Nước ngọt là nhu cầu không thể thiếu được trong đời sống con người. Việc cung cấp đầy đủ nước sạch đảm bảo chất lượng và số lượng luôn là thách thức đối với các quốc gia. Nhu cầu dùng nước trong quá trình phát triển kinh tế xã hội ở Việt Nam đang tăng mạnh. Hiện nay, dân số nước ta đã vượt qua con số 90 triệu người. Theo ước tính, lượng nước ngọt cần dùng vào năm 2020 sẽ là 160 tỷ m3. Mức này gần tương đương với nguồn nước vào mùa khô trên các lưu vực sông của cả nước. Như vậy, việc thiếu nước ngọt đã rất rõ ràng.

Biến đổi khí hậu toàn cầu cũng sẽ ảnh hưởng rõ rệt đến cuộc sống của nhân dân và hệ sinh thái ven biển. 70% dân cư sinh sống gần vùng ven bờ hiện đang đối mặt với các đe dọa không dự báo được của mực nước biển dâng cao và các thiên tai khác. Biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng cao có thể làm tăng các vùng ngập lụt, làm cản trở hệ thống tiêu thoát nước, làm tăng thêm cường độ xói lở tại các vùng ven bờ và nhiễm mặn, dẫn đến gây khó khăn cho hoạt động nông nghiệp và cung cấp nước sinh hoạt... Các hoạt động nghiên cứu và sử dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam hiện nay thường tập trung vào các lĩnh vực như cung cấp nước nóng dùng trong sinh hoạt và phát điện ở quy mô nhỏ như sấy, nấu ăn, chưng cất nước. Việc sử dụng trực tiếp năng lượng mặt trời phục vụ sinh hoạt như chưng cất nước mặn thành nước ngọt là thị trường vẫn đang bỏ ngỏ. Toàn bộ các khu vực ven biển và hải đảo từ miền Trung trải suốt tới miền Nam là vùng đất có thể sử dụng năng lượng mặt trời để cấp nước sinh hoạt trong điều kiện biến đổi khí hậu, cạn kiệt nguồn nước mặt và nước ngầm. Hơn nữa, việc nghiên cứu chế tạo thành công thiết bị chưng cất nước mặn thành nước ngọt sử dụng năng lượng mặt trời với hiệu quả thiết thực góp phần cải thiện chất lượng nước và phục vụ nhu cầu tối thiểu cho người dân tại địa phương.

Xuất phát từ nhu cầu cấp bách từ thực tiễn trên cùng với tiềm năng to lớn về nguồn năng lượng mặt trời cho thấy việc cải tiến và nhân rộng sản xuất bộ lọc nước mặn thành nước ngọt là chiến lược trong “Chương trình Khoa học và Công nghệ phục vụ Xây dựng Nông thôn mới giai đoạn 2011- 2015” trong công tác cung cấp nước sạch cho người dân vùng ven biển và hải đảo. Nhằm xây dựng được mô hình ứng dụng năng lượng mặt trời xử lý nước biển, nước lợ thành nước ngọt đạt chất lượng nước sinh hoạt theo Quy chuẩn QCVN02:2009/BYT phục vụ xây dựng nông thôn mới. Từ kết quả của đề tài NCKH cấp Bộ: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo, lắp đặt và vận hành thiết bị tạo nước ngọt từ nước biển bằng năng lượng mặt trời dùng cho sinh hoạt của quân và dân trên đảo” của TS. Đỗ Anh Tuấn chủ nhiệm đề tài, thực hiện năm 2010-2011 đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn nghiệm thu đạt loại khá, nhóm nghiên cứu do ThS Vũ Chí Linh, Viện Khoa học Thủy Lợi Việt Nam đứng đầu đã đề xuất và được phê duyệt thực hiện dự án: “Xây dựng mô hình ứng dụng năng lượng mặt trời lọc nước biển, nước lợ thành nước ngọt để cấp nước sinh hoạt phục vụ xây dựng nông thôn mới ở xã bãi ngang và hải đảo vùng ven biển Bắc và Bắc Trung Bộ”, công nghệ sử dụng trong dự án cũng đã được Tổng Cục Thủy Lợi - Bộ NN&PTNT công nhận là Tiến bộ kỹ thuật, công nghệ mới theo quyết định số 525/QĐ-TCTL-KHCN ngày 29/7/2014.

