السوق
يمثل السوق العالمي لمعالجة المياه وإنتاج مياه الشرب أحد أكثر الاستثمارات أمانًا على الإطلاق. فالماء سلعة أساسية للمجتمع والصناعة. ويتزايد الضغط على توفر المياه النظيفة مع نمو السكان وارتفاع استهلاك الفرد. في السابق، كان الماء سلعة عامة مجانية. أما في العقود الأخيرة، فقد أصبح تجارة مربحة ذات تدفق نقدي ثابت وتكاليف متزايدة على المستهلك.
تجاوز حجم سوق معالجة المياه والصرف الصحي العالمي 200 مليار دولار أمريكي في عام 2009. وتتصدر الصين هذا السوق بمعدل نمو سنوي يُقدر بنحو 17%. وتبلغ قيمة سوق معالجة مياه الصرف الصحي 40 مليار دولار أمريكي، حيث تعمل أكثر من 13 ألف شركة حول العالم بموجب عقود خدمة طويلة الأجل. وحتى وقت قريب، كان نموذج معالجة المياه يعتمد على الترسيب والأكسدة - أي ترسيب المواد الصلبة وإزالة الهواء - متبوعًا بالمعالجة الكيميائية اللاحقة.
يتجاوز حجم المواد الكيميائية المستخدمة في معالجة المياه في الولايات المتحدة سنوياً 10 ملايين طن. ويصاحب ازدياد الطلب العالمي على المياه ازدياد في الطلب على المواد الكيميائية.
ارتفع استهلاك المياه المعبأة بمعدل 12% سنويًا خلال العقد الماضي، حيث تُقدّر المبيعات بنحو 22 مليار دولار. ومن أسرع القطاعات نموًا في هذا المسعى لتوسيع نطاق إمدادات مياه الشرب، تحويل المياه المالحة والمياه الرمادية إلى مياه صالحة للشرب عبر التناضح العكسي. تتجاوز النفقات الرأسمالية لهذه التقنية 2.2 مليار دولار سنويًا، ومن المتوقع أن تزيد بنسبة 50% أخرى خلال السنوات الأربع المقبلة. وتخطط شركة "أغواس دي برشلونة" (إسبانيا)، التابعة لمجموعة "جي دي إف سويز" (فرنسا)، لإنشاء أكبر محطة من نوعها، باستثمار يزيد عن مليار دولار، ما سيُخلص برشلونة من أزمة نقص المياه المزمنة.
ابتكار
في سياق سوق المياه العالمي، لا بدّ لنا من تقييم ظهور ابتكار بسيط ولكنه استثنائي: الدوامة. تتمتع الدوامة بإمكانية رفع كفاءة معالجة المياه بشكل ملحوظ، مما يقلل التكاليف ويخلق فرص عمل محلية. قد تحلّ هذه الظاهرة الطبيعية يومًا ما محلّ المواد الكيميائية والأغشية، مُحدثةً تغييرًا جذريًا في التدفقات النقدية الحالية للموردين التقليديين الذين يبدو أنهم يتمتعون بمصادر دخل مضمونة. تستلهم منصة تكنولوجيا الدوامة فكرتها من ملاحظة أن المياه الملوثة تُنقي نفسها بنفسها، تمامًا كما يفعل النهر الجاري. فالحركة الدوامية المستمرة تُدخل الهواء إلى الماء وتخرجه منه، مما يُثبّط نمو الكائنات الدقيقة المفيدة ويُحفّزها في الوقت نفسه.
قام مخترعان سويديان، مهندس التطوير كورت هالبيرغ وزميله مورتن أوفسون، بتحويل ملاحظاتهما إلى نموذج رياضي، ثم ابتكرا جهازًا بسيطًا يحاكي حركة الماء في دوامة بنتائج قابلة للتنبؤ. وواصلا مشروعهما، مؤسسين شركة واتريكو إيه بي في مالمو. حازت واتريكو إيه بي على لقب أفضل شركة تقنية خضراء في السويد لعام 2009. هذه الشركة ليست مجرد شركة صديقة للبيئة، بل إنها تُغير النموذج الاقتصادي للمياه. ومؤخرًا، أسس كورت أيضًا شركة فورتكس إنوفيشنز، وهي مجموعة بحثية تتعاون لإيجاد حلول مستدامة للمياه.
تكمن قوة الدوامة في إمكانية التنبؤ بقوانين الفيزياء، حيث تنجذب جزيئات الهواء نحو المركز، ومنه يُسحب الهواء إلى الداخل. ويمكن أن يكون مصدر الطاقة لهذه العملية ببساطة هو الجاذبية، التي تضمن تشغيل الجهاز على مدار الساعة! لا حاجة إلى مواد كيميائية أو أغشية، واستهلاك الطاقة ضئيل للغاية.
