LA DISSALAZIONE - 20/10/2004
L’acqua è una fonte di vita insostituibile che condiziona profondamente lo sviluppo economico e sociale dell’uomo. Gli organismi viventi sono costituiti prevalentemente d’acqua, fondamentale per svolgere tutte le funzioni vitali. Nei paesi sviluppati l’uomo ha bisogno in media di 3-4 L di acqua al giorno per il suo fabbisogno alimentare, ma ne consuma centinaia per esigenze personali. A tali consumi si aggiungono quelli necessari alla produzione degli alimenti e per tutte le attività industriali. Fino ad alcune decine d’anni fa, in molte aree del pianeta, la risorsa idrica era considerata largamente disponibile ed a costi molto bassi. Solo attualmente, le modificazioni climatiche, l’inquinamento diffuso e l’utilizzo irrazionale delle risorse del sottosuolo, hanno sollevato il problema idrico anche in rapporto al costo sempre più oneroso per l’approvvigionamento. L’impiego di tecnologie di dissalazione dell’acqua di mare per via termica (evaporatori sottovuoto) o con processi a membrana come l’osmosi inversa, può risolvere problemi locali di carenza idrica, che specialmente nelle aree geografiche aride possono mettere a rischio lo sviluppo e la vita stessa delle popolazioni.
La dissalazione dell’acqua di mare: tecnologie a confronto
Da oltre 30 anni sono in funzione in tutto il mondo grandi impianti di dissalazione basati su tecnologie consolidate di evaporazione e condensazione come quelle di distillazione multi-flash (MF), multipli effetti (ME) o compressione meccanica di vapore (CMV). Accanto a queste vanno segnalate tecnologie relativamente nuove che hanno raggiunto la piena maturità applicativa, come quelle a membrana ed in particolare quella di osmosi inversa (OI). Lo sviluppo delle tecnologie ha consentito di realizzare grandi impianti di dissalazione (100.000 m_/giorno), e ridurre i costi di produzione alle 0.780 €/m3 d’acqua prodotta. Secondo dati 2.000 dell’IDA (International Desalination Association), la potenzialità di dissalazione complessivamente installata in tutto il mondo sfiora i 26 milioni di m_/giorno, quasi il doppio di quella di un decennio fa. Il numero degli impianti installati in oltre 120 Paesi supera i 12.500. Si calcola che il mercato mondiale degli impianti di dissalazione raggiungerà 140.000 miliardi di lire nei prossimi 20 anni e che, solo nei prossimi 5 anni, saranno investiti circa 20.000 miliardi di lire, cui corrisponderà un incremento della produzione di oltre 5 milioni di m_/giorno. Oltre il 43% della produzione mondiale di acqua dissalata è concentrata nel Paesi del Golfo (Arabia Saudita, Emirati Arabi, Kuwait, Qatar, Bahrein, Oman) a fronte di una popolazione complessiva che non raggiunge neanche i 30 milioni. In alcuni Paesi (Malta, Emirati Arabi, Bahrein, Kuwait, Arabia Saudita, ecc.) la quasi totalità delle acque dolci disponibili sono prodotte con impianti industriali di dissalazione, basati sulla distillazione dell’acqua di mare (MF) e sull’osmosi inversa (Al-Sahlawi).
Specificità della Costa Toscana ed in particolare della Provincia di Livorno
La Provincia di Livorno si estende sul mare per tutta la sua lunghezza ed ospita i tre maggiori distretti industriali della Toscana, Livorno,Rosignano e Piombino.In queste tre zone sono localizzate anche le tre centrali elettriche(quattro entro due anni) che forniscono alla Toscana il 70%dell’energia prodotta.Dico questo perché non è possibile parlare di dissalazione senza parlare dei consumi energetici dei dissalatori.I consumi energetici sono infatti la voce più importante del costo di esercizio dei dissalatori,siano questi termici o a membrana.In questi tre distretti della provincia di Livorno sussistono quindi le condizioni ideali(produzione energetica e acqua di mare) per l’applicazione delle tecniche di dissalazione attualmente disponibili.
Considerazioni sui consumi energetici dei dissalatori a membrana
Nella bibliografia di riferimento (dati ENEA) troviamo che il consumo energetico dei grandi impianti ad osmosi inversa (OI) per la produzione di acqua dolce da acqua di mare varia dai 2 ai 5 KWh per ogni metro cubo di acqua prodotta. Per gli impianti di recente realizzazione il consumo energetico si attesta in media sui 5 KWh/m3, ma con la tecnologia attuale e’ gia’ possibile scendere a 3 KWh/m3 e si prevede una ulteriore riduzione nei prossimi anni fino al valore di 2 KWh/m3. Da questi dati deriva che per produrre 6.000.000 di m3 di acqua dolce l’anno al costo di 3 KWh/m3 occorrerebbero circa 18 GWh di energia elettrica. Occorrerebbe in sostanza l’energia prodotta da una piccola centrale elettrica da 2 MW.
Esempio degli effetti dell’applicazione di un dissalatore ad Osmosi Inversa in un distretto industriale come quello di Rosignano
Il valore di potenza di 2 MW, confrontato con la potenza di 140 MW attualmente impegnata da Solvay ci dice che nel caso dell’installazione di un dissalatore ad OI di 6.000.000 m3/a i consumi energetici della societa’ belga aumenterebbero meno del 2%. Infine, vista la presenza di due centrali turbogas a Rosignano e della disponibilita’ di un eccesso di vapore, c’e’ da aggiungere che la pressione osmotica necessaria per la dissalazione potrebbe essere raggiunta sia con pompe elettriche che con pompe in asse ad una turbina a vapore. Stiamo parlando di un classico impianto di cogenerazione capace di produrre energia elettrica, vapore ed acqua distillata da acqua di mare. . E’ vero che in assoluto 2 megawatt non sono pochi, ma rapportati ai consumi complessivi di Solvay sono tutto sommato sopportabili e potrebbero comunque essere recuperati con interventi di risparmio energetico sui processi industriali dello stabilimento mediante investimenti in nuove tecnologie. Ad esempio, la sostituzione delle celle a mercurio con celle a membrana produrrebbe un risparmio energetico tale da ricoprire ampiamente i fabbisogni della dissalazione.Queste tecnologie potrebbero trovare anche applicazione con impianti più ridotti nelle zone costiere ad esempio nelle infrastrutture portuali grandi e medie anch’esse causa di un notevole consumo di acqua dolce quali quelle di Livorno,Rosignano e Piombino,penso sia giunto il momento di sperimentare seriamente le tecnologie alternative ormai consolidate delle membrane e dell’evaporazione all’interno del medesimo bacino idrografico. Un attento monitoraggio dell’evoluzione dei parametri ambientali del sistema ci permettera’ di valutare l’impatto economico ambientale dell’adozione della tecnologia della dissalazione per uso industriale.
Rosignano Gian Luca Gentili
