Entsalzung

Entsalzung ist der Prozess der Entfernung von Salz aus dem Meer oder Brackwasser, um es für eine Reihe von „geeigneten“ Zwecken, einschließlich Trinken, nutzbar zu machen. Sie kann somit zur Anpassung an den Klimawandel unter all den Umständen beitragen, in denen die Probleme der Wasserknappheit in Zukunft verschärft werden können. Die Entsalzung erzeugt ein Nebenprodukt, Sole (eine konzentrierte Salzlösung), die entsorgt werden muss. Entsalzungstechniken umfassen:

• Elektrisch angetriebene Technologien: Umkehrosmose ist die am häufigsten verwendete Technik: es besteht darin, Wasser mit Osmosemembranen zu filtern, die Salz vom Wasser trennen. Futterwasser wird durch die aufgerollte Membran mit hohem Druck erzwungen. Andere Techniken sind Mechanische Dampfkompression (MVC) und elektrische Dialyse (EDR)
• Thermisch angetriebene Technologien: mehrstufige Blitzdestillation (MSF), Multieffektdestillation (MED), Thermal Vapour Compression (TVC) und Membrandestillation (MD).

Laut dem UN World Water Development Report 2014 gibt es derzeit weltweit mehr als 16.000 Entsalzungsanlagen mit einer globalen Betriebskapazität von rund 70 Millionen m³/Tag und die Betriebskapazität könnte sich bis 2020 verdoppeln. Derzeit wird Entsalzung weitgehend im Nahen Osten und Nordafrika (70 % der globalen Kapazität), in den USA, zunehmend in Asien, aber in begrenztem Maße in Europa (10 % der globalen Kapazität) verwendet. Mehrere südliche EU-Länder nutzen jedoch Entsalzung, um den Süßwasserbedarf zu decken. Spanien ist der größte Anwender von Entsalzung mit derzeit 700 Entsalzungsanlagen und einer Kapazität von 1,6 Millionen m³ pro Tag und versorgt 8 Millionen Menschen täglich mit Wasser. In anderen EU-Mittelmeerländern ist die Kapazität deutlich geringer: etwa 240 000 m³/Tag in Italien, 100 000 m³/Tag in Zypern und 30 000 m³/Tag in Griechenland (EWR, 2012). Die Entsalzung soll sich in den nächsten 50 Jahren in Spanien verdoppeln. Das Vereinigte Königreich hat 2010 seine erste Entsalzungsanlage im Osten Londons, die Thames Water Desalination Plant, eröffnet.

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Strukturell und physisch: technologische Optionen

Stakeholderbeteiligung

In Ermangelung einer obligatorischen UVP gibt es kein förmliches Konsultationsverfahren für den Bau einer Entsalzungsanlage. Die Beteiligung hängt von den lokalen Rechtsvorschriften ab.

Erfolgsfaktoren und Hemmnisse

Entsalzung ist sehr energieintensiv: Entsalzung ist ein Beispiel für Konflikte zwischen Minderungs- und Anpassungsmaßnahmen, da sie nach wie vor die energieintensivste Wasseraufbereitungsmethode ist und die meisten Länder ihre Entsalzungsanlagen mit fossilen Brennstoffen versorgen. Der Energieverbrauch zur Entsalzung durch Umkehrosmose beträgt etwa 4 kWh pro Kubikmeter; die Destillation benötigt ca. 10 kWh pro Kubikmeter. Dadurch sind die Betriebskosten hoch. Die Forschung konzentriert sich auf die Steigerung der Energieeffizienz des Entsalzungsprozesses und die Steigerung der Nutzung sauberer Energie für die Kraftwerke durch die Entwicklung von Synergien zwischen Stromerzeugung und Wasserversorgung. Die International Desalination Association hat das Ziel, bis 2015 eine Energiereduktion von 20 % zu erreichen (UN WWDR 2014). Technologien zur Verringerung des Energieverbrauchs der Entsalzung:

• Verbesserung der Energieeffizienz der Vorbehandlung bei Umkehrosmose
• Entwickeln Sie vorwärts Osmose-Technik über Umkehrosmose
• Elektrodialyse zur Entsalzung entwickeln

Erneuerbare Energien und Entsalzung:

• Kombination aus Entsalzung und thermischer Stromerzeugung, bei der Abwärme aus dem Kraftwerk als Wärmequelle für die Entsalzung genutzt wird.
• Solarbetriebene Entsalzung:  Diese Option ist besonders für trockene Regionen wie den Nahen Osten geeignet. Das von der Internationalen Energieagentur unterstützte Projekt SolarPACES IA zielt darauf ab, Solarenergieanlagen und Entsalzungsanlagen zu kombinieren und die von der Solaranlage erzeugte Abwärme zur Wasserreinigung zu nutzen. In Europa wurden Demonstrationsprojekte in Spanien (Almeria) geleitet. Ein Nachteil der Technik ist, dass saisonale Variationen die Leistung der Pflanze beeinflussen, während die Nachfrage nach Süßwasser im Laufe des Jahres konstant bleiben kann (UN WWDR 2014).

