Solarenergie zur Meerwasserentsalzung

Die Entsalzung vom Meerwasser gewinnt zunehmend an Bedeutung, zahlreiche große Küstenstädte decken auf diese Weise ihren Trinkwasserbedarf ganz oder teilweise. Die Bedeutung dieser Technologie wird im Zuge des Anwachsens der Weltbevölkerung weiter steigen. Wenngleich Wasser auf der Erde scheinbar im Überfluss vorhanden ist, sind doch nur ungefähr 0,3 Prozent davon als Trinkwasser nutzbar. Bereits heute ist rund ein Prozent der Menschheit auf entsalztes Meerwasser angewiesen, dieser Anteil wird relativ kurzfristig deutlich ansteigen. Prognosen zufolge wird in zehn Jahren etwa ein Drittel der Menschheit zumindest von vorübergehenden Engpässen in der Wasserversorgung betroffen sein.

Verschiedene Verfahren der Meerwasserentsalzung

Zur Entsalzung von Meerwasser kommen verschiedene Verfahren zum Einsatz. Beim Entspannungsverdampfen wird das Meerwasser bei einer Temperatur von über 100 Grad verdampft, wobei sich der Wasserdampf vom darin enthaltenen Salz trennt. Pro Tonne Wasser werden dazu etwa 100 Kilowattstunden thermischer Energie benötigt, zusätzlich sind noch etwa drei bis vier Kilowattstunden elektrischer Energie für den Betrieb von Pumpen erforderlich. (Die Angaben zum Energieverbrauch dieses Verfahrens sind sehr widersprüchlich. Allein zum Verdampfen eines Kubikmeters Wasser werden etwa 600 Kilowattstunden benötigt. Oft wird dazu die Abwärme eines nahe gelegenen Kraftwerks genutzt, die ansonsten ohnehin ungenutzt bliebe und daher einfach nicht mitgezählt wird. Andere Verfahren nutzen die bei der Kondensation des Dampfes wieder freiwerdende Energie, ähnlich wie das Brennwertkessel tun. Je nach Zählweise reichen die Angaben zum Energieverbrauch von 10 bis 600 Kilowattstunden pro Tonne.) Mit deutlich weniger Energie kommt jedenfalls die Umkehrosmose aus. Bei diesem Verfahren wird das Meerwasser unter hohem Druck durch eine feinporige Membran gepresst, die das Salz zurückhält. In Großanlagen wird der Druck des durch die Membran gepressten Wassers zurückgewonnen, wodurch der Energiebedarf deutlich auf etwa vier bis fünf Kilowattstunden pro Tonne Wasser sinkt. Deutlich schlechter schneiden Kleinanlagen ohne Rückgewinnung des Drucks ab, sie benötigen mehr als 30 Kilowattstunden pro Tonne.

Der Einsatz von Solarenergie zur Meerwasserentsalzung

Mehrere Gründe sprechen dafür, Entsalzungsanlagen mit Solarenergie zu betreiben. Die Kosten der Entsalzung können so gegenüber dem Einsatz fossiler Brennstoffe deutlich reduziert werden. Hinzu kommt, dass Entsalzungsanlagen grundsätzlich nahezu überall auf der Erde eingesetzt werden können, aber nicht überall eine externe Energieversorgung sichergestellt ist. Als vorteilhaft erweist sich auch, dass Trinkwasser in Wasserreservoirs sehr leicht gespeichert werden kann. Statt Wärme und Strom aufwändig zu speichern, können die Leistungsspitzen der Solarenergie direkt zur Entsalzung des Wassers genutzt werden, da die anschließende Speicherung des Trinkwassers deutlich einfacher ist.