การกลั่นน้ำทะเลด้วยพลังงานความร้อนใต้พิภพหมายถึงกระบวนการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพในการขับเคลื่อนกระบวนการเปลี่ยนน้ำเค็มให้เป็นน้ำจืด กระบวนการนี้ถือว่ามีประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ และถึงแม้ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมโดยรวมจะยังไม่แน่นอน แต่ก็มีศักยภาพที่จะเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าเมื่อเทียบกับวิธีการกลั่นน้ำทะเลแบบดั้งเดิม^{[ 1 ]}โรงงานกลั่นน้ำทะเลด้วยพลังงานความร้อนใต้พิภพประสบความสำเร็จแล้วในหลายภูมิภาค และมีศักยภาพในการพัฒนาต่อไปเพื่อให้สามารถใช้กระบวนการนี้ในภูมิภาคที่ขาดแคลนน้ำได้มากขึ้น^{[ 2 ]}

การกลั่นน้ำทะเลเป็นกระบวนการกำจัดแร่ธาตุออกจากน้ำทะเลเพื่อเปลี่ยนให้เป็นน้ำจืด การกลั่นน้ำทะเลแบ่งออกเป็นสองประเภทตามกระบวนการ ได้แก่ กระบวนการที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานความร้อนและกระบวนการที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานกล^{[ 3 ]}การกลั่นน้ำทะเลด้วยพลังงานความร้อนใต้พิภพใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นแหล่งพลังงานความร้อนเพื่อขับเคลื่อนกระบวนการกลั่นน้ำทะเล

การกลั่นน้ำทะเลด้วยความร้อนใต้พิภพมีสองประเภท ได้แก่ แบบตรงและแบบอ้อม^{[ 1 ] [ 3 ]}การกลั่นน้ำทะเลด้วยความร้อนใต้พิภพแบบตรงจะให้ความร้อนแก่น้ำทะเลจนเดือดในเครื่องระเหย จากนั้นจึงถ่ายเทไปยังเครื่องควบแน่น^{[ 4 ]}ในทางตรงกันข้าม การกลั่นน้ำทะเลด้วยความร้อนใต้พิภพแบบอ้อมจะแปลงพลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นไฟฟ้า ซึ่งจะนำไปใช้ในการกลั่นน้ำทะเลด้วยเมมเบรน^{[ 4 ]}หากใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพแบบอ้อม จะสามารถนำไปใช้ผลิตไฟฟ้าสำหรับกระบวนการกลั่นน้ำทะเลได้ รวมถึงไฟฟ้าส่วนเกินที่สามารถนำไปใช้กับผู้บริโภคได้^{[ 5 ]}ในทำนองเดียวกัน หากใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพแบบตรง พลังงานความร้อนใต้พิภพส่วนเกินสามารถนำไปใช้ขับเคลื่อนกระบวนการทำความร้อนและทำความเย็นได้^{[ 5 ]}

การใช้ประโยชน์จากการกลั่นน้ำทะเลด้วยความร้อนใต้พิภพอย่างหนึ่งคือการผลิตน้ำจืดสำหรับการเกษตร^{[ 6 ]}ตัวอย่างหนึ่งของการประยุกต์ใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพในการเกษตรคือแหล่งความร้อนใต้พิภพ Balcova-Naridere (BNGF) ในประเทศตุรกี^{[ 6 ]}อย่างไรก็ตาม พบว่ามีสารหนูและโบรอน ซึ่งเป็นธาตุที่เป็นพิษสองชนิด ในน้ำจากแหล่งความร้อนใต้พิภพที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้า^{[ 6 ]}นับตั้งแต่มีการก่อสร้างโรงงานกลั่นน้ำทะเลด้วยความร้อนใต้พิภพในภูมิภาคนี้ ธาตุที่เป็นพิษเหล่านี้ได้ปนเปื้อนบ่อน้ำจืด ทำให้ไม่สามารถใช้น้ำนี้ในการเกษตรได้^{[ 6 ]}เนื่องจากการปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อมโดยรอบเพิ่มมากขึ้น โครงการนี้จึงไม่ถือว่าประสบความสำเร็จ^{[ 6 ]}

