به گزارش خبرگزاری ایمنا، مقیاس بازار جهانی فناوریهای آبشیرینکنی در سال ۲۰۲۴ برابر با ۲۵.۶۸ میلیارد دلار برآورد شده است. پیشبینی میشد این بازار در سال ۲۰۲۵ به ۲۷.۸۰ میلیارد دلار برسد و تا سال ۲۰۳۲ با ثبت نرخ رشد سالانه مرکب ۸.۶۸ درصد، ارزش آن به ۴۹.۸۰ میلیارد دلار افزایش پیدا کند.
منطقه خاورمیانه و آفریقا در سال ۲۰۲۴ با کسب ۵۲.۹۵ درصد سهم بازار، پیشتاز صنعت آبشیرینکنی بوده است. بازار فناوریهای آبشیرینکنی در ایالات متحده نیز روندی رو به رشد نشان میدهد و پیشبینی میشود ارزش آن تا سال ۲۰۳۲ به حدود ۵.۲۱ میلیارد دلار برسد.
فناوری آبشیرینکنی به مجموعه فرایندهایی اطلاق میشود که طی آن نمک و دیگر ناخالصیها از منابع آبی حذف میگردند تا آب شیرین مناسب برای شرب، کشاورزی و مصارف شهری تولید شود، این فناوری بهطورمعمول شامل روشهایی همچون اسمز معکوس، تقطیر حرارتی و الکترو دیالیز است و در حل چالش بحران آب در مناطق خشک، نیمهخشک و سواحل جهان نقش کلیدی دارد.
در بسیاری از کشورهای بزرگ، اصلیترین عوامل محرک این بازار، کمبود منابع آب سطحی و زیرزمینی همراه با توان مالی و انرژی کافی برای اجرای پروژههای پرهزینه و انرژیبر آبشیرینکنی است. در سطح جهانی روند رشد این صنعت همچنان ادامه دارد و تعداد فزایندهای از پروژههای جدید با ظرفیتهای بالاتر و فناوریهای پیشرفتهتر به مرحله اجرا میرسند. رشد سریع فناوریهای آبشیرینکنی تلاش دارد فاصله میان منابع محدود آب شیرین و تقاضای روزافزون را جبران کند.
تأثیر جهانی کووید –۱۹ بر بازار فناوریهای آبشیرینکنی منفی بود؛ زیرا این پاندمی با ایجاد اختلال در زنجیره تأمین خدمات و فناوری و کند شدن بسیاری از فعالیتها بهواسطه قوانین فاصلهگذاری اجتماعی، مصرف و رشد صنایع پاییندست را محدود کرد.
از سوی دیگر، عربستان سعودی و امارات متحده عربی از مهمترین کشورهایی هستند که فناوری آبشیرینکنی را تولید و بهکار میگیرند، با این حال این کشورها برای مهار گسترش ویروس، با موج گستردهای از تعطیلیهای محلی، منطقهای و ملی در فعالیتهای مسکونی، تجاری و صنعتی روبهرو شدند. این وضعیت موجب شد تقاضا برای فناوریهای آبشیرینکنی کاهش قابلتوجهی پیدا کند و بازار در کوتاهمدت با رکود روبهرو شود.
توسعه فناوریهای نوآورانه همراه با حمایت دولتها، فرصتهای سودآور جدیدی ایجاد خواهد کرد
در کشورهای حوزه خلیج فارس، فرایند آبشیرینکن بیشتر با استفاده از تبخیر حرارتی انجام میشود؛ روشی بسیار انرژیبر که بهطور کامل بر سوختهای فسیلی تکیه دارد. در مقابل، فناوریهای فیلتراسیونمحور همچون اسمز معکوس (RO) قابلاعتمادتر و کممصرفتر بهشمار میروند، اما برق موردنیاز برای تولید فشارهای بالا در این فرایند نیز بشتر از منابع فسیلی تولید میشود.
برای عبور از این چالش، دولتها مجموعهای از ابتکارات حمایتی را برای توسعه فناوریهای پیشرفته با هدف ارتقای پایداری، افزایش بهرهوری و فراهمسازی دسترسی پایدار به آب شیرین اجرا کردهاند، شتابگیری اهداف کربنزدایی در سطح جهانی موجب شده کشورهای مختلف سرمایهگذاری خود را در بخش فناوریهای نو افزایش دهند.
