Wraz z pogłębiającym się deficytem słodkiej wody na znaczeniu zyskuje przemysłowe wykorzystanie w chłodzeniu wody morskiej. W przyszłości być może trzeba będzie sięgnąć także po zasoloną wodę z wyrobisk kopalnianych. W obu przypadkach niezbędna jest specjalistyczna armatura, przeznaczona do pracy w ekstremalnych warunkach. Polskie firmy produkują ją od dziesięcioleci.
Mówimy tu przede wszystkim o całej gamie produktów z komponentami z brązu, co gwarantuje długą żywotność w kontakcie z agresywnym środowiskiem zasolonym. Dziś rozwiązania takie wykorzystują nie tylko energetyka, petrochemia czy przemysł stoczniowy, ale także centra danych i serwerownie.
– To jedna z naszych kluczowych i stale rozwijanych grup produktów. Zaczynaliśmy od rozwiązań dla przemysłu stoczniowego, stopniowo rozbudowując ofertę i co za tym idzie, poszerzając rynek odbiorców. W konsekwencji od ćwierć wieku dostarczamy specjalistyczną armaturę dostosowaną do pracy w zasolonym środowisku, w tym przede wszystkim zawory i przepustnice. Już nie tylko takie, które działają w trybie otwórz/zamknij, ale również te mogące regulować przepływ cieczy roboczej – podkreśla Marek Felsztyński, prezes zarządu spółki Zetkama.
Na rynku spotykamy różne rozwiązaniami chłodzenia wodą morską.
W przypadku serwerowni o miano najlepszego rozwiązania walczą dwa modele chłodzenia. Pierwszy rodzaj instalacji to układ pośredni. – Woda morska przepływa przez wymiennik ciepła, chłodząc oddzielny, zamknięty obieg wody słodkiej doprowadzony do serwerowni; woda morska nie ma bezpośredniego kontaktu z instalacją elektroniczną. Z kolei w drugim rodzaju instalacji, zwanym bezpośrednim, szczelna, wypełniona azotem kapsuła z serwerami jest zanurzona w morzu, a jej obudowa pełni funkcję wymiennika ciepła (chłodzenie przez konwekcję, bez klimatyzatorów i agregatów chłodniczych) – przybliżył zagadnienie Robert Wojtynek.
Armatura Zetkamy przeznaczona jest przede wszystkim do wykorzystania w części naziemnej i przybrzeżnej w instalacjach pośrednich, do których zaliczamy stacje pomp, wymienniki onshore czy rozdzielacze.
W Skandynawii dobrym przykładem ciekawych rozwiązań w zakresie chłodzenia wodą morską jest działanie instalacji Hamina, należącej do Google. Całość działa od 2011 roku. – Nadal są to jednak jednostkowe instalacje – przekonuje Robert Wojtynek. Patrząc bardzo realistycznie: w skali globalnej wykorzystanie instalacji chłodzenia wodą morską w data center to dziś bardzo drobny fragment rynku.. – W przypadku zdecydowanej większości planowanych DC chłodzenie wodą morską geograficznie nie ma zastosowania. To nie jest kwestia konkurencji technologicznej, tylko fizycznej lokalizacji. Z dużym prawdopodobieństwem możemy jednak założyć, że z czasem udział takich rozwiązań będzie rosnąć – wyjaśnia Wojtynek.
W Europie dramatycznie niskie stany większości rzek być może faktycznie w najbliższych miesiącach i latach przesuną zainteresowanie inwestorów w kierunku wykorzystania słonych wód podziemnych. – Zanim jednak do tego dojdzie, zauważamy rosnące zainteresowanie odchodzeniem w projektach od klasycznych wież chłodniczych z odparowaniem i zwracanie się w stronę zamkniętych obiegów. To doskonały sposób na zauważalne ograniczanie rocznego zużycie wody – stwierdza prezes Falsztyński i dodaje: – Innym rozwiązaniem, również atrakcyjnym z punktu widzenia producenta armatury, jest zmiana źródła wody. Zarówno w przemyśle, jak energetyce czy też centrach danych. Tutaj stałyby się nim nie rzeki i studnie głębinowe, ale oczyszczalnie ścieków.
