España se enfrenta a una de las peores sequías en varias décadas. En agosto de 2022 la reserva hídrica española se encontraba al 36,9% de su capacidad y todavía quedaban dos meses para que el comienzo el año hidrológico. Por eso, se buscaba en las desaladoras la solución a este drama, pero si se construyen más plantas se aumentará proporcionalmente el consumo energético.
En agosto de 2022, en España había instaladas un total de 765 plantas desaladoras con una capacidad de producción total superior a los 100 metros cúbicos/día, según datos de AEDyR (Asociación Española de Desalación y Reutilización). De ellas, 360 son desaladoras de agua de mar y 405 de agua salobre. En cuanto a su producción, 99 son de gran capacidad. En ese momento se podían producir en España alrededor de 5.000.000 de m3/día de agua desalada para abastecimiento, riego y uso industrial, lo que supone una capacidad para producir unos 5 hectómetros cúbicos diarios y 1.825 hectómetros cúbicos al año.
Según datos del INE, durante el año 2020 se suministraron a las redes públicas de abastecimiento urbano 4.243 hectómetros cúbicos (hm3) de agua, un 0,2% más que en la anterior encuesta, realizada en 2018. Aproximadamente, las tres cuartas partes (3.178 hm3) fueron volúmenes de agua registrada, es decir, medidos por los contadores de los usuarios. El resto (1.065 hm3) fueron volúmenes de agua no registrados (no medidos o estimados mediante aforos). El agua no registrada se desagrega en pérdidas reales y aparentes. Las pérdidas reales (fugas, roturas y averías en la red de suministro) se estimaron en 652 hm3, lo que supuso un 15,4% del total de agua suministrada a dichas redes. Por su parte, las pérdidas aparentes (errores de medida, fraudes y consumos autorizados no medidos) fueron de 413 hm3.
El consumo de cada planta desaladora varía entre los 50 kWh/m3 (las antiguas, que utilizan técnicas de evaporación) y los 3 KWh/m3 (las que utilizan ósmosis inversas). La energía puede suponer entre un 40 y un 60% de los costes de producción de agua desalada.
El agua desalada contiene muy pocas sales, sería equivalente a un agua mineral de muy baja mineralización. En las instalaciones para agua potable se remineraliza el agua (añadiendo calcio y CO2) para corregir su pH y que tenga exactamente las características recomendadas por la regulación de agua potable en la Unión Europea. Este proceso es necesario porque el agua, nada más ser desalada, no es potable. El agua a la salida de membranas tiene un pH bajo y demasiadas pocas sales. Una vez remineralizada a la salida de la planta, es simplemente un agua potable de altísima calidad.
El Gobierno presupuestó en 2022 127,5 millones de euros para aumentar un 25% la capacidad de desalinización de las plantas del sureste de España, con ampliaciones de cinco de las 11 principales desaladoras de mar entre la Comunidad Valenciana, Murcia y Andalucía y nuevas plantas.
También Cataluña y Baleares, que gestionan sus propias plantas, tienen planes para aumentar su capacidad antes de 2027. Incluso Cataluña pretende invertir 176 millones para doblar su capacidad en cinco años, según la empresa pública Aguas de las Cuencas Mediterráneas (Acuamed).
Un alto consumo de electricidad
El alto consumo de energía es la principal barrera para la expansión de la tecnología de ósmosis inversa para desalinizar agua de mar, según el informe, "A comprehensive review of energy consumption of seawater reverse ósmosis desalination plants". El análisis muestra que cuanto mayor es el tamaño de las plantas desaladoras, más posibilidad hay de incorporar medidas de eficiencia energética e incluso dispositivos de recuperación de energía isobáricos.
Hay iniciativas de optimización energética, como el proyecto Life Hyreward, que lidera Sacyr Agua mediante la combinación del proceso de ósmosis inversa y la electrodiálisis inversa o RED (reverse electrodialysis). El proceso híbrido propuesto permitirá recuperar hasta un 20% de la energía utilizada en el proceso de ósmosis inversa y reducir la salinidad de la salmuera antes de su vertido al mar.