منطقه خاورمیانه که سالها بر منابع هیدروکربنی تکیه داشت، اکنون تلاش گستردهای را برای حرکت بهسوی رویکردهای پایدارتر آغاز کرده است. این تغییر مسیر با همکاری فعال و گسترده بسیاری از دولتها همراه بوده است.
برای نمونه، در مارس ۲۰۲۳، بانک اروپایی بازسازی و توسعه (EBRD) و مؤسسه مالی بینالمللی (IFC) یک توافقنامه مشاورهای برای حمایت از مصر در ساختاردهی و اجرای پروژههای آبشیرینکنی برپایه مشارکت عمومی–خصوصی (PPP) امضا کردند.
بر اساس این توافق، EBRD و IFC در حال همکاری با صندوق ثروت ملی مصر (TSFE) و دولت این کشور هستند تا ظرفیت تأمین آب را (بهویژه از منابع پایدار و نامتعارف) افزایش دهند.
سامانههای آبشیرینکنی هیبریدی بهعنوان نسل پیشرفتهای از فناوریهای نمکزدایی، راهکارهای مؤثری برای پاسخگویی به نیازهای مصرف آب و ارتقای پایداری عملکرد تأسیسات آبشیرینکنی ارائه میکنند، این سیستمها با ترکیب دو یا چند فناوری آبشیرینکنی، مزیتهای نسبی هر روش را در یک پلتفرم واحد فراهم میسازند.
برخی از سامانههای هیبریدی، تقطیر حرارتی را با فرایندهای غشایی یا ترکیبی از هر دو به کار میگیرند؛ درحالیکه برخی دیگر شامل فناوریهای حرارتی نوآورانهاند، در یک فرایند هیبریدی MSF/RO، یک واحد آبشیرینکنی اسمز معکوس آب دریا با یک واحد تبخیر حرارتی دو منظوره جدید یا موجود ترکیب میشود؛ ترکیبی که مزایای قابل توجهی از جمله افزایش عمر مفید ممبرانهای RO را فراهم میکند.
به دلیل انعطافپذیری عملیاتی بالا، توان تنظیم کیفیت آب خروجی، و مصرف انرژی کمتر، پیکربندیهای هیبریدی در سالهای اخیر توجه گستردهای را به خود جلب کردهاند. تاکنون انواع مختلفی از این سامانهها توسعه پیدا کردهاند؛ از جمله سامانههای هیبریدی تقطیر حرارتی–غشایی و سامانههای همزمان تولید برق و آبشیرینکنی که برای نمونه، اجرای فناوریهای RO–MSF و RO–MED در نیروگاهها و تأسیسات آبشیرینکنی بزرگی همچون رأسالخیر در عربستان سعودی، فجیره ۱ و ۲ در امارات متحده عربی، و الزور در کویت، امکانپذیری عملیاتی سیستمهای هیبریدی در مقیاسهای صنعتی را بهطور کامل نشان داده است، علاوه بر این مناطق میزبان این تأسیسات کاهش چشمگیر در مصرف انرژی و هزینههای تولید آب شیرین را ثبت کردهاند.
افزایش نیازهای آبی و کمبود آب شیرین، محرک رشد تقاضا برای آبشیرینکنی
تقاضای جهانی برای آب با رشد جمعیت و توسعه اقتصادی پیوسته افزایش پیدا میکند؛ درحالیکه منابع آب شیرین به دلیل فشار بر منابع طبیعی و اثرات تغییرات اقلیمی( بهویژه در مناطق نیمهخشک و نواحی ساحلی/جزیرهای) رو به کاهش است. طبق گزارش دفتر هماهنگی امور انساندوستانه سازمان ملل (UN OCHA)، برداشت سالانه آب در جهان از ۴۰۰۰ میلیارد مترمکعب فراتر میرود و بیش از ۲۵ درصد جمعیت جهان با کمبود آب شیرین روبهرو هستند.
افزایش تقاضا برای منابع آبی، ناشی از رشد جمعیت و تغییر الگوهای مصرف، کمبود آب را در سراسر جهان تشدید کرده است. پیشبینی میشود جمعیت جهان تا سال ۲۰۵۰ به بیش از ۹.۳ میلیارد نفر برسد؛ موضوعی که رشد مناطق شهری و نیاز فزاینده به بهداشت، انرژی غذا و کالاها و خدمات وابسته به مصرف آب را به همراه دارد. طبق گزارش «توسعه جهانی آب» سازمان ملل در سال ۲۰۲۱، آبشیرینکنی یکی از گزینههای مؤثر فناورانه برای تأمین منابع آب تازه (بهویژه برای آبیاری در مناطق ساحلی دچار تنش آبی) در محیطهای با کنترل شدید هزینه معرفی شده است.
