پیشنهادی برای جبران خشکسالی در ایران

خشکسالی به‌معنای کاهش بارندگی در یک منطقه نسبت به میانگین بلندمدت است که می‌تواند منجر به کمبود منابع آبی، کاهش محصولات کشاورزی، نابودی پوشش گیاهی و فشار به زندگی انسان‌ها و اکوسیستم‌ها شود؛ می‌باشد. ایران با میانگین بارندگی سالانه حدود ۲۵۰ میلی‌متر (یک‌سوم میانگین جهانی) یکی از کشور‌های خشک و نیمه‌خشک جهان به‌شمار می‌آید. ۸۵٪ از خاک ایران در اقلیم خشک و نیمه‌خشک قرار دارد. میانگین تبخیر سالانه بیش از ۲۵۰۰ میلی‌متر است (۱۰ برابر بارندگی).

دلایل خشکسالی در ایران

۱) تغییرات اقلیمی: گرم شدن کره زمین باعث تغییر الگو‌های بارندگی شده و دوره‌های خشک، طولانی‌تر می‌شوند. افزایش دما تبخیر را بیشتر و ذخیره برف و یخ را کمتر کرده است.

۲) مدیریت نادرست منابع آب: برداشت بی‌رویه از منابع آب زیرزمینی (نقریبا سه برابر استاندارد جهانی). توسعه ناپایدار کشاورزی آبی در مناطق خشک. ساخت سد‌های بی‌رویه که مانع تغذیه سفره‌های زیرزمینی شده‌اند.

 ۳) کاهش بارندگی و تغییر الگو‌های بارش: بارندگی به‌صورت نقطه‌ای و سیلابی شده که اثر کمتری در ذخیره منابع آب دارد. کاهش بارش برف در کوهستان‌ها، که منابع اصلی رودخانه‌ها را تغذیه می‌کردند.

۴) افزایش جمعیت و مصرف آب: رشد جمعیت و شهرنشینی باعث افزایش مصرف آب خانگی و صنعتی شده است. بسیاری از شهر‌ها مانند اراک، قم، مشهد، اصفهان و تهران در مناطق خشک با منابع محدود بنا شده‌اند.

۵) نابودی پوشش گیاهی و جنگل‌ها: تخریب جنگل‌ها و مراتع باعث افزایش روان‌آب و کاهش جذب آب در خاک می‌شود. فرسایش خاک، کاهش تغذیه آبخوان‌ها را در پی دارد.
۶) تغییر کاربری اراضی و حفر چاه‌های غیرمجاز: حدود ۷۰۰ هزار حلقه چاه غیرمجاز در ایران فعال است. برداشت بی‌رویه باعث فرونشست زمین در بیش از ۲۰ استان کشور شده است. 

از مهم‌ترین مناطق بحران‌زده می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: خشکسالی و بحران کم آبی در استان‌های سیستان و بلوچستان، خوزستان، کرمان، یزد، خراسان جنوبی، اصفهان، مرکزی و قم و بعضی مناطق دیگر همچون قسمت‌هایی از استان فارس، خشک‌سالی مزمن، بی‌آبی روستاها، منابع زیرزمینی در حال خشک‌شدن، آلودگی آب و کمبود شدید در فصول گرم، کاهش شدید سفره‌های آب زیرزمینی، وجود دارد.

تکنولوژی هیدروپنل‌ها (Hydropanel) می‌توانند یک راهکار مکمل، نه جایگزین کامل برای تأمین آب در ایران باشند. این فناوری می‌تواند آب آشامیدنی ما را از هوای رقیق به دست آورد.

هیدروپنل‌ها دستگاه‌هایی هستند که با استفاده از انرژی خورشیدی، بخار آب موجود در هوا را جذب کرده و به آب آشامیدنی سالم و تمیز تبدیل می‌کنند. این آب از طریق سیستم فیلتراسیون، تصفیه و سپس معدنی‌سازی می‌شود. این فناوری برای روستاها، عشایر، مناطق مرزی، یا حتی پناهگاه‌های اضطراری (مثل زلزله یا سیل) بسیار مفید است. اگر با پشتیبانی دولتی و داخلی‌سازی همراه شود، می‌تواند بخشی از معضل بی‌آبی کشور را کاهش دهد.

