Als mensen zeewater konden drinken zonder dood te gaan, zouden we nu niet in een watercrisis verkeren. Om niet dood te gaan, moet je eerst zout water koken en de zuivere damp opvangen, of een mooi membraan aanschaffen dat al het zout en, handig, het zeeleven eruit filtert.
Dit is het controversiële idee achter grootschalige ontzilting – grote, dure installaties die zout water omzetten in een vloeistof waar je niet dood aan gaat. De klassieke kritiek op ontzilting is dat het een enorme hoeveelheid energie kost om zeewater te verwerken, en dat we eigenlijk niet meer fossiele brandstoffen moeten verbranden dan nodig is. Maar een minder besproken probleem is het effect op het lokale milieu: Het voornaamste bijproduct van ontzilting is pekel, dat door de fabriek weer naar zee wordt gepompt. De pekel zinkt naar de zeebodem en richt een ravage aan in ecosystemen, verplettert het zuurstofgehalte en verhoogt het zoutgehalte.
Wetenschappers hebben helaas geen goed idee hoeveel pekel de 16.000 actieve ontziltingsinstallaties wereldwijd produceren. Tot nu. Onderzoekers melden vandaag dat de wereldwijde productie van ontziltingspekel 50 procent hoger ligt dan eerdere schattingen, in totaal 141,5 miljoen kubieke meter per dag, vergeleken met 95 miljoen kubieke meter feitelijke zoetwaterproductie van de installaties. Slecht nieuws voor het milieu, om zeker te zijn, maar de dingen zijn niet helemaal triest: Ontziltingsinstallaties worden steeds efficiënter, zowel wat betreft de pekel die ze produceren als de energie die ze verbruiken.
LEER MEER
The WIRED Guide to Climate Change
Ontziltingsinstallaties vallen doorgaans in een van de twee categorieën: thermische en membraaninstallaties. Bij thermische ontzilting zuig je zeewater aan, verwarm je het om de pure damp te krijgen en pomp je de resterende pekel terug naar zee. Met membranen duw je zeewater onder hoge druk door een serie filters, die al het zout en andere verontreinigingen eruit halen.
Thermisch is de meer ouderwetse methode – vóór de jaren tachtig van de vorige eeuw ging 84 procent van het ontzilte water door dit proces. Sinds het begin van het nieuwe millennium is echter een bepaald soort membraantechnologie, omgekeerde osmose (kortweg RO genoemd), exponentieel gegroeid. RO-installaties produceren nu 69 procent van het ontzilt water wereldwijd.
Waarom? Omdat RO goedkoper en efficiënter is. Vooruitgang in membraantechnologie betekent dat installaties steeds minder druk, en dus energie, nodig hebben om zeewater te filteren. Een bijkomend voordeel is dat RO minder pekel produceert. Met thermische, 75 procent van het water dat je binnenbrengt zou kunnen vertrekken als pekel. Met RO is het meer 50-50 zoet water tot afvalwater.
“Het hangt ook af van het voedingswater,” of input water, zegt Edward Jones, coauteur van de nieuwe studie en een milieuwetenschapper aan de Wageningen Universiteit in Nederland. “Omgekeerde osmose is het minst efficiënt wanneer je zeer zout water ontzout, zoals zeewater. En het wordt steeds efficiënter naarmate het zoutgehalte van het voedingswater daalt.”
Dit is een belangrijke overweging omdat niet alle ontziltingsinstallaties zeewater verwerken. Als u naar de kaart hierboven kijkt, ziet u dat een groot aantal ervan zich in het binnenland bevindt. Deze verwerken brak (d.w.z. slechts licht zout) water uit waterhoudende grondlagen of rivieren voor drinkwater, of voor gebruik in de industrie en de landbouw. Zij zijn van nature efficiënter dan kustinstallaties die zeewater verwerken.
Dat is een van de redenen waarom kustinstallaties in het Midden-Oosten en Noord-Afrika een verbluffend deel van ’s werelds ontziltingspekel produceren. In totaal hebben 173 landen en gebieden ontziltingsinstallaties, maar slechts vier landen – Saoedi-Arabië, de Verenigde Arabische Emiraten, Koeweit en Qatar – produceren 55 procent van de wereldwijde ontziltingspekel, volgens de nieuwe studie.
De tweede reden voor de discrepantie is dat ze in het Midden-Oosten oudere, inefficiënte thermische installaties gebruiken, terwijl de rest van de wereld is overgeschakeld op RO. “Deze centrales zijn zeer, zeer duur om te bouwen, dus het is niet waarschijnlijk dat ze offline zullen worden gehaald,” zegt Jones. “Er zullen dus nog steeds installaties in bedrijf zijn die enorme hoeveelheden pekel produceren, met name in het Midden-Oosten, waar ze een zeer gevestigd netwerk van thermische ontziltingsinstallaties hebben.”
