Städtische Küstenzentren auf der ganzen Welt suchen dringend nach neuen, nachhaltigen Wasserquellen, da ihre lokale Versorgung unzuverlässiger wird. In den USA ist das Thema besonders drängend, in Kalifornien, das mit einer Bewältigung zu kämpfen hat rekordverdächtige, multidekadische Dürre.
Der kalifornische Gouverneur Gavin Newsom wurde kürzlich freigelassen ein 8-Milliarden-US-Dollar-Plan zur Bewältigung einer schrumpfenden Wasserversorgung. Neben Wassereinsparung, -speicherung und -recycling umfasst es die Entsalzung von mehr Meerwasser.
Ozeanentsalzung, die Salzwasser in frisches, sauberes Wasser verwandelt, hat als Wasserversorgungsstrategie einen intuitiven Reiz für Küstenstädte. Die Rohversorgung mit Salzwasser ist praktisch unbegrenzt und zuverlässig.
Ozean Entsalzung ist bereits eine wichtige Wasserquelle in Israel und den Vereinigten Arabischen Emiraten. Städte ein der Nahe Osten, Australien, Mittelmeereuropa, der US-Südwesten und Australien auch darauf verlassen. In Kalifornien sind mehr als 20 Ozeanentsalzungsanlagen in Betrieb, dazu einige in Florida. Viele weitere Werke in den USA Salz aus brackigen (salzigen) Wasserquellen wie Grundwasser im Binnenland entfernen, besonders in Texas.
Dennoch zeigen aktuelle Erkenntnisse, dass die Meerentsalzung selbst in Küstenstädten möglicherweise nicht die beste oder nicht einmal eine der besten Optionen ist, um Wasserknappheit zu beheben. Hier sind die wichtigsten Punkte, die Gemeinden bei der Bewertung dieser Option berücksichtigen sollten.
Das Töten von Wasserlebewesen
Skalierbare Technologien zum Entfernen von Salz aus Wasser haben stetig verbessert in den letzten Jahrzehnten. Dies gilt insbesondere für die Behandlung von brackigem Grundwasser, das weniger salzig ist als Meerwasser.
Aber die Entsalzung kann immer noch große Umweltauswirkungen haben. Fische können getötet werden, wenn sie gegen Siebe gefangen werden, die die Einlassventile von Entsalzungsanlagen schützen, und kleine Organismen wie Bakterien und Plankton können in die Pflanzen gesaugt und getötet werden, wenn sie das Behandlungssystem passieren. Im Mai 2022 die California Coastal Commission einstimmig abgelehnt eine geplante 1.4-Milliarden-Dollar-Meeresentsalzungsanlage in Huntington Beach, teilweise wegen ihrer potenziellen Auswirkungen auf das Leben im Meer.
Entsalzungsanlagen leiten Sole und Abwasser ab, die auch nahe gelegene Wasserlebewesen töten können, wenn der Prozess nicht richtig durchgeführt wird. Und die Erzeugung der großen Energiemengen, die die Pflanzen verbrauchen, hat ihre eigenen Umweltauswirkungen, bis sie kohlenstofffrei erfolgen kann, was in den meisten Fällen noch Jahre entfernt ist.
Unbezahlbares Wasser aus teuren Anlagen
Die Kosten sind eine weitere große Hürde. In den meisten Gebieten werden die Kosten der Meerentsalzung voraussichtlich erheblich höher bleiben als die Kosten realisierbarer Alternativen wie der Konservierung für die nächsten Jahrzehnte, den Zeitrahmen, den Versorgungsunternehmen bei der Planung neuer Investitionen zugrunde legen. Meine Kollegen und ich haben das hier gefunden unsere Forschung Vergleich von Wasserversorgungsalternativen für Huntington Beach, obwohl wir günstige Annahmen über die Kosten der Ozeanentsalzung getroffen haben.
Kostendurchbrüche bei großen, marktreifen Technologien sind kurz- bis mittelfristig unwahrscheinlich. Und Entsalzungskosten könnte sich erhöhen als Reaktion auf steigende Energiepreise, die darstellen bis zur Hälfte der Kosten um Salz aus Wasser zu entfernen.
