Koszt odsalania

1. Wprowadzenie

W latach 60-tych XX wieku odsalanie pojawiło się jako jeden z najważniejszych sposobów uzdatniania słonej wody w celu doprowadzenia jej do akceptowalnych standardów jakości wody do użytku w różnych częściach świata i sektorach przemysłu (Ghaffour, et al., 2012). Skutki zmian klimatycznych, wzrost populacji i rozwój industrializacji odegrały znaczącą rolę w niedoborze wody i miały istotny wpływ na zapotrzebowanie na wodę. Wiele krajów w Afryce, na Bliskim Wschodzie i w Azji jest narażonych na poważny deficyt wody słodkiej i przewiduje się, że niedobór wody wzrośnie do 2025 roku. Należy również zauważyć, że prawie 40 procent światowej populacji mieszka w odległości do 100 km od oceanu lub morza (Ghaffour, et al., 2012), co uzasadnia odsalanie wody morskiej jako integralną część odpowiedzi na niedobór wody na świecie.

W niniejszym artykule przedstawiono przegląd kosztów odsalania i głównych składników powiązanych kosztów kapitałowych (CAPEX) oraz kosztów eksploatacji i utrzymania (OPEX). Przykłady kosztów instalacji odsalania zostały przedstawione w celu zilustrowania zakresu kosztów, jakich można się spodziewać oraz w celu pomocy w planowaniu koncepcyjnym i rozwoju projektów odsalania.

2. Udział w rynku odsalania i trendy

Najbardziej rozpowszechnione formy odsalania można podzielić na dwa typy technologii:

1. Desalynacja termiczna (wykorzystująca energię cieplną do oddzielenia destylatu od wody o wysokim zasoleniu), reprezentowana głównie przez destylację wieloefektową (MED) i wielostopniową destylację pulsacyjną (MSF). Mechaniczna kompresja pary (MVC) jest stosowana głównie do odsalania wody o wysokim TDS (> 45,000 mg/l) i/lub ścieków przemysłowych w celu ich ponownego wykorzystania, niekoniecznie do celów pitnych.
2. Odwrócona osmoza (RO) separacja membranowa, która wykorzystuje barierę membranową i energię pompowania do oddzielania soli z wody o wysokim zasoleniu (zwykle < 45,000 mg/l).

Technologie odsalania są zdolne do oczyszczania wody z wielu różnych źródeł, w tym, lecz nie wyłącznie, słonawych wód gruntowych, wód powierzchniowych, wody morskiej oraz ścieków domowych i przemysłowych. Wraz z rozwojem i udoskonalaniem technologii odsalania zmniejszyły się koszty budowy zakładów odsalania. Ten spadek kosztów był jednym z głównych czynników akceptacji, rozwoju i sukcesu odsalania. Od lat 60-tych XX wieku koszt odsalania wody metodą wielostopniowej destylacji pulsacyjnej (MSF) zmniejszył się w przybliżeniu dziesięciokrotnie, z przybliżonych kosztów jednostkowych wynoszących 10,00 USD/m3 w latach 60-tych do mniej niż 1,00 USD/m3 (3,79 USD za 1000 galonów) w 2010 roku. Obecnie, w 2017 r., w niektórych lokalizacjach koszt MSF spadł nawet o 20% w porównaniu z 2010 r. ze względu na rozwój technologiczny i niższe ceny energii. Podobnie, ulepszenia technologiczne w konstrukcji membran i integracji systemów zmniejszyły koszt odsalania wody słonawej o ponad połowę w ciągu ostatnich dwóch dekad (Ghaffour, et al., 2012). Na przykład w 2012 r. Teksański Zarząd Rozwoju Wód oszacował, że całkowity koszt produkcji odsalania słonawej wody gruntowej wynosił od 0,29 do 0,66 USD za m3 wydajności (1,09 do 2,49 USD za tysiąc galonów) (Arroyo, et al., 2012). Jednak badania przeprowadzone przez Water Reuse Association w 2012 r. wykazały, że tendencje w zakresie kosztów dużych projektów odwróconej osmozy wody morskiej (SWRO) od 2005 r. uległy spłaszczeniu, ale od tego czasu wahają się w szerokim zakresie od 0,79 do 2,38 USD za m3 (3,00 do 9,00 USD za tysiąc galonów) (WRA, 2012). To szerokie zróżnicowanie wynika z wielu czynników kosztowych i zmiennych, które zostaną omówione w części 3.