Otra opción, mucho más eficiente, es la reutilización de agua potable. Según el estudio 'Modeling the energy consumption of potable water reuse schemes', la reutilización potable de aguas residuales municipales es a menudo la opción de energía más baja para aumentar la disponibilidad de agua dulce.
La reutilización potable requiere mucha menos energía que la desalinización del agua de mar y, con unas pocas inversiones en eficiencia energética, los esquemas completos de reutilización potable podrían operar con un consumo específico de energía eléctrica de menos de 1 kWh/m3, señala el estudio.
Si bien regiones como la Comunidad Valenciana, la Región de Murcia o las islas tienen altísimas tasas de reutilización próximas al 80-90%, a nivel nacional queda mucho por hacer, ya que no se reutiliza más de un 10-12% de todas las aguas residuales tratadas.
Según la Asociación Internacional de Desalación (IDA), en 2022 existían unas 18.000 plantas desaladoras en todo el mundo con una capacidad operativa de casi 80 millones de metros cúbicos de agua por día (m³/día). En cuanto a la localización, según el Instituto Español de Comercio Exterior (ICEX), se concentran mayoritariamente en Oriente Medio, donde países como Arabia Saudí, Emiratos Árabes Unidos, Israel, Kuwait y Qatar concentran un tercio de las instalaciones de todo el mundo. Los países árabes, mediterráneos y del norte de África concentran no solo las mayores plantas desaladoras del mundo, sino también los mayores proyectos de desalación, en opinión de Araceli Iniesta Alonso-Sañudo, responsable del sector del agua en ICEX. También destaca Estados Unidos, con el 10% del total, y España con el 5,7% y más de la mitad de las desaladoras de Europa, en el cuarto lugar en cuanto a capacidad instalada. Además, según el Banco Interamericano de Desarrollo (BID), en los últimos años América Latina y el Caribe (ALC) se ha convertido en uno de los mayores mercados emergentes de desalinización. Sin embargo, todas estas plantas solo satisfacen entre el 1 y el 3% de las necesidades mundiales de agua potable.
España, pionera en el proceso de desalinización del agua -la primera planta desalinizadora de Europa se instaló en Lanzarote en 1964- cuenta con más de cincuenta años de experiencia en este ámbito, lo que la ha convertido en uno de los líderes mundiales, tanto por su capacidad instalada -quinto a nivel mundial- como por la pujanza de su industria, con empresas de diseño, construcción y explotación, consultoras, proveedores y centros de investigación. A través del Programa AGUA (Acciones para la Gestión y Uso del Agua) promovido por el gobierno en 2004, España adoptó un nuevo enfoque de política del agua más acorde con la Directiva Marco del Agua (Directiva 2000/60/CE) donde la desalinización del agua era un pilar clave. Era una clara apuesta por la desalación como estrategia imprescindible para solucionar los problemas derivados del déficit de recursos hídricos en el litoral mediterráneo español y, además, una gran oportunidad para las empresas españolas de construir grandes plantas desaladoras tanto dentro como fuera del país.
Según la Asociación Española de Desalación y Reutilización (AEDyR), España produce actualmente alrededor de 5.000.000 m³/día de agua desalada, utilizada para consumo humano, riego y fines industriales. Hay un total de 765 plantas desaladoras en el país, de las cuales 360 son plantas desaladoras de agua de mar y 405 son plantas desaladoras de agua salobre. En cuanto a su producción, 99 son de gran capacidad, es decir, tienen una producción de entre 10.000 y 250.000 m³/día, 450 son de mediana capacidad (entre 500 y 10.000 m³/día) y 216 son de pequeña capacidad (entre 100 y 500 m³/día). /día de producción).