التدفق النقدي الأول
تخيّل المخترعون استخداماتٍ واسعة النطاق لجهازهم الدوامي، وسعوا إلى إيجاد أول استخدامٍ واضح له في السوق المحلية، والذي سرعان ما تبيّن أنه صناعة الثلج. وقد حقق مولد الدوامة المصنوع يدويًا نتائجَ مُثمرة: توفير الطاقة وإنتاج ثلجٍ نقيٍّ كالبلور. يحتوي الماء على هواءٍ مُذابٍ في فقاعاتٍ دقيقة الحجم. تعمل الدوامة على إزالة هذا الهواء، ولأن الهواء يعمل كعازل، فإن الماء الخالي من الهواء يتجمد بسرعةٍ أكبر. يتميز الثلج الخالي من الهواء بنقائه الشديد ومقاومته العالية للتشقق. عند استخدامه في حلبات هوكي الجليد، تبقى اللافتات الإعلانية تحت الجليد مرئيةً طوال الموسم، مما يزيد من عائدات الإعلانات. ولأن الثلج خالٍ من الهواء، لا تستطيع البكتيريا الهوائية التي تزدهر عادةً في الجليد، مثل الإشريكية القولونية والسالمونيلا، البقاء على قيد الحياة. ومنذ ذلك الحين، اعتمدت معظم حلبات التزلج الرئيسية في الدول الاسكندنافية هذه التقنية، مما أدى إلى استرداد الاستثمار في غضون أشهرٍ قليلة، وليس سنوات.
يُعدّ قطاع ملاعب الغولف ثاني قطاع سوقي يُدرّ تدفقات نقدية لشركة واتريكو إيه بي. إذ قد يحتاج ملعب الغولف الواحد إلى ما يصل إلى ثلاثة ملايين لتر من الماء يوميًا. وللحفاظ على الماء، تُضاف مواد خافضة للتوتر السطحي لتتغلغل في العشب بسرعة أكبر وتقلل من تبخره. أما إذا عولج الماء مسبقًا بواسطة جهاز الدوامة، فلا حاجة إلى أي مواد كيميائية، مما يُقلل من استهلاك الماء بنسبة تتراوح بين 20 و30 بالمئة. في هذه الحالة، يُغني جهاز الدوامة عن استخدام المواد الكيميائية. أما القطاع السوقي الثالث فهو إزالة الطحالب من المسطحات المائية الراكدة، بما في ذلك أحواض السباحة، والتي تُعالج عادةً بمواد كيميائية مثل الكلور.
الفرصة
على الرغم من أن ملاعب الهوكي وملاعب الغولف تُعدّ أسواقًا متخصصة، إلا أن الخبرة المكتسبة في هذه القطاعات قد أهّلت كورت هالبيرغ وفريقه للعمل في أسواق متنامية، بما في ذلك معالجة المياه الصناعية وتحلية المياه. وقد أثبتت الوحدات التجريبية لجهاز الدوامة في جزر الكناري أن عملية معالجة المياه المالحة فيه تسمح بإزالة الهواء، وبالتالي القضاء على مشكلة الأغشية الحيوية. تنمو الأغشية الحيوية على الأغشية، مما يقلل من كفاءتها. وهذا يستلزم إيقاف تشغيل محطة تحلية المياه بالتناضح العكسي كل أسبوعين لإزالة الأغشية الحيوية كيميائيًا. وهذا يزيد من تكاليف الصيانة (بسبب الحاجة إلى مواد كيميائية إضافية) ويقلل من كفاءة المحطة (لأن التوقف عن العمل يتطلب وجود نظام احتياطي)، بالإضافة إلى رأس المال الإضافي اللازم لاستبدال الأغشية (لأن عمر الغشاء يقل). في حال عدم وجود هواء في الماء، تُستبعد البكتيريا الهوائية. وإذا تم تكوين دوامة دون استخدام مواد كيميائية، فإن عمر الغشاء يزداد. في الواقع، يمكن أن تنخفض تكلفة الطاقة لإنتاج متر مكعب واحد من مياه الشرب من 2.4 إلى 1.0 كيلوواط ساعة.
هذه مجرد أمثلة قليلة من تطبيقات تقنية الدوامات التي تم تحقيقها، ومن المتوقع الكشف عن المزيد قريبًا. ومع ذلك، فإن ما نعرفه اليوم يؤكد أن هذه التقنية تُقلل تكاليف التشغيل، وتوفر الطاقة، وتُغني عن استخدام المواد الكيميائية، وتُحقق عائدًا أفضل على الاستثمارات القائمة. ويكمن التحدي الذي يواجه الصناعات التقليدية في أن دمج تقنية الدوامات بنجاح في المنشآت القائمة يتطلب مهارة أساسية جديدة: ديناميكا الموائع. والآن، يقع على عاتق شركات جنرال إلكتريك، وسيمنز، ونيتو دينكو مهمة ابتكار حلول جديدة. وفي الوقت نفسه، يُمكن لرواد الأعمال حول العالم ابتكار نموذج تنافسي جديد يُوفر فرص عمل محلية على مستوى العالم.