Niżej na wykresach (Rys. 1 do 5) przedstawiono całkowitą zdolność odsalania i jej wzrost według typu, lokalizacji i zastosowań końcowych.

2.1 Całkowita zdolność produkcyjna

Całkowita zdolność produkcyjna odsalania przekroczyła 64 mln m3/dobę w 2010 r. i była bliska 98 mln m3/dobę w 2015 r. Rysunek 1 pokazuje, jak szybko rosła zdolność produkcyjna w XXI wieku (Źródło: GWI Desal Data & IDA).

Figura 1 – Całkowita światowa zdolność odsalania (m3/d)

2.2 Wzrost i moc zainstalowana według regionów

Największa moc produkcyjna według lokalizacji znajduje się na Bliskim Wschodzie, ze względu na brak źródeł słodkiej wody i obfite zasoby energii, co można zaobserwować na rysunkach 2 i 3. Największym użytkownikiem odsalania według wydajności jest Królestwo Arabii Saudyjskiej, a następnie Stany Zjednoczone, Zjednoczone Emiraty Arabskie, Australia, Chiny, Kuwejt i Izrael.

Wykres 2 – Zdolność odsalania według krajów

Pierwsza piętnastka rynków odsalania w dziewięcioletnim okresie 2007 – 2016 została przedstawiona na wykresie 3. Stany Zjednoczone wykazały największy wzrost mocy zainstalowanej od 2012 roku.

Figure 3 – Desalination market share 2007 – 2016

2.3 Installed capacity by technology

Figure 4 shows installed capacity vs. technology. Dominującym rodzajem technologii odsalania stosowanym obecnie jest odwrócona osmoza (RO). Zastosowanie RO było kompromisem pomiędzy niskim OPEX (wykorzystanie energii elektromechanicznej vs. zazwyczaj droższa energia cieplna) vs. wysoki CAPEX (ze względu na koszt i stosunkowo krótką żywotność membran, a więc wysoki koszt wymiany). Na przestrzeni lat ceny membran uległy znacznemu obniżeniu, a ich żywotność wzrosła dzięki lepszej obróbce wstępnej wody zasilającej i lepszemu zrozumieniu zasad działania systemów RO.

Rysunek 4 – Całkowita światowa wydajność według typów odsalania

2.4 Zainstalowana wydajność według zastosowań i wykorzystania

Rysunek 5 ilustruje udział w rynku odsalania według zastosowań końcowych. Zastosowanie komunalne odsalania stanowi największą część całkowitej mocy zainstalowanej, a następnie zastosowania przemysłowe, energetyczne, nawadnianie i turystyka.

Figura 5 – Globalna zdolność odsalania według zastosowań rynkowych

Czynniki wymienione powyżej (sekcja 2), takie jak zdolność, lokalizacja, typ i zastosowanie, mają znaczący wpływ na koszty. Istnieją inne ważne czynniki specyficzne dla danego miejsca, które mają bezpośredni wpływ na koszt odsalania i które omówiono w następnej sekcji.

3. Główny wpływ na koszt odsalania

Faktory, które mają bezpośredni i duży wpływ na koszt odsalania obejmują, lecz nie ograniczają się do technologii odsalania, jakości wody surowej i produktu, rodzaju ujęcia i odpływu, lokalizacji zakładu lub projektu, rodzaju stosowanego odzysku energii, ceny energii elektrycznej, potrzeb związanych z oczyszczaniem, magazynowaniem, dystrybucją, kosztów infrastruktury lokalnej i przepisów środowiskowych.