Dự án đã chọn 2 mô hình điển hình để trình diễn nhằm nhân rộng khắp cả nước, giải quyết một phần thiếu nước sinh hoạt ở các vùng hải đảo và ven biển, bao gồm: Mô hình tập trung tại xã Giao Xuân, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định: sử dụng sản phẩm để lọc nước lợ phục vụ nước sạch cho nông dân vùng bãi ngang nuôi trồng ngao và mô hình tập trung tại huyện đảo Lý Sơn, tỉnh Quảng Ngãi: sử dụng sản phẩm lọc nước biển phục vụ nước sinh hoạt cho một số trường học tại đảo, nơi thiếu nước ngọt trầm trọng. Hai mô hình này đã được lắp đặt thành công và mang lại kết quả tốt, thiết bị đảm bảo công suất như thiết kế, nước sau khi lọc đảm bảo vệ sinh, an toàn và có thể sử dụng ngay nên được nhân dân nhiệt tình đón nhận.

Theo thuyết minh ban đầu, nhóm thực hiện đã lên phương án cải tiến vật liệu, kích thước, thiết kế để nâng cao hiệu suất thiết bị. Tuy nhiên, trong quá trình thử nghiệm thiết bị đã không cho được hiệu suất tối đa. Do vậy, nhóm thực hiện đã thực hiện một thiết kế mới hoàn toàn so với thiết bị cũ và thay thế toàn bộ nguyên vật liệu, cách thức vận hành của thiết bị để đạt được hiệu suất lọc nước như yêu cầu kỹ thuật đã đề ra, hơn nữa còn giảm được giá thành thiết bị, cải tiến được khối lượng thiết bị nhẹ hơn, dễ vận chuyển, lắp đặt hơn.

Theo các chuyên gia đánh giá, thiết bị này áp dụng các nguyên lý hoạt động và lắp đặt rất đơn giản, không sử dụng hóa chất, vận hành đơn giản và có giá thành thấp. Bên cạnh đó, đối tượng sử dụng mà dự án này hướng đến là những hộ dân vùng biển hoặc những cộng đồng dân cư có nguồn nước bị ô nhiễm, không có nước ngọt để sinh hoạt (hoặc có nhưng phải mua với giá cao). Do đó, dự án này sẽ có những lợi ích về các lĩnh vực phát triển cộng đồng, xây dựng bền vững và bảo vệ môi trường. Thiết bị chỉ sử dụng nguồn năng lượng duy nhất là các bức xạ mặt trời mà không sử dụng các nhiên liệu hóa thạch hay bất cứ hóa chất nào khác do đó không có các tác động xấu đến môi trường. Thiết bị này cũng vừa tạo ra được nguồn nước ngọt, sạch và rẻ mà vừa không làm ô nhiễm môi trường. Mặt khác, việc sử dụng rộng rãi thiết bị này còn góp phần hạn chế được việc khai thác và sử dụng quá mức nguồn nước ngầm như hiện nay. Qua đó, có thể tránh được các nguy cơ về hạ thấp các mạch nước ngầm và những vấn đề môi trường đi kèm. Bên cạnh đó, việc sử dụng rộng rãi thiết bị này vừa giúp nhà nước tiết kiệm được chi phí xây dựng các hệ thống cấp nước sạch sinh hoạt cho người dân mà còn giúp nhân dân tiết kiệm được số tiền đáng kể cho việc mua nước sạch sinh hoạt với giá cao. Điểm đặc biệt nữa là, thiết bị hoạt động hoàn toàn bằng năng lượng mặt trời, không tốn chi phí năng lượng, không phát thải khí nhà kính, không sử dụng hóa chất, chi phí bảo dưỡng, sửa chữa thấp nên rất hiệu quả kinh tế và không làm ảnh hưởng đến môi trường.

Như vậy, Dự án đã làm tăng nguồn thu cho các nhà sản xuất trong nước, mang lại công ăn việc làm cho xã hội. Trước tình trạng thiếu nước ngọt trầm trọng ở nhiều vùng của nước ta như hiện nay, việc nhân rộng mô hình thiết bị chưng cất nước mặn, nước lợ thành nước ngọt là vô cùng cần thiết, đặc biệt đối với các vùng ven biển có lượng bức xạ mặt trời cao. Đề nghị các ban ngành hỗ trợ trong việc nhân rộng mô hình tại các địa phương.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 14779/2018) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

P.T.T - NASATI