Darüber hinaus unterschätzen Kapitalkostenprognosen für Entsalzungsanlagen die tatsächlichen Kosten dieser Anlagen oft erheblich. Beispielsweise betrugen die Endkosten (1 Milliarde US-Dollar) für den Bau der Ozeanentsalzungsanlage in Carlsbad, Kalifornien, die Ende 2015 eröffnet wurde viermal höher als die ursprüngliche Projektion.
Unser Zentrum hat auch erkundet ob Rohrleitungen in entsalztem Meerwasser eine praktikable Option für kleine, typischerweise ländliche Gebiete mit öffentlichen Wassersystemen oder privaten Brunnen sind versiegen oder kurz vor dem Aufgeben stehen. In verschiedenen Teilen Kaliforniens, wo dies passiert ist, wie z Porterville im Central Valley und Montecito Entlang der Küste zahlt der Staat über 1 US-Dollar pro Gallone, um kleine Vorräte an abgefülltem und ausverkauftem Wasser per LKW zu transportieren. Das ist viel mehr als selbst das teuerste entsalzte Meerwasser.
In diesen Fällen haben wir festgestellt, dass sich die relative Wirtschaftlichkeit und sogar die Umweltauswirkungen auszeichnen, die Politik und das Management neuer Pipelines jedoch nicht. Dies liegt daran, dass die Wasserversorgung in der Regel lokal geregelt wird und viele lokale Gebiete, die nicht davon profitieren, einer neuen Pipeline von der Küste zustimmen müssten.
Allgemeiner gesagt stellen wir fest, dass die Befürworter dieser Projekte nicht proaktiv vorgehen Strategien verfolgen Dies würde den Zugang zu Wasser gerechter machen, z. B. die Gestaltung von Tarifstrukturen, die einkommensschwache Haushalte vor höheren Kosten schützen, die Bereitstellung finanzieller Hilfe für kleine Gemeinden oder die Konsolidierung von Wassersystemen.
Bessere Optionen: Konservierung, Wiederverwendung, Lagerung und Handel
An den meisten Orten können und sollten vor der Meerentsalzung mehrere andere Versorgungsoptionen parallel verfolgt werden. Alle diese Schritte liefern mehr Wasser zu geringeren Kosten.
Der erste und relativ billigste Weg, um Wasserknappheit anzugehen, ist, weniger zu verbrauchen. Wege zu finden, die Menschen dazu zu bringen, weniger Wasser zu verbrauchen, könnte Reduzierung der bestehenden Nachfrage um 30-50 Prozent in vielen städtischen Gebieten die bereits Erhaltungsbemühungen begonnen haben.
Zweitens Recycling or Wiederverwendung von gereinigtem Abwasser is oft günstiger als Entsalzung. Technologie und Vorschriften in diesem Bereich schreiten voran, was in vielen trockenen Regionen bereits große Investitionen in das Recycling ermöglicht.
Drittens kann in Regionen wie Los Angeles und Teilen Australiens die Speicherkapazität zur verbesserten Aufnahme von Regenwasser, selbst in Gebieten, in denen es selten regnet, verdoppelt oder vervierfacht werden. bei einem Drittel bis zur Hälfte der Kosten pro Einheit entsalztem Wasser.
Sogar die Sanierung verschmutzter lokaler Grundwasservorräte und der Kauf von Wasser von nahe gelegenen landwirtschaftlichen Nutzern, obwohl dies kostspielige und politisch schwierige Strategien sind, sollten vor der Meerentsalzung mit Bedacht in Betracht gezogen werden.
Die Machbarkeit von Entsalzung als Nahversorgung Option wird sich hoffentlich bis Mitte des Jahrhunderts ändern, da die Probleme der Wasserknappheit aufgrund des Klimawandels zunehmen. Mittelfristig dürfte die Meeresentsalzung aber in ganzheitlichen Wasserkonzepten für urbane Küstenregionen, wenn überhaupt, noch eine kleine Rolle spielen.
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