อีกหนึ่งการใช้งานของการกลั่นน้ำทะเลด้วยพลังงานความร้อนใต้พิภพคือการผลิตน้ำดื่ม ดังที่แสดงให้เห็นโดยโครงการเกาะมิโลสในประเทศกรีซซึ่งอาศัยพลังงานความร้อนใต้พิภพทั้งหมดในการผลิตน้ำจืด^{[ 3 ]}โรงงานแห่งนี้ถูกสร้างขึ้นเนื่องจากพลังงานความร้อนใต้พิภพมีอยู่มากมายในภูมิภาคนี้ เนื่องจากเกาะมิโลสตั้งอยู่ในภูมิภาคภูเขาไฟ ซึ่งทำให้การใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นวิธีที่เหมาะสมในการขับเคลื่อนการกลั่นน้ำทะเล^{[ 3 ]}โรงงานเกาะมิโลสใช้การกลั่นน้ำทะเลแบบตรงและแบบอ้อมร่วมกัน^{[ 3 ]}แตกต่างจากโครงการ BNGF โครงการนี้ถือว่าประสบความสำเร็จเนื่องจากผลิตน้ำดื่มได้โดยไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมด้วยต้นทุนต่ำโดยใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพเพียงอย่างเดียว^{[ 3 ]}

งานวิจัยระบุว่าการกลั่นน้ำทะเลด้วยความร้อนใต้พิภพสามารถนำไปใช้ได้ในบางภูมิภาคที่มีปัญหาการขาดแคลนน้ำเนื่องจากเป็นวิธีการเพิ่มปริมาณน้ำจืดที่มีต้นทุนค่อนข้างต่ำ^{[ 2 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สองภูมิภาคที่มีทรัพยากรความร้อนใต้พิภพมากมายและกำลังประสบปัญหาการขาดแคลนน้ำ ได้แก่แคลิฟอร์เนียและซาอุดีอาระเบีย^{[ 2 ]} เนื่องจากภูมิภาคเหล่านี้มีโรงงานกลั่นน้ำทะเลอยู่แล้ว การนำโรงงานกลั่นน้ำทะเลด้วยความร้อนใต้ พิภพมาใช้จึงค่อนข้างง่าย^{[ 2 ]}

นอกจากนี้ เมื่อเทคโนโลยีการผลิตพลังงานความร้อนใต้พิภพดีขึ้น การกลั่นน้ำทะเลด้วยความร้อนใต้พิภพก็จะสามารถทำได้ในหลายพื้นที่ มากขึ้น ^{[ 2 ]}เทคโนโลยีที่กำลังพัฒนาอยู่ในปัจจุบันจะช่วยให้น้ำร้อนใต้พิภพที่ใช้ในการผลิตพลังงานกลายเป็นน้ำที่ใช้ในการกลั่นน้ำทะเลได้^{[ 2 ]}ซึ่งจะช่วยให้พื้นที่ที่ไม่ได้อยู่ใกล้ทะเลสามารถทำการกลั่นน้ำทะเลด้วยความร้อนใต้พิภพได้ และจะขยายศักยภาพในการกลั่นน้ำทะเลด้วยความร้อนใต้พิภพให้กว้างขวางยิ่งขึ้น^{[ 2 ]}

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมส่วนใหญ่ในกระบวนการแยกเกลือออกจากน้ำด้วยพลังงานความร้อนใต้พิภพนั้นเกิดจากการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพ ไม่ใช่จากกระบวนการแยกเกลือออกจากน้ำเอง การแยกเกลือออกจากน้ำด้วยพลังงานความร้อนใต้พิภพมีทั้งข้อดีและข้อเสียต่อสิ่งแวดล้อม^{[ 1 ]}ข้อดีประการหนึ่งคือพลังงานความร้อนใต้พิภพเป็น ทรัพยากร หมุนเวียนและปล่อยก๊าซเรือนกระจกน้อยกว่าแหล่งพลังงานที่ไม่หมุนเวียน ข้อดีอีกประการหนึ่งต่อสิ่งแวดล้อมคือพลังงานความร้อนใต้พิภพใช้พื้นที่น้อยกว่าเมื่อเทียบกับพลังงานลมหรือพลังงานแสงอาทิตย์^{[ 7 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พื้นที่ที่จำเป็นสำหรับสถานที่แยกเกลือออกจากน้ำด้วยพลังงานความร้อนใต้พิภพนั้นคาดว่าจะอยู่ที่ 1.2 ถึง 2.7 ตารางเมตรต่อพลังงานที่ผลิตได้ 1 เมกะวัตต์^{[ 2 ]}