بر اساس گزارش اخیر انجمن بینالمللی آبشیرینکنی (IDA)، تا فوریه ۲۰۲۰ حدود ۲۱ هزار تأسیسات آبشیرینکنی در جهان ساخته شده یا در دست ساخت بوده است، ظرفیت نصبشده جهانی برای تولید آب شیرین به ۹۷.۲ میلیون مترمکعب در روز رسیده و ظرفیت تجمعی تولید نیز ۱۱۴.۹ میلیون مترمکعب در روز (معادل ۱۱۴.۹ میلیارد لیتر در روز) ثبت شده است.
فناوریهای آبشیرینکنی برای تولید آب شیرین مقدار قابلتوجهی انرژی مصرف میکنند. هزینه انرژی مهمترین بخش هزینههای کلی یک تأسیسات آبشیرینکنی است. بخش عمده این نیاز انرژی از منابع مبتنی بر سوختهای فسیلی تأمین میشود؛ عاملی که تغییرات اقلیمی را تشدید کرده و میزان انتشار گازهای گلخانهای را افزایش میدهد، افزون بر این عوامل مرتبط با محل احداث تأسیسات (از جمله انتقال آب خوراک، رساندن آب شیرین به مصرفکننده، دفع شورابه و اندازه نیروگاه) نقش تعیینکنندهای در هزینه نهایی دارند، بنابراین توجیه اقتصادی پروژههای آبشیرینکنی بهشدت وابسته به دسترسی محلی به انرژی و هزینه آن است؛ موضوعی که در نهایت بر هزینههای بهرهبرداری و نگهداری تأسیسات اثر میگذارد.
فرایند تصفیه آب از طریق آبشیرینکنی، بهطور متوسط سالانه حدود ۷۵ تراواتساعت انرژی مصرف میکند که معادل بیش از ۰.۴ درصد از کل مصرف انرژی جهان است، همچنین این صنعت سالانه حدود ۷۶ میلیون تن CO₂ تولید میکند و انتظار میرود با افزایش تعداد تأسیسات آبشیرینکنی، این رقم تا سال ۲۰۴۰ به ۲۱۸ میلیون تن CO₂ در سال برسد.
تأسیسات آبشیرینکنی حجم زیادی شورابه با غلظت بالای نمک، دمای زیاد و مقادیر قابل توجهی از مواد شیمیایی مضر و فلزات سنگین را به محیطهای آبی تخلیه میکنند. این پسماندها میزان اکسیژن محلول در آب را کاهش داده، رشد موجودات آبزی را مهار کرده و تنوع زیستی را پایین میآورند. طبق برآورد «هیئت کنترل منابع آب ایالت کالیفرنیا»، نیروگاههای ساحلی آبشیرینکنی این ایالت سالانه حدود ۷۰ میلیارد موجود زنده دریایی و لارو ماهی را از بین میبرند.
بر اساس نوع فناوری، بازار به چند بخش تقسیم میشود؛ تقطیر ناگهانی چندمرحلهای (MSF)، تقطیر چنداثره (MED)، اسمز معکوس (RO)، الکترودیالیز (ED)، نانو فیلتراسیون و سایر فناوریها، اسمز معکوس بیشترین سهم را در بازار به خود اختصاص داده است، زیرا یکی از پیشرفتهترین و کارآمدترین فناوریهای آبشیرینکنی بهشمار میرود. این فناوری چهار و نیم برابر کمتر از سایر روشها گازهای گلخانهای تولید میکند. ممبرانهای اسمز معکوس (ممبران اسمز معکوس یک غشای نیمهتراوا (semi-permeable membrane) است که به آب اجازه عبور میدهد، اما نمکها، یونها، مواد معدنی، باکتریها و سایر ناخالصیها را عبور نمیدهد.) از پایداری شیمیایی و زیستی بالا، نرخ نمکزدایی عالی، مصرف انرژی کمتر، فشار عملیاتی پایین و عمر مفید طولانی برخوردارند و نرخ نمکزدایی یک ممبران منفرد میتواند به ۹۹.۶ درصد برسد.
