Dieser Artikel wurde ursprünglich in veröffentlicht Hakai-Magazin.
Im Mai 2022 lehnten kalifornische Beamte einstimmig einen Plan zum Bau einer 1,4 Milliarden US-Dollar teuren Entsalzungsanlage in Huntington Beach ab. Die Anlage, sagten die Beamten, würde teures Wasser produzieren und möglicherweise die Meeresumwelt schädigen. Die Entscheidung war keine völlige Ablehnung der Entsalzung, aber sie machte einige der Probleme deutlich, die die Entsalzung zu einer unpraktischen Lösung für die Wasserprobleme Kaliforniens gemacht haben.
Dragan Tutic, der CEO von Oneka Technologies, sagt, dass große Entsalzungsanlagen, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, nicht die einzige Möglichkeit seien, frisches Wasser aus dem Meer zu holen. Sein Unternehmen bereitet sich darauf vor, der Kleinstadt Fort Bragg an der Nordküste Kaliforniens eine angeblich nachhaltige und praktische Entsalzung zu ermöglichen.
Fort Bragg war bis zur Schließung des Georgia-Pacific-Werks im Jahr 2002 eine Holzfällerstadt. Heute ist es ein beliebter Touristenort mit wilden, von felsigen Klippen umgebenen Stränden, lebhaften Gezeitentümpeln und einem Strand, der für sein Seeglas berühmt ist.
Wie in weiten Teilen Kaliforniens ist Wasser in Fort Bragg ein kostbares Gut. Die Stadt verfügt nur über drei Oberflächenwasserquellen: den Fluss Noyo und zwei Nebenflüsse. In trockenen Jahren kann es in allen drei Jahren zu einer Verlangsamung kommen, und der Noyo kann brackig werden, wodurch die Stadt dem Risiko von Engpässen ausgesetzt ist.
„Wir stecken irgendwie fest“, sagt John Smith, Direktor für öffentliche Arbeiten in Fort Bragg. „Deshalb blicken wir zum Meer.“
Entsalzung ist eine Idee, die im Golden State immer wieder auftaucht, wo überzogenes Grundwasser und schrumpfende Reservoirs kritische Probleme darstellen. Oberflächlich betrachtet scheint es einfach: Nehmen Sie das Salz aus dem reichlich vorhandenen Salzwasser direkt vor der Küste. Typische Entsalzungsanlagen sind jedoch groß und teuer im Betrieb und können umweltschädlich sein, insbesondere wenn der ressourcenintensive Prozess mit fossilen Brennstoffen betrieben wird. Die ursprünglichen Pläne für die Carlsbad-Entsalzungsanlage in Südkalifornien beispielsweise, die sich auf einer Fläche von 2,4 Hektar befindet, sahen einen jährlichen Strombedarf von deutlich mehr als 200.000 Megawattstunden vor – das entspricht dem Verbrauch von rund 20.000 Haushalten.
Onekas experimentelles Wasserentsalzungsgerät ist nicht wie die anderen Entsalzungsanlagen in Kalifornien: Es ist eine Boje mit einer Breite von einigen Metern. Der geringe Platzbedarf ist ein Pluspunkt, aber der Hauptvorteil des Geräts besteht darin, dass es über das Meer betrieben wird. Während sich die Boje mit den Wellen hin und her bewegt, saugt sie Wasser durch einen Filter und dann durch eine Umkehrosmosemembran, die Salze und andere winzige Partikel entfernt. „Überraschend einfach“, sagt Smith.
Andrea Achilli, Chemie- und Umweltingenieurin an der University of Arizona, die nicht mit Oneka verbunden ist, nennt Geräte wie dieses „Direktentsalzungssysteme“. Eine direkte Entsalzung kann auch mit Solarenergie erfolgen, die in Wärme umgewandelt und für die thermische Entsalzung genutzt werden kann. Vereinfacht ausgedrückt kocht die thermische Entsalzung Salzwasser, sammelt den Dampf und lässt das Salz zurück. Ebenso bezieht die Oneka-Boje keine Energie von einer externen Quelle; Es hat alles an Bord, was es braucht. „Es ist eine sehr gute Nutzung der Wellenenergie“, sagt Achilli.
Etabliertere Entsalzungstechniken bringen mit der Boje auch andere Umweltprobleme mit sich, die vermieden werden können. Bei der herkömmlichen Entsalzung entsteht Sole – die stark salzige Aufschlämmung, die entfernt wird, um Salzwasser frisch zu machen. Diese Sole muss verwaltet und entsorgt werden. Aber die von Onekas Boje verbreitete Sole habe eine geringe Konzentration, sagt Tutic, was bedeutet, dass sie wieder in den Ozean eingeleitet werden könne, wo sie kaum oder gar keine Auswirkungen auf die Umwelt habe.
Oneka hat diese Technologie bereits vor den Küsten Floridas und Chiles eingesetzt und das Design geändert, als Probleme auftraten. Laut Tutic bestand eine große Herausforderung darin, die Boje robust genug zu machen, um Stürmen standzuhalten. „Unsere erste Version, die wir bereits 2015 bereitgestellt haben [2016], wir haben es getestet; Das meiste davon haben wir im Meer zerbrochen“, sagt er. „Aber so haben wir gelernt.“ Laut Tutic hält die neueste Generation sechs Meter hohen Wellen stand und lässt sich leicht trennen und bewegen, um extremeren Bedingungen gerecht zu werden.
Derzeit wird die Anlage in Fort Bragg über ein einziges Gerät verfügen, das bis zu 50.000 Liter Frischwasser pro Tag produzieren kann. Das ist nicht viel, aber Tutic sagt, dass der Zweck des Pilotgeräts darin besteht, Daten zur Wasserqualität und Systemleistung zu sammeln, die dem Unternehmen bei der Durchführung von Verfeinerungen und Anpassungen helfen werden. Irgendwann, sagt er, möchte das Unternehmen eine Reihe von Geräten installieren. „Es ist modular“, sagt Tutic. „Sie können mehrere Einheiten anpassen, um im Wesentlichen so viel Wasser zu produzieren, wie Sie benötigen.“
Achilli scheint weniger optimistisch. „Das Energiepotenzial der Wellenenergie … ist wirklich groß, weil der Ozean riesig ist“, sagt er. Aber erneuerbare Energien seien verdünnte Energieformen, sagt er, daher brauche man viele Materialien und Ressourcen, um dieses Potenzial auszuschöpfen. Mit anderen Worten: Sie benötigen viele Bojen.
Während Fort Bragg versucht, seine Wasserprobleme in den Griff zu bekommen, sagt Smith, die Entsalzung sei nur ein Teil der Strategie der Stadt. Außerdem verfügt das Unternehmen über eine mobile Entsalzungsanlage zur Aufbereitung des Brackwassers im Fluss Noyo und plant den Bau von Stauseen.
Die Oneka-Bojen seien keine Komplettlösung, sagt Smith. Doch bei dem Pilotprojekt geht es um mehr als nur das Wasser von Fort Bragg. Es ist auch ein Proof of Concept – ein Weg zu zeigen, dass Technologie und Ingenieurskunst dazu beitragen können, die anhaltenden Wasserprobleme des Staates zu überwinden. „Ich denke, das ist ein toller Anfang“, sagt er.