Die Entsalzung boomt. Aber was ist mit der ganzen giftigen Sole?

Wenn die Menschen nur Meerwasser trinken könnten, ohne zu sterben, würden wir uns nicht in einer Wasserkrise wiederfinden. Um nicht zu sterben, muss man zuerst Salzwasser abkochen und den reinen Dampf auffangen, oder man besorgt sich eine schicke Membran, die das gesamte Salz und praktischerweise auch das Meeresleben herausfiltert.

Das ist die umstrittene Idee hinter der groß angelegten Entsalzung – große, teure Anlagen, die Salzwasser in eine Flüssigkeit verwandeln, die einen nicht umbringt. Die klassische Kritik an der Entsalzung lautet, dass die Aufbereitung von Meerwasser enorm viel Energie erfordert und wir nicht mehr fossile Brennstoffe verbrauchen sollten als nötig. Ein weniger bekanntes Problem sind jedoch die Auswirkungen auf die lokale Umwelt: Das Hauptnebenprodukt der Entsalzung ist Salzsole, die von den Anlagen zurück ins Meer gepumpt wird. Das Zeug sinkt auf den Meeresboden und richtet in den Ökosystemen verheerenden Schaden an, indem es den Sauerstoffgehalt senkt und den Salzgehalt in die Höhe treibt.

Dummerweise hatten die Wissenschaftler bisher keine genaue Vorstellung davon, wie viel Salzsole die 16.000 weltweit betriebenen Entsalzungsanlagen produzieren. Bis jetzt. Forscher berichten heute, dass die weltweite Produktion von Entsalzungssole um 50 Prozent höher ist als bisher angenommen und sich auf 141,5 Millionen Kubikmeter pro Tag beläuft, verglichen mit 95 Millionen Kubikmetern tatsächlichem Süßwasser aus den Anlagen. Das sind zwar schlechte Nachrichten für die Umwelt, aber die Lage ist nicht ganz so schlimm: Die Entsalzungstechnik entwickelt sich rasch weiter, so dass die Anlagen immer effizienter werden, sowohl was die produzierte Sole als auch den Energieverbrauch angeht.

Entsalzungsanlagen lassen sich in der Regel in zwei Kategorien einteilen: thermische Anlagen und Membrananlagen. Bei der thermischen Entsalzung wird Meerwasser angesaugt, erhitzt, um den reinen Dampf zu erhalten, und die verbleibende Sole zurück ins Meer gepumpt. Bei den Membranen wird das Meerwasser mit hohem Druck durch eine Reihe von Filtern gepresst, die das Salz und andere Verunreinigungen herausfiltern.

Die thermische Methode ist eher die alte Schule – vor den 1980er Jahren wurden 84 Prozent des entsalzten Wassers durch dieses Verfahren gewonnen. Seit Beginn des neuen Jahrtausends hat sich jedoch eine bestimmte Art von Membrantechnologie, die Umkehrosmose (kurz RO genannt), exponentiell verbreitet. RO-Anlagen produzieren heute 69 Prozent des entsalzten Wassers weltweit.

Warum? Weil RO billiger und effizienter ist. Fortschritte in der Membrantechnologie bedeuten, dass die Anlagen immer weniger Druck und damit Energie benötigen, um Meerwasser zu filtern. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei der Umkehrosmose weniger Salzsole anfällt. Bei der thermischen Aufbereitung können bis zu 75 Prozent des Wassers als Salzlauge zurückbleiben. Bei der Umkehrosmose ist das Verhältnis von Süßwasser zu Abwasser eher 50:50.