فناوری تقطیر ناگهانی چندمرحلهای (MSF) پیش از ورود اسمز معکوس، رهبر جهانی آبشیرینکنی آب دریا بود، این فناوری زمانی که از حرارت مازاد برای فرایند تبخیر استفاده میشود، هزینه عملیاتی پایینی دارد و دارای نسبت بهرهوری خروجی (GOR) بالا است. در برخی کشورهای کمدرآمد، تقطیر ناگهانی چندمرحلهای همچنان رایجترین روش آبشیرینکنی است، زیرا هزینه بالای پیشتصفیه آب شور برای فرایند RO یک مانع اقتصادی مهم محسوب میشود.
بخش آب دریا بیشترین سهم را در بازار فناوریهای آبشیرینکنی به خود اختصاص داده است. آب دریا یک منبع نامحدود برای تأمین نیازهای آب شیرین به شمار میآید. سامانههای آبشیرینکنی آب دریا تنها به اقیانوس و آب شور دریایی وابستهاند؛ درحالیکه سایر منابع بهشدت وابسته به عوامل غیرقابلکنترل همچون بارش باران یا برف هستند. حتی در دورههای خشکسالی شدید نیز دسترسی به آب دریا پایدار است و همین ویژگی، آب دریا را به گزینهای ترجیحی برای پروژههای آبشیرینکنی تبدیل کرده است.
آب لبشور (آب لبشور یا Brackish Water نوعی آب است که شوری آن بین آب شیرین و آب دریا قرار دارد. به عبارت دیگر، میزان نمک آن بیشتر از آب شیرین ولی کمتر از آب دریاست.) پس از آب دریا دومین سهم بزرگ بازار جهانی را تشکیل میدهد. پژوهشهای متعدد نشان دادهاند که تولید آب شیرین از آب لبشور با بهرهوری بالاتر، مصرف انرژی کمتر، و کاهش نرخ تخلیه شورابه به محیطزیست در مقایسه با آبشیرینکنی آب دریا همراه است. با این حال، آب لبشور بهطورمعمول از مناطق زیرین سفرههای آب شیرین استخراج میشود و انرژی بیشتری برای پمپاژ آن نیاز است، در حالی که پمپاژ آب دریا انرژی کمتری میبرد. آب لبشور میزان TDS خوراک پایینتری دارد، اما دفع شورابه تولیدشده از آن دشوارتر است؛ موضوعی که در نهایت آبشیرینکنی آب دریا را از نظر تقاضای انرژی و سهولت مدیریت پسماند در موقعیت بهتری قرار میدهد.
بر اساس نوع مصرفکننده نهایی، بازار به سه بخش «شهرداری»، «صنعتی» و «تولید برق» تقسیم میشود.
بخش شهرداری بیشترین سهم بازار را در اختیار دارد، زیرا این سامانهها اصلیترین تأمینکنندگان آب قابلاستفاده برای جمعیت گسترده هستند و دولتها موظفاند سطح ایمنی و کیفیت آب را حفظ کنند. رشد مداوم کلانشهرها در سراسر جهان و افزایش چشمگیر آلودگی منابع آب سطحی و زیرزمینی، نیاز به آب آشامیدنی ایمن را بهشدت افزایش داده و همین موضوع موجب تقویت جایگاه این بخش شده است.
بخش صنعتی پس از شهرداری دومین بخش بزرگ بازار است؛ موضوعی که بیشتر ناشی از افزایش نیاز صنایع مختلف (از جمله معدن، تولید، و صنایع شیمیایی) به آب باکیفیت برای انجام فعالیتهای کلیدی همچون پردازش، تولید بخار، خنکسازی و سایر عملیات حیاتی است، پیشرفتهای نوین در فناوریهای آبشیرینکنی همچون سامانههای بازیافت انرژی و غشاهای با بازدهی بالاتر موجب شده فرایند شیرینسازی انرژیکارآمدتر و اقتصادیتر شود و استفاده آن در صنایع با سرعت بالاتری گسترش پیدا کند.
