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Die unbändige Wucht des Meeres täuscht darüber hinweg, dass die Reserven an nutzbarem Süßwasser stetig schwinden. © colourbox.de Lupe
Die unbändige Wucht des Meeres täuscht darüber hinweg, dass die Reserven an nutzbarem Süßwasser stetig schwinden.
Meerwasserentsalzung
Technologie mit Tücken
Der Ozean bietet ein schier unerschöpfliches Reservoir an Wasser. Meerwasserentsalzung erscheint daher als probates Mittel gegen den weltweiten Wassermangel. Hätte die Technik nicht einen gewaltigen Nachteil.
Durch den fortschreitenden Klimawandel stehen viele Länder vor einer akuten Trinkwassernot. Kalifornien hat schon seit vielen Jahren mit der dort herrschenden Dürre zu kämpfen, die immer wieder Tribut von den Bürgern, aber auch der Umwelt fordert. Für den Nahen Osten ist das Problem des Wassermangels nicht neu. Die Lösung: Meerwasserentsalzung.

Zwar kommt man so an frisches Trinkwasser, doch richtig umweltfreundlich ist die Entsalzung nicht. Durch das Absaugen des Meerwassers werden Fische, Plankton und andere Organismen in die Anlage geschleust, die dort im Filtersystem verenden. Des Weiteren werden die Unreinheiten, die von den Wassermolekülen getrennt werden, zurück ins Meer geleitet. Dieses Abwasser hat einen sehr hohen Salzgehalt, sodass Tier- und Pflanzenwelt im Umfeld der Anlage nachhaltig beeinflusst werden.

Hoher Energieverbrauch
Hinzu kommen die hohen Kosten für solche Anlagen und der enorm hohe Energiebedarf, der oftmals aus fossilen Quellen wie Kohle oder Erdgas gedeckt wird. Die für dieses Jahr geplante Entsalzungsanlage in San Diego, Kalifornien, soll eine Milliarde Dollar kosten und 204 Mio. Liter Trinkwasser am Tag produzieren - gerade genug, um sieben Prozent der Bewohner San Diegos zu versorgen. Die Anlage wird dabei um die 35 Megawatt Energie benötigen. Laut Zeitschrift "Technology Review" könnte man damit rund 30.000 Haushalte Kaliforniens mit Strom versorgen.

Das Innenleben einer Entsalzungsanlage mit Umkehrosmose-Technologie in Barcelona. © James Grellier, cc-by-sa-3Lupe
Eine weitere Entsalzungsanlage in Spanien. © colourboxLupe

Eine andere Möglichkeit der Entsalzung ist die Destillierung des Wassers. Das Wasser wird erhitzt, bei der Verdampfung bleibt das Salz zurück. Der Dampf wird in Rohren aufgefangen und gekühlt, damit wieder flüssiges Wasser entsteht. Doch auch hier gibt es Nachteile: Zum einen ist das Verfahren mit mehreren Schritten aufwendiger als bei der Umkehrosmose. Zum anderen ist das letztendlich erhaltene Wasser so mineralarm, dass es als Trinkwasser nicht mehr gesund ist.

Forschung läuft auf Hochtouren
Trotz aller Nachteile der Meerwasserentsalzung gibt es in vielen Ländern schlicht keine Alternative zur Deckung des Wasserbedarfs. Der Markt für Entsalzungsanlagen ist dementsprechend groß und wächst kontinuierlich. Führende Unternehmen der Branche und die Wissenschaft arbeiten daran, die Technologien zu verbessern und eine umweltschonendere, effektivere und nachhaltigere Methode der Entsalzung zu finden.

Mittlerweile gibt es einige Technologien, die weniger Energie verbrauchen; viele sind noch Pilotprojekte, einige werden schon kommerziell genutzt. So haben Forscher der University of Texas at Austin zusammen mit der Universität Marburg einen Nano-Chip entwickelt, mit dessen Hilfe man das Salz vom eigentlichen Wasser trennen und separat ablaufen lassen kann (siehe Infokasten rechte Spalte). Vorteil: ein geringer Energieverbrauch.

Erst reinigen, dann entsalzen
Ein Startup-Unternehmen der TU Berlin spezialisiert sich auf die Reinigung des Meerwassers, noch bevor es entsalzt wird. Durch mangelnde Vorreinigung des Wassers verstopfen Algen und Schmutz die Anlagen. Akvolution, wie sich das Unternehmen nennt, entwickelte eine Technologie, bei der durch einen Luftfilter Algen an Luftblasen gebunden werden, anschließend wird das Wasser nochmals durch Keramikfilter gereinigt.

So fließt das Wasser gesäubert in die Entsalzungsanlage. Da die ersten Tests erfolgreich waren, darf sich die Technologie schon bald in den Golfstaaten beweisen. Akvolution verspricht hierbei 20% niedrigere Betriebskosten und einen signifikant niedrigeren Energieverbrauch gegenüber traditionellen Technologien.

Die Forscher und natürlich auch die Menschenrechtsorganisationen hoffen, dass sich diese und weitere Methoden der Entsalzung bewähren. Fakt ist, dass immer mehr Länder von der Meerwasserentsalzung abhängig sind, da das Grundwasser immer knapper wird.

Freitag, 11. September 2015,
21.00 Uhr
Thema der Sendung: Wasser
© IWFKostbares Nass
Wasser wird in den kommenden Jahrzehnten wichtiger werden als Öl. Der Vorrat an sauberem Wasser erschöpft sich schneller, als er erneuert werden kann. Wassermangel ist also eine der drängendsten Herausforderungen unserer Zeit.
Die größten Anlagen
Die meisten neuen Meerwasserentsalzungsanlagen werden auf Basis der Umkehrosmose-Techologie gebaut - zuletzt vor allem in China und dem Nahen Osten. Eines der führenden Unternehmen der Branche ist Hyflux Ltd. aus Singapur. Zu den größten Anlagen zählen Magtaa in Algerien mit einer Kapazität von 500,000 m3 pro Tag und Tuaspring in Singapur mit 318,500 m3 pro Tag. Das Marktvolumen zwischen 2008 und 2016 neu zu errichtender Anlagen schätzte Global Water Intelligence im Desalination Market Forecast auf 106 Mrd. Dollar.
Umkehrosmose
Hier greift die am häufigsten angewandte Methode der Umkehrosmose. Das Meerwasser wird in großen Mengen abgesaugt, durch eine weitere Pumpe wird mithilfe des Drucks das Wasser durch eine halbdurchlässige Umkehrosmose-Membran gepresst, die ausschließlich Wassermoleküle durchlässt. So erhält man sauberes Wasser auf der einen Seite, alle Unreinheiten und das Salz, das herausgefiltert wurde auf der anderen.
Der Nano-Chip
Der Chip trennt das Salz vom Wasser durch verschiedene Mikrokanäle und eine spezielle Elektrode. Das alles mit nur 3 Volt, also einer sehr geringer Spannung. Momentan kann der Chip einen Nanoliter Wasser zu 25% entsalzen. Klingt nach wenig? Ist es auch. Ein Nanoliter entspricht 10-9 Liter (0,000000001 Liter). Wird der Prozess mehrmals durchlaufen, gelingt eine Entsalzungsleistung von fast 100%. Bis zur Anwendung in kommerziellem Maßstab ist es noch ein weiter Weg. Dennoch: ein vielversprechender Ansatz.
Schwerpunkt
Wasser