Meerwasserentsalzung, ein teures und energieaufwändiges Verfahren, wurde bisher als "letzter Ausweg" für von Wasserknappheit betroffene Regionen betrachtet, in denen ausreichend Kapital für die Investition und den Betrieb dieser Art von Anlagen zur Verfügung steht. Zu den Nachteilen der herkömmlichen Entsalzung gehören hohe Treibhausgasemissionen (durch den Einsatz fossiler Brennstoffe zur Energiebereitstellung) und ökologische Auswirkungen der Entsorgung der entstehenden Sole im Meer.
Die steigende Wassernachfrage im Zusammenhang mit Bevölkerungswachstum und wirtschaftlicher Entwicklung führt jedoch dazu, dass Süßwasserressourcen auf immer weniger nachhaltige Weise entnommen werden, z. B. durch Abpumpen von tiefem Grundwasser und den Bau großer Staudämme, was ebenfalls erhebliche Auswirkungen auf Klima und Umwelt hat. Gleichzeitig zeigen technologische Entwicklungen bei Aufbereitungsverfahren und erneuerbaren Energien Möglichkeiten auf, die Entsalzung zunehmend nachhaltiger zu gestalten.
Die Vision einer nachhaltigen Entsalzung im Mega-Maßstab (d. h. zur Deckung des Bedarfs von mehreren Millionen Menschen) ist ein System zur Trinkwassergewinnung, das (1) so wenig Energie wie möglich verbraucht und zu 100 % aus erneuerbaren Energien besteht, (2) ein Minimum an Abfällen erzeugt und (3) eine möglichst effiziente Nutzung des bereitgestellten Wassers ermöglicht.
Dank Energierückgewinnung und der verbesserten Leistung der Membranen erfordert die Meerwasserentsalzung durch Umkehrosmose (RO) 2 bis 4 kWh pro m3 des produzierten Wassers. Im Prinzip könnte die gesamte Energie aus erneuerbaren Energiequellen (EE) stammen. Um die Schwankungen in der erneuerbaren Energieproduktion abzufedern, sind jedoch Speicherkapazitäten notwendig. Bei der Umkehrosmose entsteht mit jedem m3 Süßwasser auch etwa 1 m3 Konzentrat. Diese hat einen Restgehalt an Energie (der prinzipiell z. B. durch Vorwärtsosmose zurückgewonnen werden kann) und eine hohe Konzentration an Mineralien (einschließlich z. B. Lithium in der Größenordnung von 0,2 ppm), die in mehreren industriellen Prozessen benötigt werden. Durch die Ressourcengewinnung aus der Sole könnte das Volumen der zu entsorgenden Abfallsole auf Null reduziert werden. Entsalztes Wasser kann als Trinkwasser und in vielen Aktivitäten zum Einsatz kommen, wobei die Anforderungen der verschiedenen Einsatzmöglichkeiten und die damit verbundenen notwendigen Verfahrensschritte zur Gewährleistung einer sicheren Nutzung des Wassers zu berücksichtigen sind.
Entsalzung mit erneuerbaren Energien und vollständiger Ressourcenrückgewinnung ist mit erheblichen technischen, finanziellen und organisatorischen Herausforderungen verbunden. Werden diese bewältigt, kann Entsalzung den Zugang zu Wasser in ansonsten unbewohnbaren Regionen ermöglichen. Die erforderlichen massiven Investitionen können zu einem Schwungrad für die Beschäftigung werden und die Erfindung innovativer Lösungen anregen. Darüber hinaus kann eine sinnvolle Wassernutzung eine Ausweitung der Landwirtschaft mit zusätzlichen Beschäftigungs- und Wachstumsmöglichkeiten ermöglichen, und die Rückgewinnung von Mineralien den Druck auf kritische Rohstofflieferungen verringern. Entsalzungsanlagen im großen Maßstab können zum Dreh- und Angelpunkt für die Entwicklung von Kreislaufwirtschaftsgebieten werden und die Umsetzung innovativer Geschäftsmodelle vorantreiben. Bei entsprechender Planung, Gestaltung und Finanzierung können sie geeignete Kandidaten für Entwicklungsprojekte sein, die Investitionen (einschließlich internationaler Hilfe und anderer Transfers) anziehen.
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