بازار فناوریهای آبشیرینکنی از نظر جغرافیایی در مناطق آمریکای شمالی، اروپا، آسیا–اقیانوسیه، آمریکای لاتین، و خاورمیانه و آفریقا مورد بررسی قرار گرفته است، در سطح جهانی منطقه خاورمیانه و آفریقا پیشتاز بازار فناوریهای آبشیرینکنی است و بیشترین ظرفیت نصبشده را به خود اختصاص میدهد. این منطقه دارای اقلیم خشک و کمبارش است؛ بهطوریکه تبخیر بالا و بارندگی اندک، کمبود شدید منابع آب تجدیدپذیر را رقم زده است، افزون بر این رشد جمعیت و توسعههای اجتماعی–اقتصادی گسترده موجب شکاف قابلتوجه بین عرضه و تقاضای آب شیرین شده و آبشیرینکنی به اصلیترین فناوری تأمین آب در این منطقه تبدیل شده است.
بیشتر کشورهای شورای همکاری خلیج فارس بهشدت به فناوریهای آبشیرینکنی وابستهاند. در دسامبر ۲۰۲۳، شرکت GS Inima به همراه شریک خود، شرکت ملی انرژی ابوظبی (TAQA)، قرارداد خرید آب (WPA) پروژه مستقل آبشیرینکنی شُویحات ۴ برپایه اسمز معکوس (S4 RO) را امضا کردند. این پروژه از فناوری اسمز معکوس کمکربن برای نمکزدایی آب دریا استفاده میکند و توان تأمین ۷۰ میلیون گالن آب آشامیدنی در روز (معادل ۳۱۸٬۲۲۵ مترمکعب در روز) را خواهد داشت.
منطقه آسیا–اقیانوسیه در رتبه دوم بازار فناوریهای آبشیرینکنی قرار دارد. دهه گذشته با اجرای طرحهای متعدد همراه بوده و بسیاری از آنها بهتازگی وارد فاز عملیاتی شدهاند، افزون بر این پروژههای جدیدی با فناوریهای پیشرفته در دست توسعه است، برای نمونه در فوریه ۲۰۲۴، کارخانه آبشیرینکنی Tseung Kwan O فعالیت خود را آغاز کرد؛ نخستین واحد برپایه اسمز معکوس در هنگکنگ، که در نوع خود شاخص محسوب میشود.
رشد بازار آمریکای شمالی بیشتر ناشی از پذیرش فزاینده فناوریهای پیشرفته آبشیرینکنی و وجود ابتکارهای حمایتی متعدد برای راهاندازی پروژههای جدید و تقویت سرمایهگذاری در زیرساختهای مرتبط است. برای تأمین آب موردنیاز مراکز شهری درحالگسترش و پشتیبانی توسعه پایدار اجتماعی و اقتصادی، آبشیرینکنی بهعنوان یک فناوری کلیدی نقشآفرینی میکند.
در اروپا نسبت اندکی از آب شیرین از طریق آبشیرینکنی آب دریا به دست میآید، اما این حوزه یکی از سریعترین بخشهای درحال رشد در اقتصاد آبی اروپا است. قاره اروپا بیش از ۲۳۰۰ واحد آبشیرینکنی آب دریا دارد و روزانه بیش از ۹.۲ میلیون مترمکعب آب نمکزداییشده تولید میکند؛ رقمی معادل ۱۰ درصد ظرفیت جهانی را در بر میگیرد. در این منطقه حدود ۱۲۰۰ واحد، ظرفیتی معادل ۲.۳۷ میلیارد مترمکعب فراهم کردهاند که بیش از ۸۲ درصد ظرفیت کل آبشیرینکنی اتحادیه اروپا را تشکیل میدهد.
در امریکای لاتین کشورهای پرو، مکزیک و شیلی پیشتاز بازار آبشیرینکنی هستند و این فناوری بیشتر در بخشهای کشاورزی، صنعتی و مصارف شهری به کار گرفته میشود؛ بازار جهانی فناوریهای آبشیرینکن بسیار متنوع است و شرکتهای بزرگ و متوسط منطقهای نقش مهمی دارند.
شرکتهای برجسته شامل GE، DuPont، BWT، Aquatech، IDE Technologies و Acciona هستند. این شرکتها با توسعه فناوری، تنوع محصول و گسترش شبکههای توزیع و مشارکتهای محلی، سهم خود را افزایش میدهند.
تحولات مهم اخیر شامل افتتاح دفاتر منطقهای IDE در دبی، اجرای پروژههای بزرگ آبشیرینکن در برزیل و استرالیا، و بهرهبرداری از فناوریهای نوآورانه همچون LEAD توسط ACCIONA در اسپانیا بوده است که با بهرهگیری از دادهکاوی پیشرفته، اینترنت اشیا و یادگیری ماشین، کارایی و پایداری آبشیرینکنها را افزایش میدهند