راز تأمین آب در سرزمین آفتاب و شن؛ چگونه عربستان آب مصرفی مردم خود را تأمین می‌کند؟

ایران امروز با بحران شدید کم‌آبی و خشکسالی روبه‌رو است. طبق گزارش‌ها ایران جزو کشورهای با تنش آبی بسیار بالا است و سالانه نزدیک به ۸۰ تا ۱۰۰ درصد منابع آب تجدیدپذیر خود را برداشت می‌کند. همین امر باعث شده تقریباً هیچ حاشیه امنی برای دوره‌های خشکسالی باقی نماند. در مقابل، همسایه جنوبی ایران، یعنی عربستان سعودی، علیرغم اقلیم فوق‌العاده خشک و بیابانی خود، توانسته است نیازهای آب شرب و شهری مردمش را تامین کند. همواره این پرسش مطرح بوده که آب عربستان چگونه تامین می‌شود؟ و اعراب چگونه آب مصرفی مردم خود را تامین می‌کنند و چه درس‌هایی در این زمینه برای ایران وجود دارد؟

آب عربستان چگونه تامین می‌شود؟

عربستان سعودی برای تأمین آب شرب عمدتاً به شیرین‌سازی آب دریا متکی است. این کشور با سرمایه‌گذاری عظیم طی دهه‌های اخیر و با ساخت بزرگترین آب شیرین کن جهان، به بزرگ‌ترین تولیدکننده آب شیرین از دریا در جهان تبدیل شده است.

ظرفیت تولید آب شیرین عربستان در سال ۲۰۲۳ به حدود ۱۱٫۵ میلیون مترمکعب در روز رسیده است که یک رکورد جهانی به‌شمار می‌آید. برای درک بزرگی این رقم، کافی است بدانیم بزرگترین آب شیرین کن جهان (واقع در رأس‌الخیر عربستان) به تنهایی نزدیک به ۳ میلیون مترمکعب آب در روز تولید می‌کند.

دولت سعودی قصد دارد این ظرفیت را تا پایان ۲۰۲۴ به حدود ۱۳٫۳ میلیون مترمکعب در روز برساند و ده‌ها تأسیسات جدید با فن‌آوری‌های پاک و انرژی تجدیدپذیر احداث کند.

بزرگترین آب شیرین کن جهان در رأس الخیر عربستان

نیروگاه و تأسیسات آب شیرین کن رأس الخیر بزرگترین آب شیرین کن خاورمیانه و جهان مجموعه‌ای است شامل نیروگاه تولید برق و واحدهای آب شیرین کن که در منطقه رأس الخیر در ساحل شرقی عربستان سعودی واقع شده است.

طبق گزارش الجزیره، هزینه ساخت بزرگترین آب شیرین کن جهان در رأس الخیر عربستان بیش از ۷ میلیارد دلار بوده است. البته باید در نظر داشت که این مجموعه شامل یک نیروگاه نیز است که توان تولید ۲۴۰۰ مگاوات برق را داراست.

آب مورد نیاز این تأسیسات از خلیج فارس تأمین می‌شود که خود مجموعه نیز در کنار همین خلیج قرار دارد. مجموعه رأس الخیر دارای پنج توربین گازی با راندمان بالا است که به‌صورت چرخه ترکیبی و نیز به‌صورت منفرد به کار گرفته می‌شوند.

آب شیرین تولیدشده از طریق خطوط لوله به شهر ریاض پایتخت عربستان و شهرهای دیگر منتقل می‌شود. علاوه بر این، برق و آب تولیدی تأسیسات، نیازهای پالایشگاه آلومینای مجاور را نیز تأمین می‌کند.

از مجموع ۲۴۰۰ مگاوات برق تولیدی این نیروگاه، حدود ۲۰۰ مگاوات آن صرف مصرف داخلی خود تأسیسات می‌شود. پسماندهای حاصل از این مجموعه نیز توسط یک تصفیه‌خانه فاضلاب اختصاصی در محل تصفیه شده و سپس به خلیج فارس تخلیه می‌شود.

این تأسیسات از یک سیستم هیبریدی برای شیرین‌سازی آب استفاده می‌کند که شامل هشت واحد تقطیر یا فلش چندمرحله‌ای (multi-stage flashing) و ۱۷ واحد اسمز معکوس (reverse osmosis) است.در واقع دو فناوری اصلی شیرین‌سازی که عربستان به‌کار گرفته است عبارتند از: اسمز معکوس و تقطیر چندمرحله‌ای.

