Mit wenig Energie Meerwasser entsalzen

Die bisher effizienteste Entsalzungstechnik, die Umkehrosmose, kostet mehr als doppelt so viel Energie. Wie die Zeitschrift Pictures of the Future berichtet, zieht das neue Verfahren das Salz mit Hilfe eines elektrischen Felds aus dem Wasser. Bis Mitte 2012 sind Demonstrationsanlagen in Singapur, den USA und der Karibik geplant.

Experten schätzen, dass der weltweite Wasserverbrauch in den nächsten 15 Jahren um 40 Prozent steigen wird. Wüstenstaaten oder kleine Länder wie Singapur haben wenig Süßwasserquellen und setzen zunehmend auf entsalztes Meerwasser. Das kostet aber bisher viel Energie. Etwa zehn Kilowattstunden Strom pro Kubikmeter Wasser fällt für die Verdampfung von Salzwasser an. Die Umkehrosmose, die Wasser durch einen Filter presst, verbraucht für die gleiche Menge etwa vier Kilowattstunden.

Das neue, energiesparende Verfahren von Siemens basiert auf
Elektrodialyse. Es entzieht dem Wasser die positiv und negativ geladenen Ionen der Salze mit Hilfe eines elektrischen Felds. Spezielle Membranen, die nur jeweils eine Ionenart passieren lassen, bilden Kanäle, in denen sich Salzlauge beziehungsweise gereinigtes Wasser sammelt. Mit sinkender Salzkonzentration wird der Prozess jedoch ineffizient, weil der elektrische Widerstand des Wassers zunimmt. Das letzte Prozent Salz extrahiert deshalb eine kontinuierliche Elektrodeionisation (CEDI). Dabei nehmen Ionentauscherharze zwischen den Membranen die Ionen auf und transportieren sie weiter.

Experten von Siemens Corporate Technology arbeiten derzeit an einem Simulationsmodell, um das Verfahren weiter zu optimieren. Im Rahmen eines vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekts wollen sie die Abläufe auf molekularer Ebene nachbilden. Das Modell soll helfen, den Ionentransport durch die Membranen und die Strömungsdynamik des Wassers im elektrischen Feld besser zu verstehen.

Siemens hat die Entsalzungstechnik an der Singapurer Waterhub, einem Forschungszentrum für Wasseraufbereitung, entwickelt. Die Technologie ist Teil des Siemens-Umweltportfolios, mit dem das Unternehmen im Geschäftsjahr 2010 rund 28 Milliarden Euro Umsatz erwirtschaftete. (IN 2011.07.2)