„Es hängt auch vom Speisewasser ab“, sagt Edward Jones, Mitautor der neuen Studie und Umweltwissenschaftler an der Universität Wageningen in den Niederlanden. „Die Umkehrosmose ist am wenigsten effizient, wenn man stark salzhaltiges Wasser, wie Meerwasser, entsalzt. Und sie wird immer effizienter, wenn der Salzgehalt des Speisewassers sinkt.“

Dies ist ein wichtiger Aspekt, denn nicht alle Entsalzungsanlagen verarbeiten Meerwasser. Wenn Sie sich die Karte oben ansehen, werden Sie feststellen, dass viele von ihnen im Landesinneren liegen. In diesen Anlagen wird Brackwasser (d. h. nur leicht salzhaltiges Wasser) aus Grundwasserleitern oder Flüssen zu Trinkwasserzwecken oder zur Verwendung in Industrie und Landwirtschaft aufbereitet. Sie sind von Natur aus effizienter als Küstenanlagen, die Meerwasser verarbeiten.

Das ist einer der Gründe, warum die Küstenanlagen im Nahen Osten und in Nordafrika einen erstaunlichen Anteil der weltweiten Salzsole produzieren. Insgesamt 173 Länder und Gebiete betreiben Entsalzungsanlagen, aber nur vier Länder – Saudi-Arabien, die Vereinigten Arabischen Emirate, Kuwait und Katar – produzieren 55 Prozent der weltweiten Salzsole, so die neue Studie.

Der zweite Grund für die Diskrepanz ist, dass im Nahen Osten ältere, ineffiziente thermische Anlagen eingesetzt werden, während der Rest der Welt auf Umkehrosmoseanlagen umgestellt hat. „Diese Anlagen sind sehr, sehr teuer im Bau, so dass es unwahrscheinlich ist, dass sie vom Netz genommen werden“, sagt Jones. „Es wird also weiterhin diese Anlagen geben, die große Mengen an Sole produzieren, vor allem im Nahen Osten, wo es ein sehr gut ausgebautes Netz von thermischen Entsalzungsanlagen gibt.“

Die Länder im Nahen Osten können es sich leisten, diese energiehungrigen Anlagen weiter zu betreiben, weil sie reich an Öl, aber arm an Wasserressourcen sind. Aber da die Bevölkerung in anderen Teilen der Welt wächst und der Klimawandel zu Dürreperioden führt, wird die Entsalzung zu einer zunehmend attraktiven Option. (Analysten prognostizieren für die nächsten vier Jahre eine jährliche Wachstumsrate von fast 9 Prozent für die Branche. Wie sehr die Entsalzung in letzter Zeit geboomt hat, zeigt die unten stehende Grafik). Letztes Jahr hat sich Kapstadt beispielsweise beeilt, vorübergehende Umkehrosmoseanlagen in Betrieb zu nehmen, um die Stadt vor einer schlimmen Dürre zu bewahren.

„Die zunehmende Wasserknappheit ist der Hauptgrund“, sagt Manzoor Qadir, Mitverfasser der neuen Studie und stellvertretender Direktor des Universitätsinstituts der Vereinten Nationen für Wasser, Umwelt und Gesundheit. „Gleichzeitig sind die Länder, in denen die Entsalzung enorm zugenommen hat, die Länder, die es sich leisten können.“

Der Boom bei der Entsalzung bringt eine Flutwelle von Salzsole mit sich. Da dieses Material dichter ist als normales Meerwasser, sinkt es auf den Meeresboden und stört lebendige Lebensgemeinschaften, die viel weniger Salz und viel mehr Sauerstoff benötigen. Die Anlagen können die Auswirkungen auf die Umwelt abmildern, indem sie beispielsweise die Sole mit Meerwasser mischen, bevor sie abgepumpt wird, um sie zu verdünnen. Sie könnten auch dafür sorgen, dass das Nebenprodukt dort ausgestoßen wird, wo die Strömung am stärksten ist, damit die Sole schneller abgeführt wird. Im Landesinneren könnte eine Anlage das Wasser in Becken verdampfen und das restliche Salz abtransportieren.

Aber Sole ist mehr als nur hypersalines Wasser – sie kann mit Schwermetallen und Chemikalien belastet sein, die verhindern, dass das Speisewasser die komplizierte und teure Anlage verseucht. „Die im Prozess verwendeten Antifoulingmittel, insbesondere bei der Vorbehandlung des Quellwassers, reichern sich an und gelangen in Konzentrationen in die Umwelt, die möglicherweise schädliche Auswirkungen auf die Ökosysteme haben können“, sagt Jones. Die Verdünnung kann zwar das Problem des hohen Salzgehalts lösen, aber die chemischen Giftstoffe werden dadurch nicht beseitigt.

