Die Reduzierung der CO2-Emissionen ist eine globale Herausforderung, die viele Sektoren betrifft, darunter auch die Wasserwirtschaft. Die Entsalzungstechnologie, bei der Meer- oder Brackwasser in Süßwasser umgewandelt wird, ist eine potenzielle Lösung für die Wasserknappheit, insbesondere in Küstenregionen. Die Entsalzung hat jedoch auch ihre Tücken für die Umwelt und den hohen Energieverbrauch.

Ist es realistisch zu glauben, dass die Entsalzung auch der Reduzierung der Kohlenstoffemissionen folgen kann und dabei sicher bleibt? Ein direkter Weg, den Kohlenstoff-Fußabdruck der Entsalzung zu reduzieren, ist die Verwendung von kohlenstoffarmen Energiequellen, wie erneuerbare Energien oder Kernkraft, für den Betrieb der Entsalzungsanlagen. Dies würde die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern und den Ausstoß von CO2 und anderen Treibhausgasen reduzieren. Nach einer Überprüfung der Treibhausgasemissionen und der Instrumente zur Schätzung von Wasserwiederverwendungs- und Entsalzungssystemen haben Umkehrosmose-Technologien, die mit erneuerbarer Energie betrieben werden, geringere CO2-Emissionen als thermische Entsalzungstechnologien, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden. So wurde beispielsweise der Kohlenstoff-Fußabdruck der Meerwasser-RO-Entsalzung, die mit photovoltaischer Solarenergie (PV) betrieben wird, auf 0,4 kg CO2 eq/m3 geschätzt, während der Kohlenstoff-Fußabdruck der mehrstufigen Flash-Entsalzung (MSF), die mit Erdgas betrieben wird, auf 6,7 kg CO2 eq/m3 geschätzt wurde.

Der Hauptnutzen einer dekarbonisierten Energie wäre die Abschwächung der Auswirkungen des Klimawandels und ein Beitrag zu den weltweiten Bemühungen, die globale Erwärmung auf 1,5°C über dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen. Dies würde wahrscheinlich die Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit der Wasserversorgungssysteme verbessern und gleichzeitig die Anfälligkeit für Preisschwankungen bei fossilen Brennstoffen und deren Verfügbarkeit verringern.

Dennoch und a priori kann die Nutzung von kohlenstofffreier Energie für die Entsalzung auch einige Herausforderungen mit sich bringen, wie z.B. höhere Kapitalkosten, technische Machbarkeit, Integration in das Stromnetz, Unterbrechung einiger erneuerbarer Quellen, Sicherheit der Installation usw.

Was ist auf der Kostenseite zu erwarten? Die Kosten für die Entsalzung können je nach Art der Energiequelle, der Entsalzungstechnologie, dem Standort und der Größe der Anlage variieren. Wir können davon ausgehen, dass der Anteil der Energiekosten an den Gesamtbetriebskosten der Entsalzung zwischen 44% und 77% liegt. Daher kann sich die Verwendung von kohlenstofffreier Energie auf die Betriebskosten auswirken, die von den Kosten der Stromerzeugung aus den verschiedenen Quellen abhängen. Laut einer Studie der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) wurden die Stromgestehungskosten (LCOE) von Photovoltaik im Jahr 2020 auf 0,05-0,10 USD/kWh geschätzt, während die LCOE von Erdgas im selben Jahr auf 0,04-0,14 USD/kWh geschätzt wurden. Dies deutet darauf hin, dass die Nutzung von PV-Energie für den Betrieb von Entsalzungsanlagen in einigen Fällen wettbewerbsfähig oder sogar etwas billiger sein könnte als die Nutzung von Erdgas. Aber auch andere Faktoren wie Subventionen, Steuern, Tarife und externe Effekte können die Betriebskosten der Entsalzung mit dekarbonisierter Energie beeinflussen.

In den letzten 15 Jahren konnten wir beobachten, dass die Produktionskosten für erneuerbare Energien von der Verfügbarkeit/Qualität der natürlichen Ressourcen, der Art und dem Umfang der eingesetzten Technologien, dem Grad des Wettbewerbs und der Innovation auf dem Markt sowie von den politischen Maßnahmen und Vorschriften abhängen, die die Finanzierung und den Betrieb von Projekten für erneuerbare Energien beeinflussen. Der geografische Standort eines Projekts für erneuerbare Energien kann all diese Faktoren beeinflussen, da verschiedene Regionen unterschiedliche Ressourcenpotenziale, Technologiepräferenzen, Marktbedingungen und politische Rahmenbedingungen aufweisen können. Daher können die Produktionskosten für erneuerbare Energien an verschiedenen Standorten und manchmal sogar innerhalb desselben Landes oder derselben Region erheblich variieren.

Bedeutet dies, dass künftige Entsalzungsprojekte bereits vor Ort eine erneuerbare Energieversorgung vorsehen sollten, abhängig vom Eigentümer des Standorts?

Wir können mit „wahrscheinlich ja“ antworten, um zumindest die Versorgung der Bürger mit diesem lebenswichtigen Element, dem Wasser, sicherzustellen… selbst in angespannten geopolitischen Momenten, in denen die Versuchung bestehen könnte, Wasserknappheit als politisches Einflussinstrument zu nutzen.

Werden „völlig autonome Entsalzungsanlagen„, die in den frühen 2000er Jahren in Forschungs- und Entwicklungslabors entwickelt wurden, in 20 bis 30 Jahren die Norm sein? Oder bleibt die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen bestehen und stellt die Entscheidungsträger vor die einzigartige sarkastische Wahl „CO2 oder Wasser“ für eine ständig wachsende Erdbevölkerung?

Fühlen Sie sich frei, ein Brainstorming durchzuführen und Ihre eigenen Ansichten zu äußern.

Geschrieben von Dr. Lagref Jean-Jacques