Erneuerbare Energie Nachrichten

Meerwasserentsalzung mit Hilfe der Sonne

Meerwasserentsalzung

Am 28. 7. 2010 hat die UN-Vollversammlung in einem einstimmig gefassten Beschluss (122 Ja-Stimmen bei 41 Enthaltungen) das Recht auf sauberes Wasser als neues Menschenrecht anerkannt. Derzeit hat fast eine Milliarde Menschen keinen direkten Zugang zu sauberem Trinkwasser; soll dieses Recht also umgesetzt werden, so ist konsequentes Handeln auf jeden Fall erforderlich: Denn derzeit ist die weltweit verfügbare Menge an Trinkwasser im Rückgang, wogegen gleichzeitig die Bevölkerungszahl steigt. Eine ökologisch verträgliche Alternative könnte allerdings die „Solare Meerwasserentsalzung“ bieten. Wir wollen im Folgenden einen kurzen Überblick über die Möglichkeiten und Grenzen dieser Technologie bieten.

Das Meer als Trinkwasserreservoir. Ein alter Traum der Menschheit, der in den letzten Jahrzehnten mithilfe einer neuen Technik umgesetzt wurde: Die Meerwasserentsalzung. Dieses Verfahren ist heute bereits im Nahen Osten eine der wesentlichen Quellen der Wassergewinnung. Aber nicht nur im arabischen Raum, sondern auch an anderen Orten der Erde wird Trinkwasser inzwischen aus dem Meer gewonnen: Schiffe und U-Boote, abgelegene Inseln, und trockene Orte fernab der Zivilisation setzen diese Technologie bereits seit längerem ein.

Technische Grundlagen der Meerwasserentsalzung

Der Traum Meerwasser zu entsalzen existiert schon seit Jahrtausenden in den Köpfen der Menschen. Das erste, bekannte Dokument, das diese Idee auch tatsächlich anspricht, ist ein von Aristoteles niedergeschriebenes Experiment, das sich eines Verfahrens bedient, das man heute Umkehrosmose nennt. In der Neuzeit wurde dann ab 1869 erstmals im großen Stil Trinkwasser aus dem Meer gewonnen: Die Briten bauten am Golf von Aden die erste große Entsalzungsanlage, um ihre Flotte zu versorgen.

Inzwischen sind weltweit über 10.000 Meerwasserentsalzungsanlagen im Einsatz, aus den Medien sind u. A. die riesige Entspannungsverdampfungsanlage in Dschabal Ali (Dubai) oder die Umkehrosmoseanlage auf Helgoland bekannt. Darüber hinaus gibt es natürlich auch noch viele andere Wasserwerke, die teilweise auf sehr unterschiedlichen technischen Vorgaben beruhen. So konnten sich z. B. mehrstufige Vakuum-Destillationsanlagen mit Wärmepumpen oder das Brüdenkompressions-Verfahren in den letzten Jahren etablieren.

So groß die Vorteile der Trinkwassergewinnung aus dem Meer aber auch sind, so klar muss man aber auch die Nachteile der derzeitig bevorzugt eingesetzten Technologien sehen: Die technisch ziemlich aufwendigen Anlagen sind zum dezentralen Einsatz (z. B. In Krisengebieten, bei Katastrophen…) überhaupt nicht geeignet. Hier gilt es neue Möglichkeiten für Entwicklungsländer zu schaffen. Ein weiterer Nachteil der aktuell eingesetzten Anlage ist, dass sie relativ viel Energie benötigen und meist mit fossilen Brennstoffen betrieben werden. Trinkwassermangel herrscht naturgemäß aber in Gegenden mit intensiver Sonneneinstrahlung Solare Trinkwassergewinnung könnten also dort durchaus attraktiv sein.

Arten der solaren Energiegewinnung

Meerwasserentsalzung mit Hilfe der Sonne

Prinzipiell unterscheidet man zwei unterschiedliche Systeme der solaren Trinkwassergewinnung: Einfache solare Verfahren nach dem Gewächshausprinzip (Watercone, Aqua Solar System von Zonewater…) und komplexe, industrielle Verfahren, die meist mehrstufig sind. Während sich die Anlagen der ersten Art hervorragend in Entwicklungsländern, in Krisengebieten und in Katastrophenregionen einsetzen lassen, sind die Anlagen der zweiten Kategorie eher für die Versorgung von breiten Bevölkerungsschichten in Ballungsräumen einsetzbar. Ihre Effizienz ist in jeder Hinsicht deutlich höher, allerdings sind sie auch wesentlich komplexer und nur für den stationären Betrieb geeignet. Unterschiedliche Systeme sind beispielsweise die Feuchtluft-Gegenstromdestille oder die Multi-Effekt-Destille.

Der Vorteil dieser Anlagen ist die totale Unabhängigkeit vom Energiemarkt und die ökologische Komponente. Durch den Verzicht auf fossile Energieträger fällt außer dem Salz keinerlei Abfall an. Hier ist natürlich in Zeiten des Klimawandels vor allem die äußerst positive CO2-Bilanz der solar betriebenen Anlagen wichtig.

Derzeit sind die solaren Trinkwasserdestillen noch deutlich in der Minderheit, meist wird das Wasser noch mithilfe fossiler Energieträger gewonnen. Der Hauptgrund für diese Dominanz der konventionell betriebenen Anlagen liegt im nach wie vor geringerem Preis pro m³ Wasser, wenn es auf fossiler Basis gewonnen wird. Dies wird sich aber in Zukunft wahrscheinlich ändern: Zum Einen werden Solarkollektoren immer effizienter werden, zum Anderen werden die Preise für fossile Energieträger in Zukunft weiter steigen. Wann die solare Trinkwassergewinnung also im großen Stil auch wirtschaftlich attraktiv ist, ist nur eine Frage der Zeit.

Längerfristig scheint es also so zu sein, dass der Trinkwassermangel, der weltweit herrscht, auf einer ökologischen Basis gelöst werden kann. Die Voraussetzung ist allerdings, dass vermehrte Forschungen im Bereich der Solarenergie unternommen werden um dieses Verfahren endlich auch wirtschaftlich konkurrenzfähig zu machen.

Sollte dies gelingen, so gibt es eigentlich nur ein einziges Argument, das gegen die solare Trinkwassergewinnung als Basis einer zukunftsfähigen weltweiten Wasserversorgung spricht: Mit zunehmenden Wasserentnahmen steigt logischer Weise auch die Menge des produzierten Salzes an. Und was mit dem Salz geschehen soll, ist nach wie vor unklar: Als „Brine“ in das Meer zurückgeleitet führt es langfristig zu einer Übersalzung der Meere. Hiervon sind vor allem kleinere Binnenmeere betroffen. An Land gelagert, kommt es aber früher oder später zur Auswaschung durch den Regen und in weiterer Folge zur Kontaminierung von Grundwasser. Dies bedeutet aber, dass die verbleibenden Trinkwasserreservoirs versalzen werden. Neben der Steigerung der solaren Effizienz ist also auch die Salzfrage vorrangig, wenn die weltweite Gewinnung von Wasser auf eine nachhaltige Basis umgestellt werden soll.