Windbetriebene Entsalzung: In Sydney, Australien, verwenden Entsalzungsanlagen Energie, die vom Capital Wind Farm in der Nähe von Queanbeyan (UN WWDR 2014) erzeugt wird.

Die Soleeinleitung kann sich negativ auf die lokalen Meeresökosysteme auswirken, da sie den Salzgehalt im Meerwasser erhöht. Sole und andere Abfälle, die beim Entsalzungsprozess anfallen, enthalten Chemikalien, die während der Vorbehandlungsphase verwendet werden. Da Sole schwerer ist als Wasser, sammelt sie sich auf dem Meeresboden an und bedroht Arten, die empfindlich auf den Salzgehalt reagieren (EEA, 2012). Ein laufendes Projekt, das von Life + finanziert wird, testet neue Entsalzungstechnologien, die das Volumen der erzeugten Sole minimieren. In Barcelona wird die von der Entsalzungsanlage von Llobregat erzeugte Sole im rein aufbereiteten Wasser der nahegelegenen Kläranlage Baix Llobregat verdünnt, bevor sie ins Meer zurückgeführt wird. Diese Technik reduziert die negativen Auswirkungen von Sole-Entladungen.

Kosten und Nutzen

Die Investitions- und Betriebskosten sind nach wie vor sehr hoch, was die Entsalzung aufgrund von Transportkosten für große wasserverbrauchende Sektoren wie die Landwirtschaft (Bewässerung) oder den Verbrauch in einer Entfernung zur Anlage nicht geeignet macht (UN WWDR 2014). Auch wenn die Technik eine Option in der Region mit mittlerem oder hohem Einkommen scheint, ist sie für die ärmsten Regionen nicht erschwinglich (UN WWDR 2014). Der Energieverbrauch kann die Hälfte der Entsalzungskosten ausmachen, was Energieeinsparungen zu einem sehr wichtigen Element macht, um die Kosten der Entsalzung zu senken. Die Entsalzung ist sehr empfindlich auf die Strompreise. In Spanien hat ein deutlicher Anstieg der Energiepreise seit 2004 in Verbindung mit niedrigen Wasserpreisen die Entsalzung zu kostspielig gemacht und die Nutzung der Technologie verringert. Viele Entsalzungsanlagen im Süden Spaniens laufen unter den Kapazitäten. Im Allgemeinen sind die Kosten aufgrund der technologischen Verbesserung deutlich gesunken, hängen jedoch von der Anlagengröße, der Rohwasserqualität, den Energiekosten und den Finanzierungsbedingungen ab.

Rechtliche Aspekte

In der Mitteilung „Bewältigung der Herausforderung der Wasserknappheit und Dürre in der Europäischen Union“ aus dem Jahr 2007 und später im Entwurf zur Sicherung der europäischen Wasserressourcen (2012) wird eine Hierarchie der Wassermaßnahmen vorgeschlagen, da die alternative Wasserversorgung durch Entsalzung als letztes Mittel genutzt werden sollte, sobald eine andere Verbesserung der Effizienz von Nachfrage und Produktion ausgeschöpft ist. Die Mitteilung über Ressourceneffizienz (KOM(2011) 21) zielt darauf ab, einen Rahmen für politische Maßnahmen zu schaffen, um den Übergang zu einer ressourceneffizienten und CO2-armen Wirtschaft zu unterstützen. Entsalzung wird als Option erwähnt, die eine Lösung für Probleme der Wasserversorgung bietet, aber den Verbrauch fossiler Brennstoffe und die Treibhausgasemissionen erhöhen kann.

Es gibt keinen klaren Rechtsrahmen für die Entsalzung nach EU-Recht. Eine Umweltverträglichkeitsprüfung ist für Entsalzungsanlagen gemäß der UVP-Richtlinie nicht erforderlich. Auch die Auswirkungen des Entsalzungsprozesses, insbesondere der Entlastung, werden nicht berücksichtigt (PRODES-Bericht).

Einige Entsalzungsanlagen wurden bereits aus dem EU-Fonds für regionale Entwicklung (z. B. Alicante II-ES) finanziert, und die EU unterstützt den Bau von Entsalzungsanlagen in Drittländern (z. B. in Gaza).

Umsetzungszeitraum

5-10 Jahre.

Lebensdauer

Variabel.

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