Entsalzungsanlagen und Lithiumproduktion
Anna Cichon
Anna Cichon
Rechtsanwältin | PhD-Forscherin | Wasserstoffenergie
5. Mai 2024
Wasserschutz und -management im Nahen Osten sind aufgrund des trockenen und halbtrockenen Klimas der Region, der hohen Verdunstungsraten, der begrenzten Süßwasserressourcen, des Bevölkerungswachstums und der steigenden Nachfrage nach Wasser aus verschiedenen Sektoren ein kritisches Thema. Diese Knappheit wird durch die Überentnahme von Grundwasser und ineffiziente Wassermanagementpraktiken noch verschärft.
Angesichts der Knappheit an Süßwasserquellen ist die Entsalzung zu einem wichtigen Bestandteil der Wasserversorgung in der Region geworden. Die Golfstaaten sind in hohem Maße auf Entsalzungsanlagen angewiesen, um ihren Wasserbedarf zu decken. In den Vereinigten Arabischen Emiraten stammen 42 % des Trinkwassers aus Entsalzungsanlagen, die mehr als 7 Millionen Kubikmeter pro Tag produzieren, in Kuwait sind es 90 %, in Oman 86 % und in Saudi-Arabien 70 %. Im Jahr 2022 werden weltweit mehr als 21.000 Meerwasserentsalzungsanlagen in Betrieb sein, fast doppelt so viele wie vor einem Jahrzehnt, und die Produktivität des Sektors wächst jährlich um +6 % bis +12 %.
Die Kapazität der Entsalzungsprozesse in den Ländern des Nahen Ostens soll sich bis 2030 verdoppeln, als Teil ihrer Strategie zur Vorbereitung auf den wirtschaftlichen Paradigmenwechsel, der mit der Verringerung der Ölabhängigkeit einhergeht. In Saudi-Arabien beispielsweise soll die Entsalzungskapazität von 5,6 Millionen m³ pro Tag im Jahr 2022 auf 8,5 Millionen m³ pro Tag im Jahr 2025 steigen, was mehr als 90 % des gesamten Wasserbedarfs des Landes ausmachen wird. Ein ähnliches Wachstum ist auch für die Vereinigten Arabischen Emirate, Kuwait, Bahrain und Israel geplant, wo sich die Produktion von entsalztem Wasser bis 2030 voraussichtlich verdoppeln wird. Mit der Zunahme der verfügbaren Lösungen sind Entsalzungstechnologien weltweit gefragt, wobei der Nahe Osten derzeit die Hälfte der weltweit installierten Entsalzungskapazität ausmacht.
Die Meerwasserentsalzungsanlage, die ich in Kuwait besuchen konnte, ist eine der ältesten der Welt. Im Jahr 1951 war Kuwait nämlich das erste Land, das eine Entsalzungsanlage für Trinkwasser betrieb. Die erste Anlage war eine Unterwasserrohranlage in Shuwaikh, die neun Jahre später durch die erste MSF-Entsalzungsanlage mit einer Kapazität von 4.546 m³ pro Tag ersetzt wurde.
Im Gegensatz dazu ist eine der größten Entsalzungsanlagen der Welt die Anlage Ras Al-Khair an der Küste des Arabischen Golfs von Saudi-Arabien, die von der Saline Water Conversion Corporation, einer saudischen Regierungsbehörde, betrieben wird. Die Anlage nutzt MSF-Technologie, um bis zu 1,025 Millionen m³ Trinkwasser pro Tag zu produzieren. Ihre strategische Lage in der Nähe ergiebiger Meerwasserquellen und ihr groß angelegter Betrieb tragen erheblich dazu bei, den Wasserbedarf der Region zu decken, insbesondere in trockenen Gebieten, in denen die Süßwasserressourcen begrenzt sind.
Der Prozess der Meerwasserentsalzung ist teuer und energieintensiv, was zu Treibhausgasemissionen beiträgt. Die thermische Entsalzungsmethode, obwohl immer seltener, verbraucht mehr als 5 kWh/m³ entsalztes Wasser. Im Gegensatz dazu verbraucht die derzeit vorherrschende Umkehrosmosetechnologie durchschnittlich 2,5 bis 3 kWh/m³, mit einem Rekordwert von 2,27 kWh in einer saudischen Anlage. Im Nahen Osten verwenden Entsalzungsanlagen hauptsächlich fossile Brennstoffe, was niedrigere Kosten ermöglicht. Der Stromverbrauch für die Entsalzung hat sich in Saudi-Arabien zwischen 2005 und 2020 verdreifacht und erreichte etwa 6 % des gesamten Energiebedarfs des Landes, was im Jahr 2020 etwa 17 TWh entspricht.
Einige Golfstaaten beginnen, in erneuerbare Energiequellen zu investieren, wie beispielsweise die Umkehrosmoseanlage Al Khafji in Saudi-Arabien, die mit Photovoltaikmodulen betrieben wird und 60.000 m³ Wasser pro Tag entsalzt. Darüber hinaus werden Wellen- und Geothermieenergie in Betracht gezogen. Einige Länder des Nahen Ostens ziehen auch die Nutzung von Kernenergie für den Entsalzungsprozess in Betracht. Kernkraftwerke können den für die Entsalzung erforderlichen Hochtemperaturdampf liefern, allerdings bleiben Bedenken hinsichtlich der Sicherheit und der langfristigen Abfallbewirtschaftung bestehen.
Ein weiteres Problem beim Entsalzungsprozess ist die Frage des Salzlakemanagements. Das nach der Trennung von Salz und Meerwasser verbleibende Wasser wird häufig wieder ins Meer eingeleitet, was zu einer Erhöhung des Salzgehalts der Küstengewässer führt.
Sachgemäße Methoden zur Entsorgung der Salzlake, wie Verdünnung mit Meerwasser, Einspritzung in tiefe Brunnen oder Verdunstungsbecken, sind unerlässlich, um die Umweltbelastung zu minimieren und Schäden an den Meeresökosystemen zu vermeiden. Diese reichen jedoch möglicherweise nicht aus, und Salzlake muss nicht verschwendet werden, sondern kann beispielsweise zur Herstellung von Lithium verwendet werden. In der Natur kommt es nur zu 0,0018 % vor, und es wird in vielen Sektoren eingesetzt. Die Nachfrage nach Lithium wächst weiter, und die zunehmende Verwendung von Lithiumbatterien macht einen großen Prozentsatz davon aus. Abgesehen von ihrer offensichtlichen Verwendung in Elektronik oder Elektrofahrzeugen können Lithiumbatterien als grüne Energiespeicher dienen, wenn sie über eine ausreichend große Kapazität verfügen.
Die durchschnittliche tägliche globale Produktion von Salzlake aus Meerwasser beträgt fast 141 m³, die als Abfall wieder in die Ozeane entsorgt werden. Groben Schätzungen zufolge kann Salzlake aus Meerwasser bis zu etwa 42 Tonnen Lithium enthalten, die täglich wieder in die Ozeane entsorgt werden.
Darüber hinaus ist der Prozess der Herstellung von Lithium aus Salzlake relativ günstig, etwa 30-50 % günstiger als die Gewinnung von Lithium aus Erzen, sodass die Kosten der Wasserproduktion gesenkt und gleichzeitig die Umweltprobleme verringert werden könnten.
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ganz offiziell sogar. Egal wie du Dich ein, um oder gar austragen hast lassen