Entsalzung

Nach den EU-Rechtsvorschriften gibt es in Ermangelung einer verbindlichen UVP kein förmliches Konsultationsverfahren für den Bau einer Entsalzungsanlage. Auf Länderebene kann die Einbeziehung von Interessenträgern in Entsalzungsprojekte durch die geltenden spezifischen nationalen Rechtsvorschriften vorgeschrieben oder durch informelle Verfahren aktiviert werden, z. B. um gemeinsam den besten Standort einer Anlage zu ermitteln.

Die Entsalzung ist nach wie vor die energieintensivste Wasseraufbereitungsmethode, und um Fehlanpassungen zu vermeiden, muss sie mit der Nutzung erneuerbarer Energiequellen und der Steigerung der Energieeffizienz kombiniert werden. 

Der Strombedarf variiert je nach Entsalzungstechnologie, dem Salzgehalt der Wasserquelle und dem gewünschten Reinheitsgrad des entsalzten Wassers am Ende der Behandlung. Im Allgemeinen haben Membranentsalzungstechnologien wie Umkehrosmose (RO) einen geringeren Energiebedarf als thermische Technologien wie Mehrstufenblitz (MSF). MSF-Systeme benötigen etwa 83-84 kWh/m3 Energie, während große RO-Systeme 3-5 kWh/m3 für Salzwasser und 0,5-2,6 kWh/m3 für Brackwasser benötigen (Olsson, 2012 in Magagna et al., 2019). Infolgedessen sind die Betriebskosten hoch. Die Internationale Energieagentur schätzt, dass sich der Energieverbrauch der Entsalzung auf globaler Ebene aufgrund der gestiegenen Nachfrage nach Süßwasser bis 2040 voraussichtlich verachtfachen wird (Internationale Energieagentur, 2016). 

Die Forschung konzentriert sich auf die Steigerung der Energieeffizienz des Entsalzungsprozesses und die Steigerung der Nutzung sauberer Energie. Zu den Praktiken, die die Entsalzung mit erneuerbaren Energien kombinieren, gehören: 

• Kombination aus Entsalzung und thermischer Stromerzeugung, bei der Abwärme aus dem Kraftwerk als Wärmequelle für den Entsalzungsprozess genutzt wird. 
• Solarbetriebene Entsalzung; Diese Option eignet sich besonders für trockenere und sonnigere Regionen wie den Nahen Osten, Nordafrika und das Mittelmeer. Im Juli 1988 wurde auf der Plataforma Solar de Almería, einem Solarforschungszentrum im Südosten Spaniens (García-Rodríguez und Gómez-Camacho, 2001), das erste solare Multieffekt-Destillationssystem eingerichtet. 
• Windbetriebene Entsalzung; Beispielsweise auf der griechischen Insel Milos, wo seit 2007 eine Windentsalzungsanlage in Betrieb ist. Das Gerät hat eine Kapazität von 3.000 m 3/ Tag. 
• Entsalzungsanlagen, die mit Meeresenergie betrieben werden; Ein wellenbetriebenes Entsalzungssystem ist beispielsweise für Kap Verde vor der Westküste Afrikas geplant. Der Entwickler behauptet, dass die sogenannte Wave20-Anlage Trinkwasser zu einem Drittel des Preises herkömmlicher Systeme produzieren wird. 
• Entsalzungsanlagen mit Erdwärme; Diese Energiequelle kann Strom und Wärme erzeugen und eignet sich somit sowohl für die thermische Entsalzung als auch für die Umkehrosmose. Ein Projekt auf der Insel Milos (Griechenland) bewies die Lebensfähigkeit der Geothermie für die Entsalzung und produzierte 1.920 m 3/ Tag Süßwasser für die lokale Gemeinschaft zu sehr niedrigen Kosten. 