3.1 Technologia odsalania

Prawie 95 procent zainstalowanej obecnie mocy odsalania to technologia termiczna (35 procent) lub membranowa (60 procent) (Ghaffour, et al., 2012). Każdy typ systemu różni się znacząco pod względem powierzchni, materiałów konstrukcyjnych, wyposażenia, wymagań dotyczących oczyszczania wstępnego, zapotrzebowania na moc i parę oraz innych różnic. Wybór technologii określi również rodzaj chemikaliów, które będą stosowane do oczyszczania wstępnego i oczyszczania końcowego, co ma wpływ na koszty operacyjne.

3.2 Lokalizacja

Miejsce budowy instalacji odsalania może mieć duży wpływ na ogólne koszty projektu. Na przykład, w przypadku zakładu odsalania SWRO (Sea Water Reverse Osmosis), zakład powinien być zlokalizowany jak najbliżej źródła poboru wody morskiej, aby uniknąć wyższych kosztów rurociągów poboru i złożonych struktur poboru. Optymalna lokalizacja projektu pozwoli także na ograniczenie linii zrzutu skoncentrowanej solanki z powrotem do morza. Jednakże koszt nabycia nieruchomości jest istotnym czynnikiem, który może wymagać większego przesyłu wody w lokalizacjach, w których koszt gruntu może wykazywać różnice rzędu wielkości przy stosunkowo niewielkich odległościach. Z konstrukcyjnego punktu widzenia zaleca się staranne rozważenie takich elementów, jak lokalne warunki glebowe (mogą wymagać nowego wypełnienia glebą lub pali z betonu konstrukcyjnego) oraz bliskość niezawodnego źródła energii, aby zmniejszyć koszty przesyłu energii.

3.3 Jakość wody surowej

Właściwa dla danego miejsca jakość wody surowej może mieć duży wpływ na liczbę i rodzaj etapów wstępnego oczyszczania wymaganych przed samym etapem odsalania oraz na ogólny rozmiar zakładu odsalania. Poziom całkowitych rozpuszczonych cząstek stałych (TDS) w wodzie źródłowej ma bezpośredni wpływ na koszty operacyjne, ponieważ wraz ze wzrostem zasolenia wody surowej muszą zazwyczaj wzrastać wyższe ciśnienia robocze (RO) i temperatury (termiczne). Wyższe zasolenie wody surowej może również zmniejszyć możliwy do uzyskania odzysk wody na galon wody surowej zarówno dla systemów RO jak i termicznych. W przypadku SWRO, w obszarach takich jak małe zatoki, zatoczki lub kanały, prądy morskie i wynikające z nich naturalne mieszanie z większego zbiornika wody morskiej (tj. oceanu) mogą być minimalne. Obszary te mogą charakteryzować się wyższymi lokalnymi poziomami zasolenia, wyższą całkowitą zawartością zawiesiny ciał stałych, większymi wahaniami temperatury oraz wyższymi ładunkami organicznymi i aktywnością biologiczną w porównaniu z wodą w otwartym oceanie. Wszystkie te czynniki zwiększają złożoność projektu i konstrukcji, a zatem mogą znacznie zwiększyć koszty CAPEX i OPEX.

Co więcej, temperatura wody zasilającej ma duży wpływ na koszty ciśnienia roboczego RO, przy czym ciśnienie zasilające wzrasta o 10 procent do 15 procent na 10 ⁰F spadek temperatury wody zasilającej poniżej 70 ⁰F (WRA, 2012).

W przypadku systemu RO, wymagana jakość wody produktowej będzie dyktować liczbę wymaganych przejść membrany, wpływając tym samym na koszty.