ข้อเสียด้านสิ่งแวดล้อมประการหนึ่งคือ การกลั่นน้ำทะเลด้วยพลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานสูง การใช้พลังงานมีตั้งแต่ประมาณ 4 ถึง 27 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อตารางเมตรของโรงงานกลั่นน้ำทะเล^{[ 1 ]}นอกจากนี้ นักวิจัยบางคนกังวลว่าเนื่องจากขาดกฎระเบียบเกี่ยวกับ การปล่อย ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO ₂ ) จากโรงงานพลังงานความร้อนใต้พิภพ โดยเฉพาะในสหรัฐอเมริกาจึงมีการปล่อย CO ₂ ที่เป็นอันตรายจำนวนมาก จากโรงงานเหล่านี้ซึ่งไม่ได้ถูกวัด^{[ 8 ]}พบว่าพลังงานความร้อนใต้พิภพปล่อยสารพิษ เช่น ปรอท โบรอน และสารหนู สู่สิ่งแวดล้อม ซึ่งหมายความว่าโรงงานกลั่นน้ำทะเลด้วยพลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นอันตรายต่อสุขภาพของสิ่งแวดล้อมโดยรอบ อย่างไรก็ตาม ผลกระทบระยะยาวต่อสิ่งแวดล้อมของโรงงานกลั่นน้ำทะเลด้วยพลังงานความร้อนใต้พิภพยังไม่ชัดเจน^{[ 8 ]}

พลังงานความร้อนใต้พิภพไม่ขึ้นอยู่กับรอบกลางวันหรือกลางคืนและสภาพอากาศ ซึ่งหมายความว่ามีปัจจัยกำลังการผลิตสูง ซึ่งเป็นการวัดว่าโรงงานทำงานที่กำลังสูงสุดบ่อยแค่ไหน^{[ 7 ]}ทำให้มีแหล่งพลังงานที่เสถียรและเชื่อถือได้^{[ 7 ]}นอกจากนี้ยังหมายความว่าโรงงานผลิตน้ำจืดจากความร้อนใต้พิภพสามารถทำงานได้ในทุกสภาพอากาศและทุกช่วงเวลาของวัน^{[ 7 ]}ในแง่ของกำลังการผลิต สหรัฐอเมริกาอินโดนีเซียฟิลิปปินส์ตุรกีนิวซีแลนด์และเม็กซิโกคิดเป็น 75% ของกำลังการผลิตพลังงานความร้อนใต้พิภพทั่วโลก[ ^{9 ] การ}ผลิตน้ำจืดจากความร้อนใต้พิภพในประเทศเหล่านี้จึงเป็นไปได้ในเชิงเศรษฐกิจมากที่สุด เนื่องจากมีกำลังการผลิตพลังงานความร้อนใต้พิภพสูง^{[ 9 ]}

สำหรับการแยกเกลือออกจากน้ำโดยใช้เมมเบรนโดยเฉพาะ การใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพช่วยลดต้นทุนเมื่อเทียบกับการใช้แหล่งพลังงานอื่น^{[ 2 ]}ทั้งนี้เนื่องจากพลังงานความร้อนใต้พิภพผลิตได้ในต้นทุนที่แข่งขันได้เมื่อเทียบกับแหล่งพลังงานอื่น ๆ รวมถึงเชื้อเพลิงฟอสซิล โดยการศึกษาในปี 2011 ประมาณการต้นทุนไว้ที่ 0.10 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง^{[ 2 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่งกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาได้ประมาณการว่าการแยกเกลือออกจากน้ำโดยใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพสามารถผลิตน้ำจืดได้ในต้นทุน 1.50 ดอลลาร์สหรัฐต่อลูกบาศก์เมตรของน้ำจืด^{[ 2 ]}

ที่มาที่แน่ชัดของการกลั่นน้ำทะเลด้วยพลังงานความร้อนใต้พิภพยังไม่ชัดเจน อย่างไรก็ตาม งานวิจัยในช่วงแรกๆ บางส่วนได้รับการยกย่องให้แก่ Leon Awerbuch นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานด้านการวิจัยและพัฒนาที่Bechtel Groupในขณะนั้น ซึ่งได้เสนอแนวคิดการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพในการกลั่นน้ำทะเลในปี 1972 ^{[ 10 ] [ 11 ]}ในปี 1994 Caldor-Marseille ได้สร้างต้นแบบที่ใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพในการขับเคลื่อนการกลั่น น้ำทะเล ^{[ 12 ]}ต้นแบบนี้สามารถผลิตน้ำจืดได้ไม่กี่ลูกบาศก์เมตรต่อวัน^{[ 12 ]}ในปี 1995 โรงงานต้นแบบการกลั่นน้ำทะเลด้วยพลังงานความร้อนใต้พิภพถูกสร้างขึ้นในตูนิเซียซึ่งเป็นหนึ่งในกรณีแรกๆ ที่มีการบันทึกไว้ของโรงงานกลั่นน้ำทะเลด้วยพลังงานความร้อนใต้พิภพ โรงงานนี้มีกำลังการผลิตน้ำสามลูกบาศก์เมตรต่อวัน ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของชุมชนโดยรอบได้ ต้นทุนของน้ำอยู่ที่ประมาณ 1.20 ดอลลาร์สหรัฐต่อลูกบาศก์เมตร^{[ 13 ]}

• พลังงานความร้อนใต้พิภพ
• การแยกเกลือออกจากน้ำ