La empresa ACCIONA es líder indiscutible en desalación en Oriente Medio, con la construcción de seis plantas desaladoras en Arabia Saudí, tres de las cuales ya han sido finalizadas ( Al Khobar-1 y Al Khobar-2 y Shuqaiq 3 )., además de dos plantas desaladoras en Emiratos Árabes Unidos ( Fujairah y Jebel-Ali ) y en Qatar ( Umm Al Houl 1 y 2 y Ras Abu-Fontas ), otra planta desaladora en Hong Kong ( Tseun Kwan O ) y la de Los Cabos Proyecto de planta desalinizadora en México. ACCIONA ya está desalinizando más de 5,5 millones de m 3 /día con más de 85 plantas construidas en todo el mundo y proporcionando agua potable a más de 28 millones de personas.
ACCIONA, líder mundial en soluciones para el agua, no solo impulsa la digitalización mediante el uso de gemelos digitales, realidad aumentada, inteligencia artificial, IoT o machine learning, sino que también ha hecho de la tecnología de ósmosis inversa, la tecnología más extendida, representando alrededor de 71 % de la tecnología a nivel mundial y con 6,5 veces menos emisiones de gases de efecto invernadero que los procesos de desalación térmica. Esta tecnología se combina con procesos de pretratamiento como la ultrafiltración– ampliamente utilizado – para obtener agua de alta calidad, eliminando todos los sólidos en suspensión, bacterias y virus, y contribuyendo así a mejorar el rendimiento de las membranas de ósmosis inversa.
Por otro lado, desde los años 80 GS Inima opera activamente en el sector de la desalación. La compañía cuenta con más de treinta plantas desaladoras con una capacidad de más de 10.000 m 3 /día y una capacidad total instalada de más de 1,5 millones de m 3 /día, que abastecen de agua a una población total de más de siete millones. Entre sus proyectos más importantes se encuentran la desaladora de Atacama (Chile), puesta en marcha en marzo de 2021, la desaladora de Ensenada (México), Barka V y Ghubrah III en Omán, ambas bajo un modelo BOO (build, own, operator), y Daesan, la primera planta de gran capacidad en Corea del Sur, adjudicada en 2021.
En este pool de empresas españolas líderes en el mercado de la desalación también se encuentra Tedagua, que cuenta con más de veinte años de experiencia en el diseño, construcción, operación y mantenimiento de todo tipo de plantas convencionales, desde desaladoras construidas para complejos hoteleros o pequeñas granjas en Canarias Islas, como la desaladora de Salto de Chira, las grandes desaladoras de agua de mar como Escombreras en España con una capacidad de 63.000 m 3 /día, o las de Provisur en Perú, Tuas III en Singapur, Beni-Saf en Argelia, Spence en Chile o Magtaa, la mayor desaladora de África. En total, Tedagua ha diseñado y construido más de 100 plantas desaladoras, que suman un total de más de 1.500.000 m 3 /día de capacidad desaladora.
Otra empresa española con una fuerte presencia en el ámbito de la desalación es Almar Water Solutions, cuyo equipo cuenta con una dilatada experiencia en este sector. Además de su proyecto más emblemático, la desaladora de Shuqiaiq 3, adjudicada a un consorcio formado por Almar Water Solutions, ACCIONA, Marubeni Corporation y Rawafid Alhadarah Holding Co, cuenta con plantas de menor tamaño en Latinoamérica y el norte de África con una producción que oscila entre los 75 m 3 /día a 35.000 m 3/día que son igual de importantes, ya que producen agua para llevar a cabo los procesos productivos de muchas empresas y sus actividades, que de otro modo no sería posible.