3.4 Wlot i wylot

Rodzaj wlotu i wylotu wybrany dla zakładu odsalania jest jednym z najważniejszych rozważań technicznych dla efektywnego kosztowo projektu zakładu i jego optymalnej eksploatacji. Należy ocenić ważne czynniki, takie jak najbardziej odpowiedni typ wlotu (zanurzony vs. otwarty wlot), odległość wlotu od zakładu, typ ekranów wlotowych, typ konstrukcji wlotu, typ rurociągu wlotowego (zakopany vs. naziemny) oraz względy środowiskowe w odniesieniu do wciągnięcia i porwania życia morskiego. Każdy z tych elementów ma znaczący wpływ na koszty. Koszt systemu wlotowego może wahać się od niskiego poziomu 0,13 mln USD za tysiąc m3/dzień (0,5 mln USD za MGD) wydajności w przypadku otwartego wlotu do 0,79 mln USD za tysiąc m3/dzień (3,00 mln USD za MGD) w przypadku złożonych wlotów tunelowych i morskich (WRA, 2012).

Aby zilustrować potencjalne znaczenie kosztów wlotu i struktury zrzutu, zrzuty z zakładów SWRO zlokalizowanych w pobliżu siedlisk morskich, które są bardzo wrażliwe na podwyższone zasolenie, wymagają skomplikowanych systemów dyfuzorów zrzutu koncentratu, których koszty mogą przekroczyć 30 procent całkowitych wydatków na projekt odsalania. Z kolei zakłady odsalania o najniższych kosztach produkcji wody mają zrzuty koncentratu albo zlokalizowane w obszarach przybrzeżnych o bardzo wysokim naturalnym wymieszaniu, albo połączone z konstrukcjami wylotowymi elektrowni, co pozwala na dobre początkowe wymieszanie i lepsze rozproszenie smugi zrzutu. Koszty urządzeń wlotowych i zrzutowych w tych zakładach są zwykle niższe niż 10 procent całkowitych kosztów zakładu odsalania (WRA, 2012).

3.5 Oczyszczanie wstępne

Na koszty oczyszczania wstępnego wpływa typ i złożoność systemu oczyszczania wstępnego. Rodzaj wymaganego oczyszczania wstępnego zależy od jakości wody surowej w miejscu realizacji projektu. Niektóre surowe źródła wody morskiej lub słonawej wody powierzchniowej mają wysoki poziom substancji organicznych i aktywności biologicznej i wymagają bardziej solidnych technologii oczyszczania wstępnego, takich jak DAF (flotacja rozpuszczonym powietrzem) i UF (ultrafiltracja). Inne źródła wody surowej, które używają ujęć zanurzonych lub ujęć opartych na studniach mogą wymagać mniejszej ilości obróbki wstępnej, takiej jak jednostopniowa filtracja medialna lub MF (mikrofiltracja).

Zgodnie z artykułem Stowarzyszenia Ponownego Wykorzystania Wody zatytułowanym „Koszty odsalania wody morskiej”, koszty wstępnego uzdatniania będą zazwyczaj wynosić od 0,13 do 0,40 mln USD za tysiąc m3/dzień (0,5 do 1,5 mln USD za MGD). W dolnej części tego zakresu wystarczające są konwencjonalne jednostopniowe systemy filtracji. Koszty wstępnego oczyszczania wzrastają wraz z dodawaniem kolejnych etapów wstępnego oczyszczania, takich jak dwustopniowe filtry medialne lub filtracja medialna, po której następują systemy MF lub UF.

Koszty wstępnego oczyszczania są zazwyczaj większe, jeśli źródłem wody są ścieki. Może to być spowodowane wieloma czynnikami, takimi jak konieczność usunięcia wysokich poziomów wapnia i magnezu (twardości), dodanie etapów chlorowania i dechlorowania w celu zniszczenia mikrobów lub konieczność użycia UF do usunięcia związków organicznych o dużej masie cząsteczkowej.

3.6 Odzysk energii

Systemy SWRO wykorzystują pompy wysokociśnieniowe do pokonania ciśnienia osmotycznego surowej wody zasilającej. Na przykład, niektóre instalacje SWRO mogą wymagać ciśnień zasilania do 70 barów (1000 psig). Strumień solanki koncentratu RO z tego procesu zawiera energię ciśnienia, która może być odzyskana w celu zmniejszenia całkowitych wymagań energetycznych systemu RO. Technologie odzyskiwania energii zmniejszają całkowity nakład energii, a tym samym zmniejszają wydatki operacyjne.

