Trinkwasser vom Meeresboden ist billiger
Umkehrosmoseanlage in 400 Metern Wassertiefe nutzt den dort herrschenden Druck, um das salzige Wasser durch feinporige Membranen zu pressen. Das reduziert den Energiebedarf um 36 %.
Weltweit steigt die Bedeutung der Meerwasserentsalzung: Innovative Anlagen sollen sauberes Trinkwasser auch in Regionen mit Wassermangel liefern.
Foto: OceanWell
Nicht nur der Unmut der Einheimischen über den Massentourismus gefährdet die Urlaubsregion Mallorca, sondern auch – und noch viel stärker – der Wassermangel. Kalifornien ist notorisch arm an Trinkwasser, zahlreiche vor allem äquatornähere Regionen auch. Selbst Mitteleuropa macht sich Sorgen, und Norwegen, das Land mit scheinbar unerschöpflichen Wasservorräten, will sich angesichts des Klimawandels nicht mehr allein darauf verlassen, sondern plant den Einstieg in die Kernenergie.
Meerwasserentsalzung ist weltweit eine Option
Wasserentsalzungsanlagen sollen es weltweit richten. Sie benötigen extrem viel Energie, was vor allem ärmere Länder davon abhält, sie zu bauen. Doch auch das relativ umweltbewusste Kalifornien reagiert empfindlich auf energetische Ausschweifungen. Deshalb kommt dort ein neuartiges Konzept zur Gewinnung von Trink- aus Meerwasser besonders gut an, denn der Energieverbrauch ist um rund 36 Prozent geringer als der konventioneller Entsalzungsanlagen, verspricht OceanWell im kalifornischen Menlo Park, das Unternehmen, das die neue Aufbereitungstechnik entwickelt hat.
Start mit 3,7 Litern Trinkwasser pro Tag
Jetzt fiel der Startschuss für die erste Anlage dieser Art, die gut sieben Kilometer vor der Küste von Malibu/Kalifornien in einer Tiefe von 400 Metern installiert wird. Die Water Farm 1 (WF1), ein Gemeinschaftsprojekt mit dem Wasserversorger Las Virgenes Municipal Water District (LVMWD), soll pro Tag 3,7 Millionen Liter Trinkwasser erzeugen. Sechs weitere sollen bis 2030 folgen. WF1 und seine Folgesysteme sollen den Druck auf das überlastete Wasserversorgungssystem reduzieren, das vor allem vom Colorado River und von der nicht nachhaltigen Entnahme von Grundwasser abhängt, um dem Bundesstaat eine widerstandsfähige, klimaangepasste Wasserzukunft zu sichern.
Nur Wassermoleküle passen durch die Poren
„Die Wasserbezieher von Las Virgenes waren von der jüngsten Dürre stark betroffen, denn unsere einzige Versorgungsquelle ist bisher das über das State Water Project importierte Wasser“, so Dave Pedersen, General Manager von LVMWD. „Wir wollen eine führende Rolle bei der Bewältigung der sich verschärfenden Krise der Wasserversorgung Kaliforniens spielen.“
WF1 nutzt das erprobte Prinzip der Umkehrosmose. Bei diesem Verfahren wird Salzwasser durch eine Membran gepresst. Diese hat so feine Poren, dass Salzmoleküle und Verunreinigungen wie Mikroplastik und Schwermetalle nicht hindurchpassen. Der Aufbau des Drucks in oberirdischen Anlagen benötigt sehr viel Energie. In 400 Metern Tiefe herrscht der dortige Wasserdruck aus, um das Salzwasser durch die Membran zu pressen.
Druckunterschied zwischen zwei Kammern
Die Anlage hat zwei Kammern. In die erste wird das Meerwasser, angetrieben von dem Druck in 400 Metern Tiefe, hineingedrückt. Es passiert die Membran, weil in der zweiten Kammer ein viel geringerer Druck herrscht, da sie mit dem Sammelbehälter an Land verbunden ist. Er ist immer noch so groß, dass das Trinkwasser ohne sonderliche Pumpkraft in diesen Behälter strömt. Die Lake, also das Wasser mit erhöhter Salzkonzentration, wird ins Meer zurückgeleitet. Möglicherweise muss es über eine zusätzliche Pipeline vom Standort der Anlage weggeleitet werden, weil die Salzkonzentration in der Nähe ständig steigen könnte. Möglichweise reichen aber die Meeresströmungen sowie die Gezeiten aus, um die Lake wieder zu verdünnen.
20.000 Entsalzungsanlagen sind schon in Betrieb
Im März dieses Jahres testete OceanWell eine kleine Pilotanlage mit Erfolg. Eingesetzt werden die gleichen Membranen wie in oberirdischen Anlagen. 2028 sollen die ersten kommerziellen Trinkwasserbereiter in Angriff genommen werden. Sie werden komplett in einer Fabrik hergestellt, im Meer versenkt und auf vorbereiteten Fundamenten befestigt. Das Produkt könnte zum Exportschlager werden, denn weltweit haben vier Milliarden Menschen keinen gesicherten Zugang zu sauberem Trinkwasser. Dabei gibt es weltweit bereits mehr als 20.000 Meerwasserentsalzungsanlagen, die pro Tag rund 100 Millionen Kubikmeter Trinkwasser produzieren.
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