Landen in het Midden-Oosten kunnen het zich veroorloven om deze energievretende dingen te blijven gebruiken omdat ze overspoeld worden door oliegeld, maar arm zijn aan waterbronnen. Maar naarmate de bevolking elders in de wereld groeit en de klimaatverandering droogtes veroorzaakt, is ontzilting een steeds aantrekkelijker optie geworden. (Analisten voorspellen een jaarlijks groeipercentage voor de industrie van bijna 9% voor tenminste de komende vier jaar. In de onderstaande grafiek kunt u zien hoezeer ontzilting de laatste tijd is gegroeid). Zo heeft Kaapstad vorig jaar in allerijl tijdelijke RO-installaties online gebracht om te voorkomen dat de stad zou verdorren tijdens een ernstige droogte
“Toenemende waterschaarste is de belangrijkste drijfveer,” zegt Manzoor Qadir, co-auteur van de nieuwe studie en assistent-directeur van het University Institute for Water, Environment, and Health van de Verenigde Naties. “Tegelijkertijd, als je kijkt naar de landen waar ontzilting enorm is toegenomen, dat zijn de landen die het zich kunnen veroorloven.”
De hausse in ontzilting brengt een vloedgolf van pekel met zich mee. Omdat dit spul dichter is dan zeewater, zinkt het naar de zeebodem en verstoort het levendige levensgemeenschappen, die veel minder zout en veel meer zuurstof willen. Installaties kunnen de gevolgen voor het milieu verzachten door bijvoorbeeld de pekel te mengen met zeewater alvorens het weg te pompen, om het te verdunnen. Zij kunnen er ook voor zorgen het bijproduct daar uit te drijven waar de stromingen het sterkst zijn, zodat de pekel sneller wordt afgevoerd. In het binnenland zou een fabriek het water in zwembaden kunnen verdampen en het resterende zout kunnen vervoeren. Maar pekel is meer dan alleen hypersalisch water – het kan geladen zijn met zware metalen en chemicaliën die ervoor zorgen dat het voedingswater de gecompliceerde en dure installatie niet verziekt. “De antifoulants die in het proces worden gebruikt, met name in het voorbehandelingsproces van het bronwater, hopen zich op en lozen in het milieu in concentraties die mogelijk schadelijke gevolgen kunnen hebben voor de ecosystemen,” zegt Jones. Verdunning kan helpen bij het probleem van de hypersaliniteit, maar het verwijdert de chemische toxines niet.
Maar hierin schuilt een kans: De lozing kan ook kostbare elementen zoals uranium bevatten. Dit zou voldoende stimulans kunnen zijn om ontziltingspekel van een schadelijk bijproduct om te zetten in een bron van inkomsten. Of je zou verdampingsbekkens in het binnenland kunnen gebruiken om commercieel strooizout te produceren voor het ijsvrij maken van wegen. En dat zou kunnen helpen om de industrie op te schonen, want kapitalisme.
“Er zijn zeker economische mogelijkheden beschikbaar,” zegt Jones. “Daarom benadrukken we dat er hier ook positief nieuws is. Er zijn kansen, maar het is ook een grote uitdaging.”
Desal, met al zijn fouten, gaat nergens heen. Naarmate het goedkoper wordt, zal het gebruik blijven groeien. Landen in het Midden-Oosten vertrouwen er volledig op, terwijl andere regio’s, zoals Zuid-Californië, het gebruiken als aanvulling op traditionele – en in toenemende mate onvoorspelbare – waterbronnen. Een fabriek gerund door Poseidon Water, bijvoorbeeld, produceert 10 procent van de watervoorziening van San Diego County.
“Dat is genoeg water om 400.000 inwoners te bedienen,” zegt Jessica Jones, woordvoerder van Poseidon. “Dit is de enige nieuwe watervoorziening in de county die niet afhankelijk is van sneeuwval in de Sierras of plaatselijke regenval – echt klimaatbestendig.”
Behalve dan het feit dat de zeespiegel stijgt als gevolg van de klimaatverandering, waardoor ontziltingsinstallaties aan zee over de hele wereld worden bedreigd. En ironisch genoeg slurpen deze installaties enorme hoeveelheden energie op, waardoor ze bijdragen aan het emissieprobleem. “Vanuit het oogpunt van de impact is de energie-intensiteit enorm,” zegt Michael Kiparsky, directeur van het Wheeler Water Institute van UC Berkeley, die niet bij deze studie betrokken was. “Zelfs als ze worden aangedreven door hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- of windenergie, verbruik je nog steeds een enorme hoeveelheid energie, die in principe elders kan worden gebruikt om het verbruik van fossiele brandstoffen te vervangen.”
“Ontzilting is geen wondermiddel”, voegt Kiparsky eraan toe. In een gebied als Californië kan het een aanvulling zijn op meer traditionele waterbronnen zoals sneeuw. En hoewel de efficiëntie van deze installaties zal verbeteren, is dit nog steeds een technologie die fundamenteel veel energie vergt. “Er zijn theoretische grenzen aan de vermindering van de energie-intensiteit die mogelijk is voor zeewaterontzilting,” zegt Kiparsky. “Het zal nooit goedkoop worden.”
Dit is een angstaanjagende wereld die we voor onszelf hebben gebouwd, dat is zeker. Maar misschien is het nog niet te laat om ons leven te beteren.
More Great WIRED Stories
- Hoe Corning superzuiver glas maakt voor glasvezelkabel
- Hyundai’s walking car concept vindt het wiel opnieuw uit
- Geef jezelf aan de donkere (modus) kant
- De levensveranderende magie van piek zelfoptimalisatie
- Wat is XR, en hoe krijg ik het?
- 👀 Op zoek naar de nieuwste gadgets? Bekijk onze favorieten, cadeaugidsen en beste deals het hele jaar door
- 📩 Ontvang nog meer van onze inside scoops met onze wekelijkse Backchannel-nieuwsbrief