3.7 Energia elektryczna

Lokalne ceny energii, odległość przesyłu, opłaty za podłączenie i ewentualnie taryfy w proponowanej lokalizacji zakładu odsalania odgrywają ważną rolę w określaniu ceny dostawy podłączonej energii. W przypadku bardzo dużych zakładów odsalania termicznego, rozważenie kolokacji obiektu z elektrownią może być obiecujące ze względu na nieodłączne zalety takiego połączenia.

3.8 Oczyszczanie wtórne

Jakość wody w produkcie końcowym określi konkretny rodzaj wymaganego oczyszczania wtórnego. Etapy obróbki końcowej powodują dodatkowe koszty. Potrzeba drugiego przejścia RO w celu osiągnięcia bardzo niskich poziomów TDS lub zmniejszenia stężenia określonych jonów, takich jak bor lub chlorki, do akceptowalnych poziomów może być kosztowną opcją. Dwuprzebiegowy system RO będzie zazwyczaj o 15 do 30 procent droższy niż jednoprzebiegowy system RO (WRA, 2012).

Stabilizacja wody produktowej wymaga także dostosowania pH i dodania wodorowęglanu alkalicznego, co można zrobić za pomocą kombinacji dwutlenku węgla, wapna i/lub wodorotlenku sodu, a to także wiąże się z dodatkowymi kosztami.

W przypadku zakładów odsalania zlokalizowanych na wybrzeżu, w pobliżu społeczności korzystających z wody, ziemia jest zwykle wyceniana z premią. Koszt lokalizacji zakładu bliżej punktu użycia i odpowiedniego źródła zasilania należy rozważyć w stosunku do kosztów związanych z dodatkowym wlotem i zrzutem rurociągu prawa drogi, koszty rurociągu, transportu materiałów, pozwoleń, pracy i konserwacji związanych z przeniesieniem zakładu dalej od wybrzeża lub obszaru usług dystrybucyjnych (WRA, 2012).

Koszty oczyszczania są zazwyczaj większe, jeśli źródłem wody są ścieki. Może to wynikać z wielu czynników, takich jak utlenianie po oczyszczeniu w celu inaktywacji wirusów i wyższe koszty usuwania solanki lub ciał stałych.

3.9 Lokalne koszty infrastruktury

Koszty infrastruktury obejmują pozycje takie jak roboty ziemne, beton, stal, konstrukcje, drenaż i materiały budowlane. W zależności od lokalizacji zakładu, koszty każdej z tych pozycji mogą się znacznie różnić. Zdalne lokalizacje zakładów, które znajdują się z dala od miast przemysłowych, będą zazwyczaj musiały ponieść wyższe koszty budowy w porównaniu z zakładami, które są budowane w pobliżu zakładów produkujących beton i stref przemysłowych, które mają dużą podaż materiałów budowlanych.

3.10 Przepisy środowiskowe

Każdy region geograficzny będzie miał swój własny zestaw zasad i przepisów środowiskowych, a te mogą również różnić się od stanu do stanu w ramach jednego kraju. Na przykład koszty uzyskania pozwoleń dla projektów w Kalifornii są prawie czterokrotnie wyższe niż typowe koszty uzyskania pozwoleń na Florydzie (WRA, 2012). W Kalifornii obowiązują bardziej rygorystyczne przepisy i/lub wytyczne dotyczące produkcji wody pitnej niż w Teksasie czy na Florydzie, co zwiększa koszty regulacyjne projektu odsalania. Dłuższe okresy przeglądów środowiskowych mogą także wydłużyć harmonogram projektu, co zwykle skutkuje także wyższymi kosztami projektu. W rzeczywistości liczba lat wymaganych do opracowania projektu i uzyskania pozwolenia w stanie takim jak Kalifornia, gdzie obowiązują bardzo rygorystyczne przepisy, może być znacznie dłuższa niż czas niezbędny do wybudowania zakładu i rozpoczęcia rozruchu. (WRA, 2012)