Die Einleitung von Sole kann sich negativ auf die lokalen Meeresökosysteme auswirken, da sie den Salzgehalt im Meerwasser erhöht. Die durch das Entsalzungsverfahren erzeugte Sole enthält Chemikalien, die in der Vorbehandlungsphase verwendet werden. Da Salzlake schwerer als normales Meerwasser ist, sammelt sie sich auf dem Meeresboden an und bedroht Arten, die empfindlich auf den Salzgehalt reagieren. (EUA, 2012). Die Forschung untersucht, wie Umweltprobleme, die durch die Einleitung und das Management von Sole verursacht werden, am besten gelöst oder minimiert werden können. So zeigte das LIFE ZELDA-Projekt die technische und wirtschaftliche Machbarkeit von Solemanagementstrategien auf der Grundlage der Elektrodialyse-Metathese (EDM) und wertvoller Compound-Recovery-Prozesse mit dem Ziel, einen Null-Flüssigentladungsprozess (ZLD) zu erreichen. Sole kann auch in Chemikalien umgewandelt werden, die im Entsalzungsprozess selbst wiederverwendet werden können (Kumar et al., 2019). 

Die wichtigsten Kostentreiber sind die eingesetzte Technologie, die Energiekosten, die Größe und Konfiguration der Anlage, die Qualität des Speisewassers und des entsalzten Wassers sowie die Anforderungen an die Einhaltung der Umweltvorschriften. Die meisten dieser Faktoren sind ortsspezifisch. Die Kosten für den Transport und die Verteilung von Wasser sind ebenfalls wichtig, und es gibt Kostenvorteile für Anlagen in Küstennähe und auf niedrig gelegenen Flächen (aufgrund des geringeren Energiebedarfs für den Transport nach oben; Ein 100-Meter-Vertikallift ist etwa so teuer wie ein 100-Kilometer-Horizontaltransport). 

Insgesamt sind thermische Entsalzungstechnologien, insbesondere MSF-Anlagen, kapitalintensiver als SWRO. Die Wartungs- und Betriebskosten von SWRO-Anlagen für jede Produktionseinheit sind jedoch doppelt so hoch wie die von MSF-Anlagen und dreimal so hoch wie die von MED-Anlagen. Für beide Technologien, vor allem aber für thermische Anlagen, ist Energie bei weitem der größte Einzelposten wiederkehrender Kosten. Die Qualität des Quellwassers (wie Salzgehalt, Temperatur und Biofouling-Elemente) wirkt sich auf Kosten, Leistung und Haltbarkeit aus, aber auch auf die Wasserqualität, die durch den Entsalzungsprozess erreicht werden kann. 

In der Mitteilung „Bekämpfung der Wasserknappheit und der Dürren in der Europäischen Union“ aus dem Jahr 2007 und später im Blueprint to Safeguard Europe’s water resources (2012) wird eine Hierarchie der Wassermaßnahmen vorgeschlagen, da alternative Wasserversorgung durch Entsalzung als letztes Mittel genutzt werden sollte, sobald andere Effizienzsteigerungen bei Nachfrage und Produktion ausgeschöpft sind. Mit der Mitteilung über Ressourceneffizienz (KOM(2011) 21) soll ein Rahmen für politische Maßnahmen zur Unterstützung des Übergangs zu einer ressourceneffizienten und CO2-armen Wirtschaft geschaffen werden. Die Entsalzung wird als eine Option genannt, die eine Lösung für Wasserversorgungsprobleme bietet, aber den Verbrauch fossiler Brennstoffe und die Treibhausgasemissionen erhöhen kann, wenn sie nicht mit erneuerbaren Energien betrieben wird. Die EU strebt an, bis 2050 klimaneutral zu sein – eine Wirtschaft mit Netto-Null-Treibhausgasemissionen. Dieses Ziel steht im Mittelpunkt des europäischen Grünen Deals und steht im Einklang mit dem Engagement der EU für globale Klimaschutzmaßnahmen im Rahmen des Übereinkommens von Paris. Dies erfordert eine Verlagerung hin zu Entsalzungsanlagen mit höherer Energieeffizienz, die auf erneuerbare Energien ausgerichtet sind. 

Die Umsetzungszeit von Entsalzungsanlagen liegt in der Regel zwischen 3 und 6 Jahren, einschließlich aller Phasen von der Planung bis zum Betrieb. 

Die Lebensdauer ist variabel und hängt von der verwendeten Technologie ab. Zum Beispiel müssen m Embrane alle 2-3 Jahre ersetzt werden.