Solare Meerwasserentsalzung: Eine Technologie mit Zukunft?

Das Ziel jeder ökologisch verträglichen Meerwasserentsalzung muss die umweltfreundliche Wassergewinnung sein.

Derzeit haben weltweit ca. 1,2 Milliarden Menschen keinen direkten und regelmäßigen Zugang zu Trinkwasser. Die Gewinnung von Wasser aus dem Meer scheint daher ein zukunftsfähiges Projekt zu sein. Alleine im Jahr 2008 wurden etwa 35 Milliarden Liter Trinkwasser pro Tag aus dem Meer gewonnen. (Quelle: Spektrum der Wissenschaft, 5/2008) und die Tendenz ist stark steigend. Der folgende Text untersucht die Chancen und Risken bei der Produktion von Trinkwasser auf solare Alternativen umzusteigen.

Als Meerwasserentsalzung bezeichnet man die Gewinnung von Trink- oder Nutzwasser aus Meerwasser. Dieses Verfahren ist seit langer Zeit erprobt und stellt beispielsweise im Nahen Osten die wichtigste Quelle für die Wassergewinnung dar. Auch auf Schiffen, Inseln, U-Booten und anderen Orten an denen es kein oder nur wenig Wasser gibt, wird die Meerwasserentsalzung schon seit längerem eingesetzt.

Konventionelle Ansätze und ihre Alternativen:

Prinzipiell gibt es heute schon sehr viele unterschiedliche Methoden Meerwasser zu entsalzen: Entspannungsverdampfung (z. B. Dschabal Ali, Dubai) , Umkehrosmose (Helgoland), mehrstufige Vakuum-Destillationsanlagen mit Wärmepumpen, Brüdenkompressions-Verfahren… Diese konventionellen Methoden haben aber zumindest zwei gravierende Nachteile: Zum Einen sind sie technisch relativ aufwendig und somit kaum zum dezentralen Einsatz (z. B. In Krisengebieten) geeignet. Zum Anderen benötigen sie relativ viel Energie. Da Trinkwassermangel meist in Regionen mit hoher Sonneneinstrahlung herrscht sind solare Destillationsanlagen eine durchaus sinnvolle Alternative. Dabei unterscheidet man zwei unterschiedliche Verfahrenswege:

1. Einfache solare Verfahren in der Art von Gewächshäusern: Die Sonne scheint auf das Gewächshaus, erhitzt es und führt dazu, dass das Wasser verdampft und sich an kühleren Stellen niederschlägt. Das Salz verbleibt im nicht verdampften Wasser. Ein einfaches Beispiel für dieses Prinzip stellt der so genannte Watercone dar. Dabei handelt es sich um einen wartungsfreier Kegel, an dessen Wänden das Destillat, das in einem Auffangbehälter gesammelt wird, abrinnen kann. Auch das Aqua Solar System von Zonewater ist eine ähnlich simple Lösung. Anlagen dieser Art sind in Entwicklungsländern und bei Naturkatastrophen sehr praktisch, weil sie keinerlei Infrastruktur benötigen. Ihr Nachteil ist, dass die Ausbeute relativ gering ist.

2. Mehrstufige Solardestillen versuchen die Sonnenenergie vielfach zu nutzen: Diese Anlagen erreichen einen wesentlich höheren Wirkungsgrad, sind aber nicht nur wesentlich effizienter sondern auch komplexer. Egal ob es sich bei diesen Anlagen um die Feuchtluft-Gegenstromdestille, die Multi-Effekt-Destille oder ein anderes Verfahren handelt: Herstellung und Betrieb dieser Anlagen sind ähnlich komplex wie die ihrer konventionell betriebenen Pendants. Allerdings haben sie andere Vorteile wie die Unabhängigkeit vom Energiemarkt oder der nicht vorhandene CO2-Ausstoß.

Derzeit sind die solaren Anlagen noch deutlich in der Minderheit, die meisten Meerwasserentsalzungsanlagen werden derzeit noch mit fossilen Brennstoffen betrieben. Mittel- bis längerfristig bieten sich hier mehrstufige solare Anlagen als kostengünstigere und umweltfreundlichere Alternative an. Allerdings gibt es auch bei diesen Anlagen Probleme: Obwohl sie kein CO2 erzeugen, fällt auch bei ihnen ein gefährliches Abfallprodukt an: Die so genannte „Brine“, der extrem salzhaltige Rückstand der Anlagen.

Mit dem Problem der „Brine“ haben also beide Formen der Wassergewinnung zu kämpfen: Sowohl bei der solaren als auch bei der konventionellen Produktion fällt die gleiche Menge dieser salzhaltigen Lösung an. Der große Unterschied zwischen beiden Verfahren besteht in anderen Bereichen: Der nicht vorhandene CO2 Ausstoss, das günstige Kosten-Nutzenverhältnis, die Unabhängigkeit von Preisschwankungen am Energiemarkt sowie die flexiblen Eisatzmöglichkeiten sind Argumente, die für die solare Variante sprechen.

Schlussfolgerung

Das Ziel jeder ökologisch verträglichen Meerwasserentsalzung muss also die umweltfreundliche Wassergewinnung in Kombination mit einem strikten Wasser-Sparkurs sein. Ein reiner Umstieg von der konventionellen auf die solare Trinkwassergewinnung ist somit nicht ausreichend, wenn er nicht mit einer deutlich verbesserten Wasserwirtschaft und einem sinnvollen Wassermanagement in Verbindung steht.

Doch dies scheint (zumindest derzeit) nicht der Fall zu sein. In Abu Dhabi, dem grössten der Vereinigten Arabischen Emirate werden im Moment täglich unglaubliche 500 Liter Wasser pro Einwohner verbraucht. Demgegenüber erscheinen ja sogar die viel geschmähten Amerikaner relativ genügsam zu sein: Sie bringen es auf „lediglich“ 300 Liter täglich. Und in Deutschland? Hier liegt der aktuelle Wasserverbrauch bei ca. 125 Liter pro Person und Tag. Und trotzdem gibt es hier wohl noch jede Menge Einsparungsmöglichkeiten…