4.0 Składniki kosztów – CAPEX

CAPEX jest podzielony na dwie główne kategorie kosztów bezpośrednich i pośrednich. Koszty bezpośrednie obejmują sprzęt, budynki i inne konstrukcje, rurociągi oraz zagospodarowanie terenu i stanowią zazwyczaj od 50 do 85% całkowitego CAPEX. Pozostałe koszty pośrednie obejmują odsetki i opłaty finansowe, koszty inżynieryjne, prawne i administracyjne oraz nieprzewidziane wydatki (Ghaffour i in., 2012). Typowe koszty i składniki CAPEX dla większości zakładów odsalania można podzielić na dziewięć następujących części: pobór i transport wody surowej; uzdatnianie wstępne; uzdatnianie odsalania; uzdatnianie końcowe; pompowanie i magazynowanie wody produktowej; system elektryczny i oprzyrządowania; budynki zakładu, teren i roboty ziemne oraz wyposażenie zakładu; odprowadzanie solanki i obróbka ciał stałych; oraz różne koszty inżynieryjne i rozwojowe. Należy również uwzględnić inne koszty, takie jak opłaty finansowe i inne opłaty związane z działalnością komercyjną. Rysunek 6 przedstawia jeden z przykładów podziału kosztów CAPEX dla zakładu SWRO.

Figura 6 – Typowy podział CAPEX instalacji odsalania SWRO (Źródło: Advisian)

CAPEX, w znacznym stopniu, zależy od skali, gdzie większe instalacje odsalania kosztują mniej na milion galonów zainstalowanej wydajności. Na podstawie rysunku 7 poniżej, budowa średniej wielkości zakładu SWRO o wydajności 10 MGD kosztowałaby około 80 mln USD, a budowa dużego zakładu, takiego jak zakład SWRO Carlsbad o wydajności 35 MGD w pobliżu San Diego, prawdopodobnie kosztowałaby 250 mln USD. Uwaga: Ze względu na problemy związane z ochroną środowiska, pozwoleniami i budową, ta instalacja kosztowała znacznie więcej.

Wykres 7 – Jednostkowy koszt budowy vs. wydajność dla zakładów SWRO

5.0 Składniki kosztu – OPEX

Koszty operacyjne (OPEX) generalnie dzielą się na dwie szerokie kategorie: koszty stałe (takie jak robocizna, koszty administracyjne, koszty wymiany sprzętu i membran oraz opłaty/podatki od nieruchomości, itp. (Arroyo, et al., 2012). Typowe koszty i składniki OPEX dla większości zakładów odsalania można dalej podzielić na dziewięć części obejmujących następujące elementy: zużycie energii, materiały eksploatacyjne, odpady stałe, chemikalia, robocizna, konserwacja, gwarancja na sprzęt, bilans zakładu oraz inne koszty stałe (administracja, części zamienne, nieprzewidziane wydatki itp.), jak pokazano na rysunku 8.

Rysunek 8 – Typowy podział kosztów operacyjnych zakładu odsalania SWRO (Źródło: Advisian)

6.0 Całkowity koszt odsalania wody

Koszt cyklu życia, zwany także jednostkowym kosztem produkcji lub kosztem annualizowanym, to koszt wyprodukowania tysiąca galonów lub metra sześciennego wody w procesie odsalania, uwzględniający wszystkie nakłady inwestycyjne (w tym obsługę długu) i koszty operacyjne, i może być skorygowany o przewidywany lub rzeczywisty współczynnik operacyjny zakładu. Ze względu na wszystkie zaangażowane zmienne, te annualizowane koszty mogą być bardzo złożone, a różnice w jednostkowych kosztach produkcji między projektami mogą nie być bezpośrednio porównywalne. W najlepszym przypadku przewidywanie przyszłych kosztów przy wykorzystaniu informacji o kosztach instalacji z przeszłości będzie zazwyczaj skutkowało jedynie przybliżonymi szacunkami.

