1. KEYS TO SUCCESSFUL RENEWABLE DESALINATION PROJECTS ON ISLANDS :
Financing, unlocking land and permits
Quels sont les principaux facteurs bloquants des projets de dessalement ENR dans les îles?
What are the factors making  RE Desalination projects in islands difficult to implement ?
Marc VERGNET, CEO
June 2015, Martinique

2. PRESENTATION OVERVIEW
Islands specificity
RE Desalination technology
Unlocking land
Permits
Financing

3. ISLANDS SPECIFITY Islands are often characterized by :
A limited resource in fresh water, abundant seawater and brackish water
Restricted quantities of land available
High costs of electricity (0,2 to 0,4€ /kWh)
Unsteady electrical grid with frequent selective power cut
Restricted logistics and technical on-site expertise
A difficulty to face the purchase of gasoil on a long-term basis
Les contraintes spécifiques des îles doivent être totalement intégrées lors de l’étude d’un projet de dessalement.
Islands specificities have to be totally considered when studying the feasibility of a project.

4. TECHNOLOGIES AVAILABLE
STAND-ALONE
Hence, to enable controlled freshwater production, only stand-alone systems should be considered
MATURE AND COST EFFECTIVE
Different combinations are possible : CSP-MED, Wind-RO,,…
Today, only PV-RO matches to islands context :
SOLAR PHOTOVOLTAICS : competitive price of panels, irradiation data available, easy maintenance,…
REVERSE OSMOSIS : the lowest energy consumption technology
Aujourd’hui 2 technologies autonomes économiques et matures sont disponibles en solaire AUTONOME avec et sans stockage par batteries.
Today 2 mature and cost-effective STAND-ALONE RE Desal technologies/systems are available.
PV- RO
with battery:
24 hours
without battery:
8 hours

5. Stand-alone PV-RO systems
24 hours system
8 hours system
SOLAR PV
SOLAR PV
BATTERY DC AC DC AC
AC constant
frequency
AC variable
frequency
Le dessalement solaire avec batteries permet d’utiliser une unité d’osmose inverse conventionnelle avec le handicap économique et environnementale des batteries. Le dessalement solaire sans batterie, au fil du soleil, fonctionne de 8 jusqu’à 10h/jour selon les régions et les saisons et avec des capteurs avec suivi du soleil (tracking). Ce système fonctionne avec une unité d’osmose inverse flexible innovante.
Solar desalination with batteries has the advantage to enable the integration of a conventional RO unit, with the main drawback being the cost and environmental issues of the batteries. Solar desalination without batteries operates from 8 to 10 hours a day in function of geography and seasons. This system operates with a special adapted RO unit.
SPECIFIC SOLAR FLEXIBLE RO
CONVENTIONNAL RO

6. 8 HOURS TECHNOLOGY : OSMOSUN
Une unité d’osmose inverse industrielle au fil du soleil (OSMOSUN 40 à 300 m3/jour)
An industrial RO unit without batteries (OSMOSUN 40 to 300 m3/day)

7. 8 HOURS TECHNOLOGY : OSMOSUN
La spécificité d’OSMOSUN : la flexibilité du fonctionnement de l’osmose inverse pilotée par l’énergie solaire incidente avec de très fortes variations possibles de production en cas de passage nuageux. Le système de gestion de cette flexibilité est un brevet MASCARA. Comme on peut le voir, le débit d’eau douce en ordonnées varie en permanence en fonction de la puissance solaire incidente et des passages nuageux. A noter la très faible consommation spécifique qui se situe entre 2 et 2,5 kWh/m3 d’eau douce produite.
The main characteristic of OSMOSUN : the flexibility of the RO process, automatically powered ONLY with solar energy, with an automatic adaptation in case of clouds or sudden variation of power. The flexibility is a patented process. The water flow (in abcissa) varies continuously in regards with the solar PV power available.
The system has a very low energy consumption : between 2 and 2.5 kWh/m3 of fresh water produced.  

8. PV surface footprint (m²) Ground surface required:
UNLOCKING LAND
A 250 m3/day PV-RO system :
PV Capacity
(kWp)
PV surface footprint (m²)
PV panels –
RO system *
Battery
PV-RO 24
250
3250
2 container 20 ’’
2 container 20’’
(1300kWh)
PV-RO 8
200
2600
* Intake, brine discharge and pretreatments are not included
Les surfaces au sol de capteurs solaires nécessaires sont de 13 m²/m3/jour pour le système avec Batterie et de 10 m²/m3/jour pour le système OSMOSUN
The ground surfaces needed are 13 m²/m3/day for conventional RO batteries system, 10 m²/m3/day for OSMOSUN.
Ground surface required:
PV-RO 24:
13 m2/m3/day
PV-RO 8:
10 m2/m3/day

9. New ground surface required :
UNLOCKING LAND
A special care to seashore constructions : in many countries new constructions on seashore are not possible.
POSSIBILITIES to reduce footprint:
On roof or on shaders
New ground surface required :
PV-RO 24:
6,5 m2/m3/day
PV-RO 8:
5 m2/m3/day
Mais il existe maintenant des solutions qui permettent de s’affranchir de cette contrainte d’occupation des sols. Lorsque les panneaux sont associés en un champ continu de capteurs placés par ex. sur une ombrière, ou dans la technique MASCARA les surfaces sont réduites de moitié ! c’est-à-dire de l’ordre de 5m²/m3/jour. Une autre solution d’avenir déjà testée sur des lagons ou sur des étangs : des capteurs solaires flottants.
It does exist now solution that reduce drasticlly the footprint. For example on a shader, or MASCARA solution , that allows to reduce to 5m2/m3/day. Solar floating has already been implemented.

