امیرحسین خدائی، پژوهشگر
رودخانهای که از بالای سرمان میگذرد
دهههاست بر سر تقسیم آب رودخانهها و قناتها با یکدیگر و با همسایگان درگیری هست. اما در تمام این سالها، رودخانهای عظیم، پاک و تمامنشدنی، بیصدا از بالای سرمان عبور کرده است: هوای پیرامون ما. بر اساس یافتههای علمی منتشرشده در مجلات معتبر جهانی، حجم بخار آب موجود در جو زمین حدود سیزده هزار میلیارد مترمکعب برآورد شده است، رقمی که شش برابر حجم کل آب تمام رودخانههای جهان است. امروز، فناوری به ما امکان داده تا از این منبع الهی، آب آشامیدنی سالم و پایدار استحصال کنیم. این موضوع دیگر داستان علمی-تخیلی نیست، این یک انقلاب اقتصادی در دسترس است.
فصل نخست: آب از هوا چگونه به دست میآید؟
فناوری برداشت آب از هوا، یعنی استخراج رطوبت پنهان موجود در جو و تبدیل آن به آب قابل مصرف. این فناوری در ادبیات علمی امروز بهعنوان یکی از مسیرهای جدی برای تابآوری آبی، امنیت غذایی و توسعه مناطق کمآب شناخته میشود. دستگاههای تولید آب از هوا، درست مانند یک دستگاه رطوبتگیر بسیار پیشرفته عمل میکنند. هوای مرطوب وارد دستگاه میشود، سرد میگردد تا به نقطه شبنم برسد، و بخار آب به قطرات مایع تبدیل میشود. در روش دیگر، از مواد جاذب رطوبت مانند چارچوبهای آلی-فلزی استفاده میشود که بخار آب را جذب کرده و سپس با حرارتدهی (معمولاً با انرژی خورشیدی)، آب آزاد میگردد.
ارزانترین روش برداشت آب از هوا، جمعآوری مه در مناطق ساحلی و کوهستانی است. در این روش، با نصب تورهای مخصوص، قطرات ریز مه جمعآوری میشود.
فصل دوم: نانوحباب؛ نیروی پنهان در پشت این انقلاب
آب تولیدشده از هوا، آبی با خلوص بالاست. اما نانوحباب این آب را به یک محلول اکسیژن رسان پایدار و زیستفعال تبدیل میکند. نانوحبابها، حبابهایی با قطر کمتر از یک هزارم میلیمتر هستند که ویژگیهای شگفتانگیزی دارند:
- سطح ویژه بسیار بزرگ برای انتقال اکسیژن و مواد مغذی
- بار سطحی منفی که باعث میشود ماهها در آب معلق بمانند
- قابلیت تولید رادیکالهای آزاد برای ضدعفونی طبیعی آب
تلفیق آب از هوا با نانوحباب، یک معادله جدید میسازد: آبی که از هوا گرفته میشود، با تزریق نانوحبابهای اکسیژن، به آبی اکسیژن رسان پایدار و مغذی تبدیل میشود که برای کشاورزی، شیلات، دامداری و حتی مصارف پزشکی بسیار ارزشمند است.
فصل سوم: پتانسیل ویژه ایران، مزیتی که نباید نادیده گرفت
پژوهشهای علمی نشان میدهد که ایران در یکی از ارزانترین روشهای تولید آب غیرمتعارف جهان، مزیت نسبی دارد. بر اساس مطالعهای که در نشریه معتبر نیچر منتشر شده است:
مناطق جنوبی کشور (سواحل خلیج فارس و دریای عمان) پتانسیل برداشت آب از مه را تا روزانه شصت و پنج لیتر به ازای هر مترمربع دارند.
مناطق شمالی و شرقی نیز بین بیست و پنج تا چهل و پنج لیتر در روز به ازای هر مترمربع پتانسیل دارند.
هزینه برداشت آب از مه در ایران حدود بیست و پنج سنت به ازای هر مترمکعب برآورد شده است.
با انتقال دانش فنی و بومیسازی فناوری، هزینه ۲۵ سنتی برداشت آب از هوا در ایران به طور قابل توجهی کاهش مییابد. نمونههای موفق، ابعاد این کاهش را نشان میدهند: ساخت نمونه داخلی یک دستگاه با یکسوم هزینه نمونه خارجی، و استفاده از جاذبهای نانوساختار بومی (MOF-801) که هزینه تولید را به کمتر از ۱۰۰ تومان (کمتر از ۰.۰۰۲ دلار) در هر لیتر رسانده است. همچنین، تحقیق روی غشاهای پلیمری در اقلیمهای مختلف ایران، مصرف انرژی را تا ۲۹ درصد کاهش داده و سامانههای خورشیدی جذبی با کاهش مصرف انرژی تا ۸۲ درصد و سامانههای غیرفعال الهامگرفته از فضا، امکان تولید آب با هزینه کمتر از ۲ سنت در هر لیتر را فراهم کردهاند. در نهایت، تولید انبوه و استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر مانند خورشید، هزینه نهایی را به محدوده ۲ تا ۵ سنت در هر لیتر کاهش میدهد و آب تولیدی را به یکی از مقرونبهصرفهترین منابع آبی کشور تبدیل میکند.
برای مقایسه، شیرینسازی آب دریا حدود شصت سنت به ازای هر مترمکعب هزینه دارد. این یعنی برداشت آب از مه در ایران اگر هم بومی سازی نشود نزدیک به دو سوم شیرینسازی آب دریا ارزانتر است.
با بومیسازی و کاهش هزینه به ۲ تا ۵ سنت، برداشت آب از هوا ۱۲ تا ۳۰ برابر ارزانتر از شیرینسازی خواهد شد. این یعنی در یک پروژه یک میلیون مترمکعبی، صرفهجویی سالانه بین ۵۵۰ تا ۵۸۰ هزار دلار محقق میشود. علاوه بر این، برداشت آب از هوا هزینه سرمایهگذاری اولیه پایینتر، مصرف انرژی بسیار کمتر (با استفاده از انرژی خورشیدی رایگان) و قابلیت استقرار در مناطق دور از ساحل را دارد، در حالی که شیرینسازی نیازمند تأسیسات گرانقیمت، مصرف انرژی بالا و دسترسی به آب دریا است. این تفاوت چشمگیر، بر داشت آب از هوا را به یک جایگزین راهبردی و اقتصادی برای تأمین آب در مناطق کمآب و دور از ساحل تبدیل میکند.
جزایر کیش و قشم و منطقه چابهار بهعنوان نقاط پایلوت اولویتدار معرفی شدهاند.
علاوه بر این، ایران دارای تنوع اقلیمی شگفتانگیزی است: از سواحل مرطوب جنوب و شمال گرفته تا مناطق کوهستانی البرز و زاگرس، و از مناطق نیمهبیابانی مرکزی تا بیابانهای کویر لوت و دشت کویر. این تنوع به این معناست که یک فناوری واحد برای همه ایران مناسب نیست، اما برای هر منطقهای، یک فناوری متناسب وجود دارد.