فناوری اسمز معکوس (reverse osmosis) در آب شیرین کن چیست؟

در روش اسمز معکوس، آب دریا با فشار از غشاهای ویژه عبور داده می‌شود تا نمک‌ها و املاح حذف شوند. این روش به دلیل بهره‌وری انرژی بالاتر، طی سال‌های اخیر مورد توجه ویژه قرار گرفته است.

بسیاری از تأسیسات جدید عربستان از اسمز معکوس بهره می‌برند و حتی برنامه‌ریزی شده که واحدهای قدیمی‌تر تقطیر حرارتی چندمرحله‌ای نیز به تکنولوژی اسمز معکوس ارتقاء یابند.

فناوری روش تقطیر چندمرحله‌ای (multi-stage flashing) در شیرین کردن آب دریا چیست؟

روش تقطیر چندمرحله‌ای (مانند MSF وMED) مبتنی بر تبخیر آب و میعان پیاپی بخار در چند مرحله است.

عربستان در نیمه دوم قرن بیستم با تکیه بر وفور انرژی ارزان (نفت و گاز) پیشگام احداث آب‌شیرین‌کن‌های حرارتی شد و هنوز هم بزرگ‌ترین واحد تقطیر حرارتی جهان (به ظرفیت روزانه ۹۲ هزار مترمکعب) را در اختیار دارد.

با این حال، به‌دلیل مصرف بالای انرژی روش‌های حرارتی، روند صنعت به سمت اسمز معکوس و حتی طرح‌های هیبریدی پیش می‌رود که ترکیبی از هر دو روش برای بهینه‌سازی مصرف انرژی هستند.

تولید سالانه آب شیرین عربستان به حدود ۲٫۹ میلیارد مترمکعب رسیده است و در حال حاضر بخش اعظم آب شرب شهرهای عربستان و در واقع بیش از نیمی از آب مصرفی این کشور مستقیماً از شیرین‌سازی آب دریا تامین می‌شود.

سازمان دولتی SWCC (شرکت نمک‌زدایی آب دریا) به تنهایی نزدیک به ۷۰ درصد از این ظرفیت را اداره می‌کند و جالب آنکه این میزان معادل حدود ۲۰ درصد از کل ظرفیت آب‌شیرین‌کن جهان است.

به طور تاریخی عربستان فاقد رودخانه دائمی بوده و منابع محدود آب زیرزمینی خود را نیز به سرعت تخلیه کرده است. بنابراین چاره‌ای جز روی‌آوری به دریا نداشت. اکنون عربستان از نظر تامین آب شرب به فناوری‌های نمک‌زدایی تکیه کامل کرده و وابستگی خود به منابع آب زیرزمینی را به‌شدت کاهش داده است.

دیگر اقدامات مدیریت آب در عربستان

علاوه بر شیرین‌سازی آب دریا، عربستان اقدامات مکمل متعددی برای مدیریت منابع آب انجام داده است. مهم‌ترین این اقدامات عبارتند از:

بازیافت فاضلاب شهری و صنعتی

عربستان سرمایه‌گذاری بزرگی روی تصفیه و استفاده مجدد از فاضلاب کرده است. این کشور دارای حدود ۲۰۰ تصفیه‌خانه فاضلاب است و بخش اعظم پساب تصفیه‌شده به عنوان آب غیربهداشتی در آبیاری فضاهای سبز شهری، زمین‌های کشاورزی و صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ارزش بازار بازچرخانی آب در عربستان به ۴٫۶۹ میلیارد دلار رسیده و از این نظر پس از چین و آمریکا رتبه سوم جهان را دارد.

در حالی که چند سال پیش تنها حدود ۱۰ درصد پساب استفاده مجدد می‌شد، دولت هدف‌گذاری کرده تا سال ۲۰۲۵ میلادی ۱۰۰ درصد فاضلاب شهری تصفیه و بازاستفاده شود.