10. PERMITS and REGULATION
Permits and regulation are complex, abundant and sometimes abrogating projects.
The two main points to be considered are:
Seawater intake, that can end a project when technical and environmental requirements are making the costs of the project too high.
Brine discharge, that also may have a major impact on total costs
Une contrainte majeure, l’autorisation et les problèmes techniques du captage de l’eau de mer et du rejet des concentrats à forte salinité (jusqu’à 95g/litre)
 A major issue in Desalination project : seawater intake and brine discharge.

11. MITIGATING THE IMPACTS
BEACH WELL
Reduced infrastructure
Improved feed-in seawater quality
LOW SALINITY BRINE
OSMOSUN produces brine with 45g/l water instead of 90g/l for conventionnal desalination systems
Small size projects (<1000m3/day) give the opportunity to reduce the impact on the environment
our les installations de dessalement des îles de capacité faibles à moyennes, la solution du puits maritimes permet de régler facilement les problèmes administratifs et techniques de réalisation du captage, mais en même temps permet de supprimer dans certains cas le pré traitement très contraignant de l’eau de mer grâce à la filtration de l’eau de mer par les terrains naturels. Pour faciliter le rejet de concentrats en mer, il y a une solution qui consiste à un process d’osmose inverse à faible taux de conversion qui permet de rejeter des eaux à 45 g/l très peu agressives sur le milieu marin  dans des mers à 35g/l
The beach wells are a good option to ease the authorization, and even to avoid heavy pretreatment (natural filtration with natural ground surface) For the brine discharge, an adapted process make the brine getting a lower salt concentration (45g/l).

12. ECONOMY of a PROJECT
L’exemple de calcul de production et de rentabilité du projet de Bora Bora (Polynésie française) 80 m3 réalisé avec  Suez Environnement : - Coût de production de l’eau : 1,09 €/m3 - Temps de retour sur investissement : 5,2 ans Un projet pilote est en cours de discussion avec MASDAR sur la plateforme des technologies avancées de dessalement de Ghantoot
An example of project, in Bora-Bora (French Polynesia), with SUEZ Environment. - Cost of water prodcution : 1,09€/m3 - PBT : 5,2 years. A pilot project with MASDAR in design phase.

13. ECONOMY : RE vs Diesel
Higher initial investment for RE power generator
BUT
Independence of the islands from Fuel supply and high operation costs
SECURITY on Energy costs for 20 years.
Le dessalement solaire : De forts investissements (CAPEX élevé) plus importants  (2 à 3 fois) que pour les unités conventionnelles Peu de charges récurrentes, limitées à la maintenance sans approvisionnement en gazole.
The solar desalination : A higher CAPEX (2 to 3 times as conventional grid-connected systems) VERY LOW Operation&Maintenance costs, limited thanks to a system free of diesel (supply)

14. FINANCE and OPERATION MODE
The dynamic of private companies is more opportune to support and develop innovating RE desalination projects, in the frame of Public-Private Partnership with :
DBOOT or equivalent PPP scheme
Communities will find with PPP a possible better capacity of financing and in the management of the technics of the plant.
L’initiative privée dans le cadre de PPP Partenariat Public Privé apporte une capacité de financement privé long terme et la capacité technique d’exploitation et maintenance Mais pour qu’elle se développe il faut offrir des garanties long terme de prix de vente de l’eau.
For a better development on PPP, long term guaranties on the Water Selling Price must be offered.

15. RE DESALINATION BLOCKERS
The real status is:
RE desalination technology was not mature
The habits and the inertia towards change
The ability to operate and maintain this new technology (training, remoteness, technical skills)
The Regulations and institutional frame (non- adapted)
Les freins identifiés au développement du dessalement solaire étaient l’absence de technologies matures, cela n’est plus le cas, les contraintes de disponibilité de terrains de captage et de rejet et d’investissements long terme pour lesquelles il y a des solutions , mais il demeure encore des blocages : -          La résistance au changement , les cadres administratifs et institutionnels inadaptés. Ils doivent évoluer.
 The main identified blockers were the lack of mature technology. This is not any more true, the institutional and regulatory frame must be adapted. - People have to change their mind on solar desalination new faisability

16. CONCLUSION Technology of RE Desalination are now “dans nos mains”
The only way to go over the blockers is to make it true, doing pilot projects
Adapted to challenging contexts
Cost-effective
Low-environmental impact
Guaranteed on long-term – O&M
Nous avons en main les techniques matures et économiques, respectueuses de l’environnement, avec des garanties de service long terme liées aux faibles coûts récurrents. Il faut agir, apprendre en marchant, en faisant des projets pour révéler ces outils nouveaux porteurs d’espoir pour l’alimentation en eau des îles.
The RE desalination technology, adapted for islands contexts, environment friendly do now exist. The next steps must be the implementation of projects, to make this coming true.