Genom att använda utsvängd gas för att driva kylning, vatten kan skördas från luften. Kredit:Vaibhav Bahadur
En av de största sötvattenreservoarerna i världen är, bokstavligen, uppe i luften.
Mellan 6 och 18 miljoner liter sötvatten svävar över varje kvadratkilometer land, inte att räkna droppar som fångade i moln. Forskare insåg detta för århundraden sedan, men de har aldrig riktigt kommit på hur de ska få ner vattnet till jorden. Ansträngningen som krävs för att kondensera det skulle förbruka så stora mängder energi att det alltid har tyckts göra några ansträngningar för att fånga och använda detta vatten oekonomiskt.
Men när man studerar detta ämne, två av mina kollegor vid University of Texas i Austin och jag kom på ett koncept som kanske bara fungerar:det att använda naturgasen som annars eldas upp från oljefält för att skörda luftfuktighet.
Vi har inte provat det än men vi tror att det har potential att vara praktiskt och ekonomiskt lönsamt, speciellt som vatten blir knappare och dyrare. Vad mer, den senaste forskningen om omfattningen av naturgas-metanläckage och utsläpp av växthusgaser understryker varför det är viktigt att ge denna teknik ett försök.
Låt det vara vatten
Så här skulle processen fungera. överskott av gas, som annars skulle gå till spillo, kan driva en motor i ett stort kylaggregat. Detta kylskåp i industriell skala skulle svälja mycket fuktig luft, kondenserar denna fukt till vatten ungefär som hur luftkonditioneringssystem fungerar i kontors- och bostadshus.
Mängden vatten som skulle kunna samlas upp skulle bero på mängden tillgänglig naturgas, vädret och kylsystemets effektivitet. Vi räknar med att för varje kubikmeter gas, denna process kommer att fånga upp till 2,3 liter vatten.
Vatten för olja
Det finns många användningsområden för detta vatten, som vi tror skulle vara lämpliga som mänsklig konsumtion, inklusive livsmedelsbearbetning, gruvindustri och andra industrier. Jag ser många fördelar med denna metod för oljeproduktion, vilket är mycket vattenkrävande.
Borrning efter olja och naturgas med hydraulisk sprickbildning, en teknik som brukar kallas fracking, tar mycket vatten. I genomsnitt, en brunn kräver 2,5 miljoner liter av den, vilket räcker för att fylla fyra simbassänger av olympisk storlek. Och det finns mer än en miljon av dessa brunnar bara i USA.
Ändå finns ungefär hälften av landets brunnar i uttorkade områden i Texas och andra sydstater.
Och det finns några oljeplåster, inklusive Eagle Ford i Texas, där vattenbristen gör det utmanande att producera olja.
Borrplatser är ofta avlägsna, vilket betyder att frackers måste dra vatten till brunnsplattor i hundratals lastbilar som måste åka 50 miles eller mer.
Jag har beräknat att att tappa överskottsgas för att fånga upp vatten skulle ge en femtedel av det vatten som används vid frackning av den uttorkade Eagle Ford Shale-regionen i södra Texas.
Ett slöseri med energi
Över hela världen, cirka 4 procent av den naturgas som utvinns från olje- och gasfält blir blossande, och denna praxis är vanlig i USA. Lägg ihop allt detta, och det målar upp en oroande bild av globalt avfall och miljöföroreningar.
Och vi kan inte se några miljömässiga nackdelar med att ge det ett försök.
Det måste vara varmt
Denna teknik skulle inte fungera på många kalla och torra platser. Det skulle fungera bäst i områden som är varma och fuktiga, inklusive Texas och andra sydstater i USA, Mexiko, Venezuela, Mellanöstern och Afrika året runt. Och det kan vara lönsamt för ungefär halva året i kallare gasproducerande oljefläckar som North Dakotas Bakken Formation.
Intressant, många regioner med stora naturgasreserver har ständig vattenbrist och varma, fuktigt klimat. Exempel inkluderar länder i Mellanöstern och Afrika, den amerikanska sydväst, Mexiko och Venezuela.
Det har gjorts försök att stoppa slöseri med naturgas som produceras som en biprodukt av oljeborrning tidigare. Men när oljeproducenter har försökt fånga och sälja bränslet, snarare än att blossa upp det, de har oftast misslyckats för att de har varit ekonomiskt olönsamma.
Jag tror att detta nya tillvägagångssätt skulle fungera bättre än att föreskriva eller uppmuntra avskiljning av naturgas för andra ändamål, eftersom det är lättare att få till stånd. Det löser också ett separat problem i en tid då vatten blir en allt mer värdefull och knappvara.
Det pågår andra försök att kondensera vatten i luften. Till exempel, bordsskördare med atmosfäriskt vatten som drivs av el finns till försäljning. Denna idé att göra det i industriell skala, därför, är inte så långsökt som det kan verka.
Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.