تکنولوژی هیدروپنل (Hydropanel) یکی از نوآورانه‌ترین فناوری‌های قرن ۲۱ در حوزه تولید آب آشامیدنی است که بدون نیاز به منبع آب سنتی (چاه، لوله‌کشی یا بارندگی) کار می‌کند. این فناوری در اصل یک سیستم تولید آب از رطوبت هوا است. مانند بشکه‌های باران و سایر سیستم‌های مدیریت آب‌های سطحی، هیدروپنل‌ها آب را بدون تخلیه آب‌های زیرزمینی، سفره‌های آب زیرزمینی و چاه‌ها جمع‌آوری می‌کنند. یک تفاوت قابل توجه وجود دارد. در حالی که بشکه‌های باران و سایر وسایل آبیاری در درجه اول برای باغبانی و سایر کاربرد‌های غیر آشامیدنی استفاده می‌شوند، هیدروپنل‌ها آب آشامیدنی سالم و تمیز تولید می‌کنند. صرف نظر از این، همه اینها راه‌هایی برای محافظت از منبع آب فعلی هستند که در قلب حفاظت از آب قرار دارد. 

هیدروپنل‌ها دارای فیلتر‌های هوا در کنار خود هستند که هوای اتمسفر را جذب می‌کنند و این هوا توسط یک ماده جاذب رطوبت (ماده‌ای جاذب رطوبت) جذب و جمع‌آوری می‌شود.

انرژی خورشیدی که برای تأمین انرژی پنل، خارج از شبکه استفاده می‌شود، بخار آب را به آب مایع خالص تبدیل می‌کند که در یک مخزن جمع‌آوری می‌شود. سپس آب خالص با کلسیم و منیزیم اضافه شده، که برای بدن حیاتی هستند و به افزایش طعم آب کمک می‌کنند، معدنی می‌شود. به طور متوسط، هر یک از هیدروپنل‌ها روزانه دو تا پنج لیتر آب تولید می‌کنند. سپس آب تولید شده از هیدروپنل‌ها با استفاده از یک پمپ آب داخلی که با انرژی خورشیدی کار می‌کند، پمپ می‌شود و به یک دستگاه پخش کننده هدایت می‌گردد که در آنجا می‌توان با استفاده از یک بطری قابل استفاده مجدد آن را جمع‌آوری کرد.

هیدروپنل‌ها دارای حسگر‌هایی هستند که کیفیت آب تولید شده را رصد و بهینه می‌کنند. آب تولید شده توسط هیدروپنل‌ها به شرایط آب و هوایی محلی، عمدتاً رطوبت نسبی و انرژی خورشیدی، بستگی دارد.

این پنل‌ها دارای طول عمر ۱۵ سال هستند و می‌توانند با تأمین آب آشامیدنی تمیز و پایدار از جو، به طور مؤثر در خدمت جوامع باشند. هیدروپنل‌ها فرصت‌های بی‌نظیری را برای ارائه تأثیرات مثبت اجتماعی، زیست‌محیطی و اقتصادی ارائه می‌دهند. این فناوری آب تجدیدپذیر با انرژی سبز کار می‌کند، نیاز به پلاستیک یکبار مصرف را از بین می‌برد و قادر است آب آشامیدنی با کیفیتی را برای جوامع فراهم کند. یکی از شرکت‌های پیشرو در این زمینه، شرکت Source Global (سورس گلوبال) در آمریکاست. فناوری هیدروپنل یک راه‌حل پایدار است که با استخراج بخار آب از هوا با استفاده از انرژی خورشیدی، آب آشامیدنی تولید می‌کند. این پنل‌ها که شبیه پنل‌های خورشیدی هستند، هوای محیط را به درون خود می‌کشند، بخار آب آن را از طریق یک ماده جاذب رطوبت جذب می‌کنند و سپس با استفاده از گرمای خورشید، بخار را به آب مایع تبدیل می‌کنند. سپس آب با کلسیم و منیزیم برای طعم و فواید سلامتی معدنی می‌شود و برای مصرف ذخیره می‌گردد. این دستگاه برای تأمین آب آشامیدنی تمیز برای افرادی که به آن دسترسی ندارند طراحی شده است. این دستگاه اساساً یک رطوبت‌گیر خورشیدی با سیستم فیلتر پیشرفته است، بنابراین شما آب تمیز می‌نوشید. هیدروپنل‌ها آب آشامیدنی تمیز را برای جوامع، اردوگاه‌های پناهندگان، ادارات دولتی، هتل‌ها، بیمارستان‌ها، مدارس، رستوران‌ها و خانه‌ها در سراسر جهان فراهم می‌کنند. 

