Solares Wasser für die Wüste

Saudi-Arabien will eine durch Solarenergie angetriebene Anlage zur Meerwasser-entsalzung bauen. Hierbei sollen neue, von IBM entwickelte Materialien verwendet werden, die ursprünglich für leistungsfähigere Computerchips vorgesehen waren. Durch ihre Verwendung können hochkonzentrierte Photovoltaik und ein effizienteres Filterverfahren genutzt werden. Das Projekt sei der erste Schritt zur Entwicklung der Solarenergie in dem Königreich, berichten die „Arab News“.

Moderne Entsalzungsanlagen, so auch die in Saudi-Arabien geplante, nutzen das Verfahren der so genannten Umkehr-Osmose. Hierbei wird Meerwasser unter hohem Druck durch eine Polymermembran gepresst, die das Salz heraus filtert.

In heutigen Anlagen bestehen die Filtermembranen aus Polyamid, die allerdings schnell verstopfen. Dagegen wird Chlor eingesetzt, das aber mit der Zeit das Polyamid zersetzt. IBM verwendet statt Polyamid ein Polymer, das bislang in der Herstellung von Computerchips eingesetzt wurde.

Nach Angaben von IBM kann das Meerwasser die Filter dadurch um bis zu 50 Prozent schneller passieren als üblicherweise. Zugleich werden 99,5 Prozent des im Wasser gelösten Salzes entfernt – eine Quote, die mit der von Polyamid vergleichbar und nötig ist, um qualitativ gutes Trinkwasser zu bekommen.

Eine andere Weiterentwicklung ist ein hochkonzentriertes Photovoltaik-System: In ihm bündeln Solarlinsen das Sonnenlicht, was die Fläche der teuren Solarmodule verringert. Das Licht trifft jedoch mit höherer Intensität auf die Zellen, die sich enorm aufheizen. Um dies zu verhindern, wird eine äußerst leitfähige, flüssige Legierung aus Gallium und Indium verwendet, die die entstehende Wärme ableitet.

Besonders ins Auge fallen auch die niedrigen Energiekosten der saudischen Anlage. Der Energieaufwand bei normalerweise mit fossilen Energieträgern betriebenen Entsalzungsanlagen ist hoch: Zwischen vier und neun Kilowattstunden Energie werden für die Entsalzung eines Kubikmeters Wasser verbraucht.

Dies bedeutet, dass bei herkömmlichen Entsalzungsanlagen die Hälfte der Betriebskosten bei der Stromerzeugung anfallen. Je nach Ölpreis sind das pro Kubikmeter Trinkwasser zwischen 40 und 90 Cent. Allein Saudi-Arabien verfeuert laut „Arab News“ täglich 1,5 Millionen Barrel Öl, um Trinkwasser aus dem Meer zu gewinnen. Sonnenenergie hingegen ist kostenlos.

Durch den Einsatz von Solarenergie in Entsalzungsanlagen kann ein weiterer Nebeneffekt erzielt werden: Langfristig können die Treibhausgasemissionen verringert werden, die bislang bei der Meerwasserentsalzung entstehen.

Federführend bei dem Vorhaben ist die King Abdulaziz City for Science and Technologie (KACST), die nationale saudische Forschungsbehörde. Standort dieser bisher größten solar betriebenen Meerwasserentsalzungsfabrik der Welt mit einer Kapazität von täglich 30.000 Kubikmetern Trinkwasser (30 Millionen Liter) – genug für 100.000 Menschen – wird die Stadt Al-Khafji am Arabischen Golf sein.

Daniel Seemann

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