Nie tylko w Polsce
Zgodnie z danymi Najwyższej Izby Kontroli w latach 2020–2023 śląskie kopalnie wprowadziły do dorzecza Wisły aż 469 mln m³ zasolonych wód, a do dorzecza Odry 264,5 mln m³. Warto zwrócić uwagę, że jak podkreślają autorzy raportu, średnie zasolenie wód zrzucanych przez kopalnie wynosi około 8 g/l, co sprawia, że rzeki w Polsce bywają bardziej słone niż Morze Bałtyckie, którego średnie zasolenie wynosi ok. 7 g/l.
Tymczasem według Unijnego Wspólnego Centrum Badawczego problem zasolenia dotyczy około połowy kontynentalnej sieci rzecznej, a w 2 proc. ogółu zasolenie znacznie przekracza międzynarodowe normy ochrony życia wodnego. Bezpośrednią konsekwencją zasolenia wód w dorzeczu Odry są powtarzające się zakwity złotej algi. Naukowcy zwracają jednak uwagę, że zasolenie rzek może być również potencjalnym problemem dla rolnictwa i ludzkiej konsumpcji. Słona woda wykorzystywana do nawadniania, chłodzenia i produkcji przemysłowej stwarza natomiast ryzyko wystąpienia korozji, problemów technicznych oraz wtórnego zasolenia gleb i wód[1]. Jej przemysłowe wykorzystanie w procesach chłodzenia, co prawda nie rozwiązuje problemu, ale może w zauważalny sposób zmniejszyć wielkość słonych zrzutów do rzek.
– To też bardzo ciekawe wyzwanie technologiczne i operacyjne. Zetkama ma niezbędną armaturę, która mogłaby znaleźć zastosowanie w realizacji takich przedsięwzięć – przekonuje Robert Wojtynek.
Nie ulega wątpliwości, że woda morska czy ta pochodząca z wyrobisk kopalnianych, również ze względu na specjalistyczną armaturę niezbędną do jej odsalania lub bezpośredniego wykorzystania w instancjach przemysłowych, będzie droższa od wody, którą dzisiaj mamy w kranach. Warto jednak zwrócić uwagę, że w sierpniu tego roku 625 z 2479 gmin w Polsce ogłosiło apele i alarmy w sprawie ograniczenia zużycia wody. Wody brakowało między innymi w województwach kujawsko-pomorskim, mazowieckim, lubelskim oraz łódzkim[2].
Bezcenne doświadczenie ze statków
Przemysł stoczniowy od dziesięcioleci funkcjonuje w środowisku, w którym kontakt instalacji ze słoną wodą jest codziennością. – Woda morska wykorzystywana jest m.in. w układach chłodzenia, instalacjach balastowych i systemach przeciwpożarowych. Z tego względu branża ta wypracowała rozwiązania materiałowe i konstrukcyjne, które mogą dziś stanowić ważny punkt odniesienia również dla innych sektorów coraz częściej mających do czynienia z wodą o podwyższonym zasoleniu – przypomina Robert Wojtynek.
W przemyśle stoczniowym szczególną uwagę zwraca się na właściwy dobór materiałów zaworów, przepustnic, zasuw, korpusów, uszczelnień, złączy i elementów wykonawczych. Oddziaływanie wody morskiej i atmosfery morskiej może dotyczyć zarówno zewnętrznych części armatury, jak i elementów mających bezpośredni kontakt z medium. Niewłaściwy dobór materiałów może prowadzić m.in. do korozji gniazda, grzybka czy elementów prowadzących, a tym samym wpływać na prawidłowe działanie armatury. W zależności od warunków pracy stosowane są materiały o podwyższonej odporności korozyjnej, m.in. stopy miedzi i brązu oraz odpowiednio dobrane stale wysokostopowe, w tym superduplex. – To budowane przez dziesięciolecia w relacjach ze stoczniami doświadczenie w projektowaniu, produkcji i serwisowaniu rozwiązań przeznaczonych do zastosowania w słonym środowisku, daje nam dzisiaj możliwość oferowania rozwiązań dla dosłownie każdej branży, które zakłada stosowanie słonej wody, bez względu na jej pochodzenie i rodzaj procesu technologicznego w którym ma być wykorzystana – podsumowuje Marek Felsztyński.
[1] https://wodnesprawy.pl/zasolenie-rzek-w-europie-polska-wsrod-hotspotow/
[2] https://biznes.newseria.pl/news/polska-zmaga-sie-z,p1263860999