مزایای فناوری هیدروپنل

۱) مستقل از زیر ساخت است و نیازی به شیکه برق و لوله کشی ندارد. آب سالم و تمیز و بدون آلاینده‌های نیتراتی، باکتری و فلزات سنگین، سبز و پایدار، بدون آلایندگی محیط زیست، بما می‌دهد. فناوری هیدروپنل، خودکفاست یعنی با استفاده از انرژی خورشیدی کار میکند و بخصوص برای مناطق روستایی و صعب العبور و دور افتاده و خشک و فاقد آب مناسب است. در فناوری هیدروپنل در شرایط استاندارد (رطوبت نسبی ۲۰ تا ۷۰ درصد و نور مناسب خورشید)، هر پنل می‌تواند ۲ تا ۵ لیتر آب در روز تولید کند. معمولاً برای خانواده‌ای ۴ نفره، نصب ۲ تا ۴ پنل کافی است. نمونه تجاری فناوری هیدروپنل SOURCE Hydropanel (قبلاً Zero Mass Water) می‌باشد. این مدل معروف‌ترین نمونه‌ی بازار است، زیرا: ۱) طراحی مقاوم در برابر آب و هوا ۲) طول عمر حدود ۱۵ سال، ۳) قابلیت نصب بر سقف یا زمین، ۴) ظرفیت تولید ۱۰ لیتر آب آشامیدنی در روز (مدل‌های دو پنلی).

محدودیت‌ها و چالش‌ها فناوری هیدروپنل:

 ۱) هزینه بالا: قیمت تقریبی هر پنل در حال حاضر هیدروپنل‌های شرکت Source بسیار گران هستند و هر پنل قیمتی در حدود ۴۰۰۰ دلار داشته و ۵۰۰ دلار نیز هزینه نصب آن است. طبق گفته مهندسین، هر پنل می‌تواند حداقل ۱۰ سال عمر مفید داشته باشد. اگر این هزینه را نسبت با آب تولیدی و زمان مصرف در نظر بگیریم هزینه روزانه هر پنل در حدود ۲۳/۱ دلار و هزینه تولید هر لیتر آب بین ۱۲ تا ۳۰ سنت خواهد بود.

۲) نیاز به نور خورشید کافی: در مناطق بسیار ابری کارایی فناوری هیدروپنل، کاهش می‌یابد.

۳) محدودیت تولید در رطوبت بسیار پایین: در مناطقی با رطوبت زیر ۱۵ درصد کارایی هیدروپنل، بسیار کم می‌شود.

۴) تحریم‌ها: ممکن است واردات مستقیم این تجهیزات بعلت تحریم ها، با مانع مواجه شود.

۵) نیاز به نگهداری دوره‌ای: مانند تعویض فیلتر، تمیزکاری پنل‌ها، کنترل الکترونیک.

پیشنهادات عملی برای پیاده‌سازی طرح هیدروپنل در ایران

 ۱) پایلوت روستایی: نصب نمونه‌ای در روستا‌های منتخب سیستان، یزد یا جنوب خراسان.

 ۲) همکاری با شرکت‌های دانش‌بنیان داخلی: برای ساخت نمونه مشابه بومی.

۳) استفاده از خیرین، نهاد‌های غیردولتی و هلال‌احمر: برای تأمین مالی اولیه.

۴) تهیه نسخه ایرانی‌سازی‌شده: با کاهش هزینه، طراحی ساده‌تر و مواد بومی.

۵) حمایت وزارت نیرو و سازمان محیط زیست: برای توسعه این فناوری در مناطق خشک.

• کارشناس انرژی