En los últimos años ha prosperado el desarrollo de nuevas tecnologías para la desalación mediante membranas. Soluciones de agua de DuPont, empresa americana con una importante presencia en España, cuenta con una dilatada experiencia en este ámbito, con más de un millón de membranas instaladas en todo el mundo. Destacan la planta de Torrevieja con más de 25.000 membranas y la planta de Águilas con más de 20.000 membranas, que llevan más de siete años en funcionamiento sin necesidad de reposición; la planta de Khor Fakkan en Emiratos Árabes Unidos, con más de 1.700 membranas (operando durante ocho años sin necesidad de reposición) y las Plantas Desaladoras de Agua de Mar de Perth y Southern en Australia, con más de 18.000 membranas cada una, que han estado operando durante más de diez y nueve años respectivamente, sin reemplazo de membranas. Entre todas las tecnologías de membranas disponibles, destacan por su innovación las membranas DRY (dry test) para agua de mar y las membranas FilmTec™ Seamaxx™ , que permiten desalar el agua de mar consiguiendo el máximo ahorro energético. De manera similar, la tecnología DuPont™ B-Free™ , posiblemente la tecnología más innovadora del mercado actual, es un pretratamiento innovador que se encuentra entre la ultrafiltración y la ósmosis inversa y ha sidoprobado con éxito en la desaladora de Maspalomas I de Elmasa en Canarias: “Consigue proteger las membranas de ósmosis inversa del biofouling, eliminando prácticamente las limpiezas químicas en ósmosis inversa, y por tanto aumentando la vida útil de las membranas, además de reducir las paradas en la planta y aumentar su productividad.
Las sinergias entre agua y energía son uno de los factores clave en el progreso de la desalación. La empresa suiza ABB, que también tiene presencia en España, es un líder tecnológico que impulsa la transformación digital de la industria y que impulsará el proyecto de desalinización de agua de mar más grande del mundo en Abu Dhabi. La empresa se especializa en variadores de velocidad para la industria del agua; su tecnología consigue un ahorro energético de entre un 20% y un 60% en las plantas desaladoras, así como una reducción considerable de los costes de mantenimiento.
Dentro de este nexo agua-energía, el proyecto MIDES, liderado por Aqualia, pretende transformar la desalación desarrollando un proceso sostenible para la producción de agua potable a partir de agua de mar con un bajo consumo energético. Utiliza tecnología basada en una celda de desalinización microbiana (MDC) que permite desalar sin fuente de alimentación externa, utilizando materia orgánica de aguas residuales como fuente de energía.
Además de esta línea de investigación, a principios de 2020 Aqualia adquirió el 51% de HAAISCO (Haji Abdullah Alireza Integrated Services Ltd.) al grupo saudí Haji Abdullah Alireza, responsable de la operación y mantenimiento de varias plantas desaladoras en Arabia. Incluyen la planta del Aeropuerto Internacional Rey Abdulaziz en Jeddah, la planta desalinizadora de agua de mar por ósmosis inversa de la Universidad KAUST en Thuwal, la planta desalinizadora MED (destilación multiefecto) en Rabigh, y la operación y mantenimiento de la planta desalinizadora y el sistema de distribución de agua potable en el área industrial de Jizan (Jizan City for Primary and Downstream Industries - JCPDI) en el sudoeste de Arabia, elevando el número total de instalaciones gestionadas por la empresa en todo el mundo a 26.
De hecho el consumo energético se ha reducido mucho en los últimos años: Frente a los más de 20 Kwh/m 3 de las primeras desaladoras de España (por tecnología de evaporación) en los años 70, el consumo ha sido reducido a valores actuales inferiores a 2,5-3 Kwh/m 3 o, en valores un poco más comprensibles, el consumo energético asociado a la producción de agua desalada que necesitaría una familia de cuatro para cubrir sus necesidades de agua potable durante un año , es menor que el consumo de energía de su refrigerador durante ese año.
Los datos del INE
El Instituto Nacional de Estadística nos ofrece estos datos, del periodo comprendido entre 2000 y 2020, del suministro de agua a las redes de distribución en España a partir de las aguas superficiales, las aguas subterráneas y la obtenida de las desaladoras. Las cantidades se expresan en hectómetros cúbicos. Aquí no se incluye gran parte del agua de riego.
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