Rysunek 9 pokazuje, że koszty annualizowane dla różnych typów zakończonych projektów RO znacznie się różniły. Średnie koszty, reprezentowane przez najlepiej dopasowaną linię na przedstawionych danych, wynoszą około 0,70 USD/m3 (2,65 USD za tysiąc galonów) dla bardzo dużych zakładów (325 000 m3/dzień) i wzrastają do 1,25 USD/m3 (4,75 USD za tysiąc galonów) dla małych zakładów (10 000 m3/dzień).

Jednakże koszty mogą sięgać nawet 3,20 USD/m3 dla zakładów o bardzo małej wydajności (mniej niż 4 000 m3/dobę lub 1 MGD), które mają kosztowne, specyficzne dla danego miejsca wloty, zrzuty i osobliwości transportu. Usunięcie wpływu wlotu, zrzutu i transportu zmniejsza i zawęża zakres rocznych kosztów do 0,53 USD/m3 do 1,58 USD/m3 (2,00 USD o 6,00 USD za tysiąc galonów) dla zakładów SWRO i 0,11 USD do 1,10 USD/m3 (0,40 USD do 4,00 USD za tysiąc galonów) dla zakładów RO wykorzystujących wodę słonawą (WRA, 2012).

Figura 9 – Jednostkowy koszt produkcji zakładu RO vs. wydajność projektu

Koszty odsalania ścieków przemysłowych do ponownego wykorzystania mogą być znacznie większe. Na przykład firma WorleyParsons/Advisian przeprowadziła badanie w celu opracowania CAPEX i OPEX dla instalacji odsalania o wydajności 35 000 m3/dzień zlokalizowanej w rejonie Zatoki Arabskiej i zasilanej wodą z pól naftowych oraz wodą zasilającą kotły produkcyjne. W oparciu o budżetowe koszty CAPEX i OPEX wygenerowane w tym badaniu, jednostkowy koszt produkcji był około cztery razy wyższy niż przewidywany na podstawie rys. 9.

Rysunek 10 poniżej przedstawia typowe porównanie kosztów cyklu życia MSF, MED i SWRO w celu wyprodukowania jednego metra sześciennego (264 galonów) wody dziennie. Jak pokazano, MSF i MED, które są technologiami odsalania termicznego, wymagają pary (energii termicznej) oprócz energii elektrycznej, co jest głównym powodem, dla którego mają one wyższe całkowite koszty cyklu życia wody w porównaniu do SWRO.

Figura 10 – Jednostkowy koszt produkcji wody dla technologii odsalania

7.0 Przykłady kosztów instalacji odsalania

Jak zaznaczono w niniejszym opracowaniu, koszt opracowania, budowy i eksploatacji instalacji odsalania zależy od lokalizacji zakładu, rodzaju i jakości wody surowej, rodzaju ujęcia i odpływu, zastosowanej technologii odsalania i systemów odzyskiwania energii, kosztu energii elektrycznej, wszelkich wymaganych procesów oczyszczania i magazynowania, kosztów dystrybucji oraz przepisów ochrony środowiska. Różnice te mogą sprawić, że duża instalacja zbudowana w jednym regionie świata będzie droższa niż mniejsza instalacja zbudowana w innym regionie świata, co może skutkować znacznymi różnicami w kosztach operacyjnych. Ilustrują to projekty przedstawione w

Tabeli 1 dla trzech zakładów SWRO zlokalizowanych w różnych miejscach na świecie, takich jak USA, Bliski Wschód i Australia.

.

.