Aber darin liegt eine Chance: Die Abwässer können auch wertvolle Elemente wie Uran enthalten. Das könnte ein ausreichender Anreiz sein, um die Entsalzungssole von einem schädlichen Nebenprodukt in eine Einnahmequelle zu verwandeln. Oder man könnte Verdunstungsbecken im Landesinneren nutzen, um kommerzielles Streusalz zum Auftauen von Straßen zu produzieren. Und das könnte dazu beitragen, die Industrie zu sanieren, weil der Kapitalismus.

„Es gibt definitiv wirtschaftliche Möglichkeiten“, sagt Jones. „Deshalb betonen wir, dass es hier auch positive Nachrichten gibt. Es gibt nicht nur eine Chance, sondern auch eine große Herausforderung.“

Desal, mit all seinen Fehlern, wird nicht verschwinden. Da es billiger wird, wird die Akzeptanz weiter zunehmen. Die Länder des Nahen Ostens setzen voll und ganz auf sie, während andere Regionen wie Südkalifornien sie als Ergänzung zu den traditionellen – und zunehmend unberechenbaren – Wasserquellen nutzen. Eine von Poseidon Water betriebene Anlage produziert beispielsweise 10 % der Wasserversorgung von San Diego County.

„Das ist genug Wasser, um 400.000 Einwohner zu versorgen“, sagt Jessica Jones, Sprecherin von Poseidon. „Dies ist die einzige neue Wasserversorgung im Bezirk, die nicht von der Schneedecke in den Sierras oder den örtlichen Niederschlägen abhängig ist – sie ist wirklich klimafest.“

Abgesehen von der Tatsache, dass der Meeresspiegel aufgrund des Klimawandels ansteigt, was Meerwasserentsalzungsanlagen auf der ganzen Welt bedroht. Und ironischerweise verbrauchen diese Anlagen enorme Mengen an Energie und tragen so zum Emissionsproblem bei. „Aus Sicht der Auswirkungen ist die Energieintensität enorm“, sagt Michael Kiparsky, Direktor des Wheeler Water Institute an der UC Berkeley, der an dieser Studie nicht beteiligt war. „Selbst wenn sie mit erneuerbaren Energiequellen wie Sonnen- oder Windenergie betrieben werden, verbraucht man immer noch eine enorme Menge an Energie, die im Prinzip an anderer Stelle eingesetzt werden könnte, um den Verbrauch fossiler Brennstoffe zu ersetzen.“

„Die Entsalzung ist kein Allheilmittel“, fügt Kiparsky hinzu. An einem Ort wie Kalifornien kann sie eine Ergänzung zu traditionelleren Wasserquellen wie der Schneedecke sein. Auch wenn sich die Effizienz dieser Anlagen verbessern wird, handelt es sich immer noch um eine Technologie, die grundsätzlich Energie verbraucht. „Es gibt theoretische Grenzen für die Verringerung der Energieintensität, die bei der Meerwasserentsalzung möglich ist“, sagt Kiparsky. „Sie wird nie billig sein.“

Das ist eine erschreckende Welt, die wir für uns selbst geschaffen haben. Aber vielleicht ist es noch nicht zu spät, die Dinge in Ordnung zu bringen.

Weitere großartige WIRED-Geschichten

• Wie Corning superreines Glas für Glasfaserkabel herstellt
• Hyundais Konzept des gehenden Autos erfindet das Rad neu
• Gib dich der dunklen (Modus-)Seite hin
• Die lebensverändernde Magie der maximalen Selbstoptimierung
• Was ist XR, und wie bekomme ich es?
• 👀 Suchen Sie nach den neuesten Gadgets? Unsere Tipps, Geschenkideen und besten Angebote für das ganze Jahr
• 📩 Holen Sie sich noch mehr Insiderwissen mit unserem wöchentlichen Backchannel-Newsletter