Avsaltning blomstrar. Men hur är det med all den giftiga saltlösningen?

Om människor bara kunde dricka havsvatten utan att dö skulle vi inte hamna i en vattenkris. För att inte dö måste man först koka saltvatten och samla upp den rena ångan, eller skaffa sig ett tjusigt membran som filtrerar bort allt salt och, vilket är lämpligt, havslivet.

Detta är den kontroversiella idén bakom storskalig avsaltning – stora, stora och dyra anläggningar som förvandlar saltvatten till en vätska som inte dödar dig. Den klassiska kritiken mot avsaltning är att det krävs en enorm mängd energi för att bearbeta havsvatten, och att vi egentligen inte borde förbränna mer fossila bränslen än nödvändigt. Men ett mindre omtalat problem är effekten på den lokala miljön: Den viktigaste biprodukten vid avsaltning är saltvatten, som anläggningarna pumpar tillbaka ut i havet. Det sjunker ner till havsbotten och orsakar förödelse i ekosystemen genom att sänka syrehalten och öka salthalten.

Tyvärr har forskarna inte haft någon bra uppfattning om hur mycket saltlösning de 16 000 avsaltningsanläggningar som är i drift i hela världen har producerat. Tills nu. Forskare rapporterar i dag att den globala produktionen av avsaltningssaltvatten är 50 procent högre än tidigare uppskattningar och uppgår till totalt 141,5 miljoner kubikmeter per dag, jämfört med 95 miljoner kubikmeter faktiskt producerat sötvatten från anläggningarna. Det är förvisso dåliga nyheter för miljön, men det är inte helt och hållet katastrofalt: Avsaltningstekniken utvecklas snabbt, så anläggningarna blir allt effektivare, både när det gäller den saltlösning de producerar och den energi de använder.

Avsaltningsanläggningar kan vanligtvis delas in i två kategorier: termiska anläggningar och membrananläggningar. Med termiska metoder suger man in havsvatten, värmer upp det för att få fram den rena ångan och pumpar ut den återstående saltlösningen tillbaka till havet. Med membran trycker man havsvatten med högt tryck genom en serie filter som drar ut allt salt och andra föroreningar.

Termisk är den mer gamla metoden – före 1980-talet gick 84 procent av det avsaltade vattnet genom denna process. Sedan början av det nya årtusendet har dock en viss typ av membranteknik, omvänd osmos (vi kallar den för RO i korthet), spridit sig exponentiellt. RO-anläggningar producerar nu 69 procent av det avsaltade vattnet i hela världen.

Varför? Därför att RO är billigare och effektivare. Framsteg inom membrantekniken innebär att anläggningarna behöver allt mindre tryck, och därmed energi, för att filtrera havsvatten. Som en extra fördel producerar RO mindre saltvatten. Med termisk vattenrening kan 75 procent av det vatten du tar in komma ut som saltlake. Med RO är det mer 50-50 mellan sötvatten och avloppsvatten.

”Det beror också på matarvattnet”, eller inkommande vatten, säger Edward Jones, medförfattare till den nya studien och miljöforskare vid Wageningen University i Nederländerna. ”Omvänd osmos är minst effektiv när man avsaltar starkt salthaltigt vatten, t.ex. havsvatten. Den blir mer och mer effektiv när salthalten i matarvattnet sjunker.”

Detta är ett viktigt övervägande eftersom alla avsaltningsanläggningar inte behandlar havsvatten. Om du tittar på kartan ovan ser du faktiskt att ett stort antal av dem ligger i inlandet. De bearbetar bräckt (dvs. endast svagt salt) vatten från akviferer eller floder för dricksvatten eller för användning inom industri och jordbruk. De är till sin natur mer effektiva än kustanläggningar som bearbetar havsvatten.

Det är en del av anledningen till att kustanläggningar i Mellanöstern och Nordafrika producerar en häpnadsväckande andel av världens avsaltningssaltvatten. Totalt 173 länder och territorier driver avsaltningsanläggningar, men endast fyra nationer – Saudiarabien, Förenade Arabemiraten, Kuwait och Qatar – producerar 55 procent av den globala avsaltningssolen, enligt den nya studien.

Den andra orsaken till diskrepansen är att man i Mellanöstern använder sig av äldre, ineffektiva värmekraftverk, medan resten av världen har övergått till RO. ”Dessa anläggningar är mycket, mycket dyra att bygga, så det är inte troligt att de kommer att tas ur drift”, säger Jones. ”Så det kommer fortfarande att finnas anläggningar som producerar stora mängder saltvatten, särskilt i Mellanöstern, där de har ett mycket väletablerat nätverk av termiska avsaltningsanläggningar.”

Länderna i Mellanöstern har råd att fortsätta att driva dessa energikrävande anläggningar eftersom de har gott om oljepengar, men dåligt med vattenresurser. Men i takt med att befolkningen växer på andra håll i världen och klimatförändringarna leder till torka har avsaltning blivit ett alltmer attraktivt alternativ. (Analytiker förutspår en årlig tillväxttakt för branschen på nära 9 procent under åtminstone de kommande fyra åren. I diagrammet nedan kan du se hur mycket avsaltningsbranschen har ökat på senare tid). Förra året skyndade sig till exempel Kapstaden att få igång tillfälliga anläggningar för avskiljning av vatten så att staden inte skulle förtvina under en svår torka.

