Meerwasserentsalzung ist der Prozess der Entfernung von Salz und Verunreinigungen aus Meerwasser durch technische Mittel, um es in trinkbares oder landwirtschaftliches Süßwasser umzuwandeln. 97,5% der Wasserressourcen der Erde sind Meerwasser mit hohem Salzgehalt, und nur 2,5% sind Süßwasserressourcen, von denen die meisten in Gletschern eingeschlossen sind. Daher ist die Meerwasserentsalzung für wasserarme Länder weltweit zu einer zentralen Lösung zur Überwindung der Ressourcenknappheit geworden, und in vielen Küstenregionen hat sie sich von einer ergänzenden Maßnahme zu einem strategischen Pfeiler entwickelt.
Was sind die drei wichtigsten Entsalzungssysteme?
Gegenwärtig gibt es bei den gängigen Meerwasseraufbereitungstechnologien drei Hauptsysteme, von denen jedes seine eigenen geeigneten Anwendungen und Vorteile hat.
MSF-Technik
Die Technologie der mehrstufigen Flash-Destillation (MSF) ist ausgereift und zuverlässig. Sie funktioniert durch schrittweise Druckreduzierung, um vorgewärmtes Meerwasser sofort zu verdampfen und zu kondensieren. Die Betriebstemperaturen liegen unter 120℃, so dass sie sich für groß angelegte Kraft-Wärme-Kopplungsprojekte eignet. Die Jubail-Entsalzungsanlage in Saudi-Arabien beispielsweise nutzt diese Technologie und produziert 460 000 Kubikmeter Süßwasser pro Tag, was sie zur weltweit größten mehrstufigen Flash-Destillationsanlage macht.
MED-Technologie
Die Technologie der Niedrigtemperatur-Multieffekt-Destillation (MED) entwickelt sich aufgrund ihrer energiesparenden Eigenschaften rasch. Die Betriebstemperaturen liegen unter 70℃. Die Entsalzungsanlage Taweelah A1 in den Vereinigten Arabischen Emiraten besteht aus 14 Einheiten und produziert 240 000 Kubikmeter Süßwasser pro Tag und dient als Maßstab für diese Art von Technologie.
RO-Technologie
③ Die Umkehrosmose (RO)-Technologie ist aufgrund ihres geringen Energieverbrauchs die am schnellsten wachsende Technologie. Bei Umgebungstemperatur drückt ein hoher Druck Wassermoleküle durch eine halbdurchlässige Membran und hält die Salze zurück. Die Entsalzungsanlage von Ashkelon in Israel beispielsweise ist das größte Umkehrosmoseprojekt der Welt und produziert 330 000 Kubikmeter Süßwasser pro Tag. Durch technologische Optimierung konnte Israel die Kosten pro Tonne Wasser von $1,02 im Jahr 1985 auf 48 Cent im Jahr 2005 senken.
Warum ist die Meerwasserentsalzung so populär geworden?
Die breite Einführung der Meerwasseraufbereitung hängt von kontextspezifischen Praktiken und gut etablierten Mechanismen ab.
- Als ein Land, das mit extremer Wasserknappheit konfrontiert ist, ist Israel für 70% seiner Trinkwasserversorgung auf Entsalzung angewiesen. Durch marktorientierte Modelle wie BOT und BOO führt die Regierung privates Kapital ein, garantiert Mindestabnahmemengen und -preise und verringert so die Investitionsrisiken.
- Viele Länder des Nahen Ostens nutzen ein kombiniertes Energie- und Wasserproduktionsmodell, bei dem Dampf und Strom aus Kraftwerken zum Betrieb von Entsalzungsanlagen verwendet werden. Die Entsalzungsanlage in Fujairah in den Vereinigten Arabischen Emiraten nutzt die Technologie der thermischen Membran-Kraft-Wärme-Kopplung und produziert 454.000 Kubikmeter Wasser pro Tag, wobei ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Kosten und Effizienz erreicht wird.
- Die EU stellt bis zu 80% der Mittel für Entsalzungsprojekte in ihren Mittelmeerländern bereit.
- In Japan werden Entsalzungsprojekte als öffentliche Dienstleistungen behandelt, wobei die Zentralregierung 85% der Baukosten für Entsalzungsanlagen auf der Insel Okinawa übernimmt.
- Südkoreanische Unternehmen wie Doosan Heavy Industries beteiligen sich am Bau einer großen thermischen Membran-Entsalzungsanlage in Saudi-Arabien und nutzen dabei ihre technologischen Vorteile. Dieses Projekt soll 880.000 Kubikmeter Süßwasser pro Tag produzieren.
Was sind die zukünftigen Entwicklungstrends für die Meerwasseraufbereitung?
Derzeit bewegt sich die Meerwasserentsalzung in Richtung technologische Integration und grüne Transformation. So entwickeln sich die Kraft-Wärme-Kopplung und die Kopplung von erneuerbaren Energien mit der Entsalzung zu Trends. Im Nahen Osten werden herkömmliche thermische Entsalzungsanlagen allmählich durch membranbasierte Systeme ersetzt, während amerikanische und japanische Unternehmen sich auf die Forschung und Entwicklung von Umkehrosmose-Membranen und Energierückgewinnungsvorrichtungen konzentrieren und dabei Energierückgewinnungseffizienzen von über 95% erreichen. Mehr als 130 Länder weltweit haben diese Technologie übernommen und produzieren täglich mehr als 37,75 Millionen Kubikmeter entsalztes Wasser, von denen 80% für die Trinkwasserversorgung verwendet werden, was eine wichtige Garantie für die Wassersicherheit darstellt.
