و انرژی های تجدید پذیر می پردازد. این شرکت بیش از ۴۵۵HM3 آب شیرین شده را فراهم می کند.

۵. هیتاچی زوسن

درآمد: ۳,۸۵۳.۲ میلیون دلار

شرکت ژاپنی صنعتی و مهندسی هیتاچی زوسن متخصص در تصفیه خانه های زباله، نیروگاه های صنعتی و نیروگاه های دیگر است. شرکت تابعه استرالیا، Osmoflo، یک شرکت نمک‌زدایی است که در استرالیا، خاورمیانه، عمان و هند حضور دارد. این شرکت و زیرمجموعه‌اش دارای کارخانه‌های نمک‌زدایی اضطراری آب دریا هستند که می‌توانند به سایت‌های مشتری در هر نقطه از جهان بسیج شوند.

https://www.advisian.com/en/global-perspectives/the-cost-of-desalination

منابع:

---

[۱] The Cost of Desalination

[۲] Pretreatment costs

[۳] Dissolved Air Flotation

[۴] Ultrafiltration

[۵]  Electric power

[۶] millions of gallons per day