کاهش مصرف و اصلاح الگوی مصرف

سرانه مصرف آب در عربستان از جمله بالاترین‌ها در دنیا بوده است (در حدود ۲۵۰ تا ۳۰۰ لیتر به ازای هر نفر در روز). دولت از سال ۲۰۱۹ برنامه ملی «قطره» را برای مدیریت هوشمند مصرف آب آغاز کرد.

هدف این برنامه کاهش سرانه مصرف از  حدود۲۶۰ لیتر به ۱۵۰ لیتر تا سال ۲۰۳۰ است. اقدامات آن شامل آموزش و فرهنگ‌سازی عمومی، نصب کنتورهای هوشمند، تنظیم تعرفه‌های آب و مشوق‌های صرفه‌جویی بوده است.

توسعه شبکه‌های انتقال و ذخیره‌سازی آب

عربستان یک شبکه عظیم انتقال آب شیرین ایجاد کرده که آب‌شیرین‌کن‌های واقع در سواحل را به شهرها و مناطق مرکزی می‌رساند. این شبکه خطوط لوله به طول بیش از ۱۴ هزار کیلومتر دارد و ظرفیت انتقال روزانه ۱۹٫۴۲ میلیون مترمکعب آب را داراست.

علاوه بر این، عربستان دارای بزرگ‌ترین شبکه مخازن ذخیره آب شرب در جهان است (ظرفیت ذخیره‌سازی ۸٫۹ میلیون مترمکعب) که به‌عنوان ذخیره استراتژیک و مدیریت توزیع آب عمل می‌کند.

در این خصوص جالب است بدانید یکی از مخازن کلانشهر ریاض رکورد گینس را با ظرفیت ۴٫۷۹ میلیون مترمکعب به عنوان بزرگترین مخزن ذخیره آب جهان به خود اختصاص داده است.

مدیریت زیرساخت و نوآوری فناورانه

دولت عربستان در چارچوب چشم‌انداز ۲۰۳۰، بخش آب را به عنوان یکی از عرصه‌های اولویت‌دار برای بومی‌سازی فناوری و مشارکت بخش خصوصی تعیین کرده است.

از یک سو با خصوصی‌سازی و اجرای پروژه‌های مشارکتی (PPP) بهره‌وری تأسیسات را افزایش داده و از سوی دیگر پژوهش و نوآوری را تشویق کرده است.

به عنوان نمونه، شرکت SWCC اخیراً چندین اختراع در زمینه بهبود فرآیند نمک‌زدایی (مانند بازیابی نمک و حفاظت از ورودی آب دریا) به ثبت رسانده است که نشان‌دهنده حرکت به سمت پایداری بیشتر در این صنعت است.

همچنین پروژه‌های جدید ملزم به استفاده هرچه بیشتر از انرژی‌های تجدیدپذیر (خصوصاً انرژی خورشیدی) برای کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی در آب‌شیرین‌کن‌ها شده‌اند. این اقدامات در مجموع باعث کاهش شدت انرژی تولید آب شده به طوری که عربستان اکنون پایین‌ترین میزان مصرف انرژی در نمک‌زدایی (حدود ۲٫۲۷ کیلووات‌ساعت به ازای هر مترمکعب آب) را به ثبت رسانده است.

نتیجه‌گیری

در نهایت، اگرچه عربستان سعودی سال‌ها پیش با تکیه بر ثروت نفتی و برنامه‌ریزی متمرکز توانست مشکل کم‌آبی را با فناوری حل کند، ایران به‌دلیل وفور نسبی منابع آب در گذشته و نیز چالش‌های اقتصادی، دیرتر به فکر افتاده است.

اکنون شرایط بحرانی آب در کشور ما باعث شده حرکت به سمت استفاده از آب‌شیرین‌کن‌ها و سایر فناوری‌های نوین اجتناب‌ناپذیر شود.

مقایسه تجربه عربستان نشان می‌دهد که بهره‌گیری موفق از این راه‌حل‌ها تنها با تامین مالی پایدار، انتقال دانش فنی، حفظ زیرساخت انرژی و توجه به ملاحظات زیست‌محیطی ممکن است. در کنار آن، اصلاح الگوی مصرف و افزایش بهره‌وری آب (به‌ویژه در کشاورزی) تعیین‌کننده خواهد بود. ترکیب این اقدامات می‌تواند به ایران کمک کند تا بر بحران آب فائق آید و امنیت آبی نسل‌های آینده را تضمین کند.

منبع خبر