”Ökande vattenbrist är den viktigaste drivkraften”, säger Manzoor Qadir, medförfattare till den nya studien och biträdande direktör vid FN:s universitetsinstitut för vatten, miljö och hälsa. ”Samtidigt, om man tittar på de länder där avsaltningen har ökat enormt, är det de länder som har råd med det.”

Den stora ökningen av avsaltning ger upphov till en flodvåg av saltvatten. Eftersom det här materialet är tätare än typiskt havsvatten sjunker det till havsbotten och stör livskraftiga livssamhällen, som finner sig i att vilja ha mycket mindre salt och mycket mer syre. Anläggningarna kan mildra miljöpåverkan genom att till exempel blanda saltvattnet med havsvatten innan det pumpas ut, för att späda ut det. De kan också se till att biprodukten släpps ut där strömmarna är som starkast, så att saltvattnet försvinner snabbare. På land kan anläggningen avdunsta vattnet i bassänger och köra bort det kvarvarande saltet.

Men saltvatten är mer än bara hypersalt vatten – det kan vara laddat med tungmetaller och kemikalier som hindrar matarvattnet från att förstöra den komplicerade och kostsamma anläggningen. ”De antifoulingmedel som används i processen, särskilt vid förbehandlingen av källvattnet, ackumuleras och släpps ut i miljön i koncentrationer som potentiellt kan ha skadliga effekter på ekosystemen”, säger Jones. Utspädning kan hjälpa till med problemet med hypersalinitet, men den gör sig inte av med de kemiska gifterna.

Men här finns möjligheter: Utsläppet kan också innehålla värdefulla element som uran. Detta kan vara ett tillräckligt incitament för att förvandla avsaltningssolen från en skadlig biprodukt till en inkomstkälla. Eller så skulle man kunna använda avdunstningspooler i inlandet för att producera kommersiellt vägsalt för avisning av vägar. Och det skulle kunna bidra till att rensa upp industrin, eftersom kapitalismen.

”Det finns definitivt ekonomiska möjligheter”, säger Jones. ”Det är därför vi betonar att det också finns positiva nyheter här. Det finns en möjlighet samtidigt som det för närvarande är en stor utmaning.”

Desal, trots alla sina brister, kommer inte att försvinna. I takt med att det blir billigare kommer användningen att fortsätta att öka. Länder i Mellanöstern förlitar sig helt på det, medan andra regioner, som södra Kalifornien, använder det för att komplettera traditionella – och alltmer oförutsägbara – vattenkällor. En anläggning som drivs av Poseidon Water producerar till exempel 10 procent av San Diego Countys vattenförsörjning.

”Det är tillräckligt med vatten för att betjäna 400 000 invånare”, säger Jessica Jones, talesperson för Poseidon. ”Detta är den enda nya vattenförsörjningen i länet som inte är beroende av snötäcket i Sierras eller lokal nederbörd – den är verkligen klimatsäker.”

Med undantag för det faktum att havsnivåerna stiger på grund av klimatförändringarna, vilket hotar avsaltningsanläggningar vid havet i hela världen. Och ironiskt nog suger dessa anläggningar upp enorma mängder energi och bidrar därmed till utsläppsproblemet. ”Ur ett konsekvensperspektiv är energiintensiteten enorm”, säger Michael Kiparsky, chef för Wheeler Water Institute vid UC Berkeley, som inte var inblandad i den här studien. ”Även om man använder förnybara energikällor som sol- eller vindkraft använder man fortfarande en enorm mängd energi, som i princip skulle kunna användas någon annanstans för att ersätta förbrukningen av fossila bränslen.”

”Avsaltning är ingen patentlösning”, tillägger Kiparsky. På en plats som Kalifornien kan det vara ett komplement till mer traditionella vattenkällor som snötäcke. Och även om effektiviteten i dessa anläggningar kommer att förbättras är detta fortfarande en i grunden energislukande teknik. ”Det finns teoretiska gränser för de minskningar av energiintensiteten som är möjliga för avsaltning av havsvatten”, säger Kiparsky. ”Det kommer aldrig att bli billigt.”

Detta är verkligen en skrämmande värld som vi har byggt upp för oss själva. Men kanske är det inte för sent att städa upp.

Mer fantastiska WIRED-historier

• Hur Corning tillverkar superrent glas för fiberoptisk kabel
• Hyundais vandrande bilkoncept uppfinner hjulet på nytt
• Giv dig själv till den mörka (läget) sidan
• Den livsförändrande magin med topptimering av självoptimering
• Vad är XR, och hur får jag det?
• 👀 Letar du efter de senaste prylarna? Kolla in våra tips, presentguider och bästa erbjudanden året runt
• 📩 Få ännu mer av våra insidertips med vårt veckovisa nyhetsbrev Backchannel

.