我主要在思考 和 。
在过去的几十年中，主要在沙漠地区（中东）建立了各种出奇的高效海水淡化厂。这些植物通过多个加压膜系统进行反渗透。从能源使用的角度来看，这种解决方案似乎非常有效。
但这还不够。将海水淡化价格（主要来自能源成本）与替代产品进行比较，还需要进一步降低60-90％。比较它们，淡化海水有什么发展潜力？
我认为水淡化可能有一个理论上的能量极限，可以通过熵和结合能公式来计算。我们离这个理论极限有多近？
Answers:
考虑到反渗透不是使海水淡化的唯一方法，我认为是的，海水淡化具有很大的发展潜力，但这种潜力可能不在于对现有技术的改进。
为了证明这一结论的正确性，并举例说明在某些领域中可能具有很大的发展潜力，我向您介绍了将波浪，风能，太阳能淡化和发电厂相结合的想法。我没有对此进行任何数学计算来计算所需的土地面积，成本或产量，因此它可能不可行。但是我认为以下所述的概念（记住这只是一个主意）证明了以下领域的发展潜力：
这种植物需要一个炎热的地方，海边有大量廉价土地，并且风势相对稳定。
波浪泵将海水提升到陆地上的一个大湖中。这是直接波浪动力泵的示例，其他类型的波浪动力线束通常将机械运动转换为电能。但是，该运动可轻松用于直接驱动泵。
蒸发湖是一个较大的浅层区域，覆盖着类似温室的方式以帮助蒸发。海水沿着湖床的渠道从海洋流走，然后在下一个相邻的渠道再次流向海洋，然后又流回大海。这可以防止沉积物的积聚，因为返回的海水会带走沉积物，并更集中地返回海洋。屋顶可能装有菲涅耳透镜或其他太阳能聚集器，以帮助蒸发。
一座引人注目的塔将空气吹过整个湖泊，以降低气压并帮助蒸发。该塔可能类似于马斯达尔城中使用的塔，或者是具有电气或直接传输到一系列风扇的标准风力涡轮机塔。结果是连续不断的气流穿过湖水，将水蒸气带到远处，在水蒸气的作用下，水蒸气沿着宽阔的水柱被引导进入下一阶段。
水蒸气从大塔中向上流到塔上高的冷凝室。在这里，一系列的散热片由直接由塔架顶部的风力涡轮机驱动的热泵冷却。水在散热片上冷凝并排入塔顶附近的淡水箱。
来自冷凝塔的水通过一个或多个水轮机降低到适合标准水塔的高度，以发电。
咸的空气也将凝结在鳍片上，并且在此过程中，可能会有小的空气传播颗粒和磨损的颗粒进入水中，因此可能需要进一步过滤和处理以使其可饮用。来自水轮机的一些功率可以用于此目的。
那里有水，有高于地面的干净水，因此已经有压力，并希望一些多余的电力和凉爽的干燥空气作为副产品。
卡内基通过其CETO设备以及其他产品，已经在考虑使用波浪能直接给水加压以进行反渗透：这是一个完全机械的过程，而不是转化为电能然后再返回（从而节省了潜在的效率）。面临两个挑战：首先，世界上没有很多地方拥有巨大的海浪资源（英国，葡萄牙是其中的两个）。第二，事实证明，要使波浪机可靠地工作非常困难。这是可克服的，但具有挑战性。
另一个潜在的重大发展似乎是违反直觉的，解锁它的关键是考虑更广泛的系统，而不仅仅是海水淡化过程。这种发展是要转向效率较低的海水淡化工艺。
这是因为效率较低的流程可以降低资本成本。这样做的好处是，它们可以在更短的时间内运行，而不会大大降低每立方米淡化水的成本。
那么，为什么要在更短的时间内运行脱盐呢？因为依赖淡化水的地方有很多阳光。这使得光伏发电便宜。但是，PV的发电特性仅部分满足需求。有时会出现功率不足的情况，有时会出现功率过剩的情况。多余的功率真的很便宜。这是进行脱盐的好时机。
因此，具有大量PV和许多低资本支出，低效率脱盐的能源和水的组合系统可以很好地工作。实际上，淡化水充当虚拟存储的一种形式。所有电力系统都需要在系统中的某个位置进行存储。对于某些国家/地区来说，形式是水力发电。对其他人来说，则是储气罐，煤仓或生物质仓的形式。这些商店是前代商店。在其他系统中，则以低级热量存储的形式在发电后进行存储：当能量将用作低级热量时，以这种形式存储是有意义的，因为这种存储非常便宜且非常可扩展。同样，淡化水的存储非常便宜且可扩展。在光伏电力供应之间，它充当时间缓冲，灵活的延迟机制，
用于反渗透
如果您仅考虑可逆过程，则该站点提供的RO海水淡化所需的最低能量为2.78 kJ / l（淡水）。根据维基百科，最好的反渗透海水淡化厂的运行速度为3kWh /m³，该水平可以达到10.8 kJ / l。
AFAIK，能量损失是通过膜的压力损失（除了渗透压，膜还引入了不可逆的压力损失），水的预处理和盐水中的能量（以压力的形式）。另外，只需搬走大量水，还有一些预处理步骤等。
根据这份IWA趋势报告，在膜的广泛领域中，需要做更多研究的两个领域是在压力损失和耐污性方面（污垢直接影响压力损失）的更好的膜。与反渗透相比，反渗透海水淡化的最新进展（例如正向渗透）主要受益于更好的防污性能。
对于热法海水淡化
蟋蟀
（将更新当我找到更多信息）