Region	USA	Zatoka Arabska	Australia
Nazwa projektu	Carlsbad Desalination Project	Fujairah F1 Extension SWRO	Gold Coast Desalination Plant
Lokalizacja zakładu	Carlsbad, CA, USA	Fujairah, ZEA	Tugin, Australia
Data budowy zakładu	2014	. 2013	2009
Przepustowość zakładu m3/d (MGD)	189,000 (50)	136,000 (30)	133,000 (35.1)
Odzyskiwanie roślin	45-50%	45-.50%	45%
Zasolenie wody surowej (ppm)	36,000	45,000	38,000
Jakość wody produktowej (ppm)	200	500 (standard WHO)	200
Typ ujęcia	Ujęcie otwarte, współlokacja	Wlot otwarty	Wlot otwarty, sita bębnowe, tunel wlotowy/wylotowy
Typ oczyszczania	Filtracja dwumedialna	Flotacja gazów rozpuszczonych + filtracja	Dual media filtration
Technologia odsalania	2 Pass SWRO	2 Pass SWRO	2 Pass SWRO
Typ odzyskiwania energii typ odzysku	ERI	ERI	DWEER ERD
Post-obróbka	DodawanieCO2 i wapna, chlorowanie, fluoryzacja	Dodawanie CO2 i wapna, chlorowanie	Dodawanie CO2 i wapna, chlorowanie, fluoryzacja
Magazynowanie i dystrybucja	3.4 MG + 10 mil rurociągu przesyłowego i pompowanie	NA	8 MG + 16 mil rurociągu + pompowanie
Zrzut solanki	Bezpośrednio do morza z elektrowni	Bezpośrednio do morza	300 metrów do morza, dyfuzory
Regulacje środowiskowe	Bardzo rygorystyczne	Umiarkowane	Stringent
Specific energy (kwh/ m3)	N/A	3.7 – 4.0	3.40
Koszt TIC (US$)	$692,000,000 (529 MM + 163 MM conv. rurociąg) + $213 MM koszty finansowe ($904 MM razem)	$200,000,000	$943,000,000 (745 MM zakład + 198 MM tunele)
Przewidywany czas eksploatacji, lat	20	20	20
Proste roczne CAPEX, US$/rok	N/A	N/A	$47,150,000
OPEX (US$/rok)	$53,100,000	$26,900,000*2	$32,000,000
Jednostkowy koszt produkcji, US$/m3-dobę	$1.86 *1	< $0.60	$1.63

*1 Całkowity koszt jednostkowy dla właściciela, który obejmował płatności, opłaty finansowe od rurociągu, różne ulepszenia budowlane, różne koszty O/M, koszty administracyjne. *2 Szacunki

1. Noreddine Ghaffour, Thomas M. Missimer, Gary L. Amy. „Przegląd techniczny i ocena ekonomiki odsalania wody: Obecne i przyszłe wyzwania dla lepszego zrównoważenia dostaw wody.” Water Desalination and Reuse Center KAUST, październik 2012.
2. Jorge Arroyo, Saqib Shirazi. „Cost of Brackish Groundwater Desalination in Texas”, wrzesień 2012.
3. Water Reuse Association. „Seawater Desalination Costs,” styczeń 2012.
4. Pankratz, Tom. Water Desalination Report, 2010.
5. Crisp, Gary. „Desalination in Australia” prezentacja, maj 2010.
6. San Diego County Water Authority. „Overview of Key Terms for a Water Purchase Agreement between the San Diego County Water Authority and Poseidon Resources” prezentacja, wrzesień 2012.
7. GWI Desal Data & IDA (Int. Desal. Association) dla Rysunku 1, Rysunku 3, Rysunku 5, Rysunku 10.
8. Xavier Bernat, Oriol Gibert, Roger Guiu & Joana Tobella, Carlos Campos. „The economics of desalination for various uses”. Water Technology Center, Barcelona, Hiszpania.
9. Robert Huehmer, Juan Gomez, Jason Curl, Ken Moore. „Cost Modeling of Desalination Systems” (Modelowanie kosztów systemów odsalania). Desalination Global Technology Leader, CH2M HILL, USA.
10. Gleick H. Peter, Heather Coooley. „The World’s Water 2008-2009: The Biennial Report on Freshwater Resources”, Pacific Institute.
11. Global Water Intelligence. Volume 12, Issue 12, December 2011.

.