Wasser nur im Doppelpack mit Energie

Da der Mensch einen nennenswerten Speicher für Wasser nicht besitzt, muss jederzeit zumindest Trinkwasser verfügbar sein. Und das gibt es nicht ohne Energieeinsatz, verbunden mit den entsprechenden Kosten.

97% des globalen Wassers bestehen aus Salzwasser; nur knapp 3% sind potentiell zu Trinkwasser aufbereitbar. Mit ansteigender Weltbevölkerung und steigendem Wasserverbrauch reicht die alleinige Versorgung mit Niederschlagswasser aus natürlicher Verdunstung nicht mehr aus. Schon heute leben rund 1,1 Mrd. Menschen ohne Zugang zu sauberem Trinkwasser und 2,4 Mrd.

Entscheidend ist die Wasserqualität! Trinkwasser für Mensch und Tier (ca. 10% des Wasserverbrauches) muss frei von pathogenen Keimen und Schadstoffen sein sowie erträglich schmecken. Für die Bewässerung (ca. 70%) und die Verwendung als Brauchwasser (ca. 20%) gelten weniger hohe Qualitätsanforderungen. Das durch den menschlichen Gebrauch entstehende Abwasser muss aufbereitet werden, um es dem Süßwasservorrat der Erde wieder zuführen zu können; dies kostet Energie (ca. 45 KWh pro Nutzer und Jahr).

Wir müssen einerseits Wasser und Energie einsparen und andererseits in Trockengebieten neue Wasservorräte erschließen.. Dass Technologien zum Einsparen von Wasser in der Landwirtschaft wirken, ist nachweisbar: Zum Beispiel effizientere Verfahren der Bewässerung (Wurzelbewässerung statt Flutung mit hoher Verdunstung), Anbau von Früchten mit geringerem Wasserbedarf (Getreide statt Reis) sowie Nutzung von geeignet aufbereitetem Abwasser (z. B. Belassung von Nitraten und Phosphaten als Düngemittel). Diese Technologien sparen teilweise sogar Energie ein.

IITB-Wasserexperte Prof. Steusloff: „Die Erschließung der immer noch erheblichen globalen Grundwasservorräte erfordert zumindest Pump-Energie. Grundwasser wird heute schon aus großen Tiefen gefördert, in der nordostchinesischen Ebene z. B. aus bis zu 200 m Tiefe. Ein Absinken des Grundwasserpegels um derzeit mehr als 1m jährlich wegen nicht ausreichender Grundwasserneubildung führt im Großraum Peking mittelfristig zur nachhaltigen Vernichtung dieser Wasserressource.“

Meerwasser wie Grundwasser enthalten gelöste Stoffe, die – je nach Verwendungszweck- mit Energieeinsatz entfernt werden müssen. Süßwasser kann aus Meerwasser durch sehr energieaufwändige Verfahren gewonnen werden. Je nach Technologie liegen die Kosten für 1 m3 Wasser allerdings bei 60 bis 80 Eurocent, d. h. bei etwa dem Doppelten der direkten Grundwassernutzung. Zwar ist die Rückführung der entstehenden Sole problematisch; dennoch nutzt die Meerwasserentsalzung eine praktisch unerschöpfliche „Rohstoffbasis“ und ist bei Erzeugung der notwendigen Energie durch Solarkraftwerke auch nachhaltig.

Ein weiteres Energieproblem stellt der Transport von Wasser über Tankfahrzeuge (Kraftstoff!) oder Leitungen (Pump-Energie!) und offene Kanäle (Verdunstungsverluste) dar. Eine großräumige Ergänzung von Oberflächen- und Grundwasserressourcen im Landesinneren durch entsalztes Meerwasser erfordert also Transportenergie, die im Gefolge des Verbrauches lokaler Wasserressourcen unvermeidbar sein wird.

Entscheidend für die Wirksamkeit all dieser Maßnahmen ist ein überregionales, zukünftig globales Wassermanagement. Wasserverfügbarkeit und die zugehörige Energieverfügbarkeit müssen global optimiert werden (z.B. Versorgung von Küstenregionen mit ergiebiger Sonneneinstrahlung durch entsalztes Meerwasser plus Wassertransport ins Landesinnere). Die Energie dazu muss direkt aus der Sonne kommen, muss die mangelnden natürlichen Niederschläge systemisch ergänzen. Ein solcher Aufwand erfordert einen angemessenen Wasserpreis: Wasser ist ein kostbares Gut, dessen Wert als Lebensmittel und Rohstoff uns über die Kosten immer mehr bewusst werden muss. Auch diese Sicht wird zum schonenden Umgang mit Wasser und Energie beitragen.

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Hartwig Steusloff
Fraunhofer IITB
0721 6091-330
hartwig.steusloff@iitb.fraunhofer.de