Zeewater: spa van de toekomst

Stel je voor, je staat ’s morgens op en als je de kraan opendraait om een verkwikkende douche te nemen gebeurt er niets. Ook de kraan in de keuken weigert dienst en bij de buren blijkt het niet beter te zijn. Scenario voor een goedkope horrorfilm? Spijtig genoeg niet. Voor elke liter water op aarde zijn er maar twee druppels voorhanden voor ons. De rest is bevroren en het meeste is gewoonweg zout. En ik weet niet hoe het met jou zit, maar zout water heb ik toch liever niet in mijn glas. Toch zijn de oneindige oceanen en zoute zeeën waarschijnlijk ons toevluchtsoord voor drinkwater in de toekomst.

Concreet zal binnen zo’n tien jaar ongeveer één mens per drie te kampen krijgen met een levensbedreigend watertekort. En hoewel dat allemaal nogal een ver-van-mijn-bed-show lijkt, zal ook Europa en zelfs België niet gespaard blijven van waterproblemen. Volgens het Europees Milieuagentschap staat België hoop in de top tien van landen met de grootste waterstress in Europa. In het Midden-Oosten zijn waterproblemen dagelijkse kost, maar daar wordt zeewater al heel lang ontzout. Wat is dan het grote probleem om deze technologie wereldwijd toe te passen? Energie, en nog geen klein beetje. Door hun gigantische olievoorraden en beperkte zoetwaterbronnen is het in Saoedi-Arabië geen probleem om energievretende technologie in te zetten, al betekent dat de verbranding van gigantische hoeveelheden fossiele brandstof en de daarmee gepaard gaande milieuproblemen.

In 2025 zal ongeveer een derde van de wereld leven in gebieden waar waterschaarste heerst. Hoewel vooral in het Zuidelijk Halfrond tekorten zullen optreden, ontsnapt ook België niet aan de waterproblematiek. Door onze intensieve landbouw, veeteelt en industrie en hoge bevolkingsdichtheid, wordt België door het Europees Milieu-agentschap geclassificeerd als een land dat kampt met waterstress. Ook hier zal dus de nood ontstaan om zeewater te ontzouten, en dan liefst natuurlijk op een duurzame manier.

Eerst even naar de basics. Om uit zeewater drinkwater te produceren, moet het zout er uit verwijderd worden, en daar ligt het grote probleem. Om één kubieke meter of 1000 liter drinkwater uit zeewater te maken, heb je evenveel energie nodig als de gemiddelde Belg per dag verbruikt. En per dag wordt nu al meer dan 20 miljoen kubieke meter zeewater ontzout wereldwijd… wetenschappers zijn dan ook naarstig op zoek naar manieren om zeewaterontzouting duurzamer en groener te maken, door de energievraag ervan terug te dringen. 

‘Om één kubieke meter drinkwater uit zeewater te produceren, heb je evenveel energie nodig als de gemiddelde Belg per dag verbruikt.’

Om zout uit zeewater te halen, wordt meestal een membraan gebruikt. Zo’n membraan is een selectieve scheidingswand die bepaalde stoffen doorlaat en andere tegenhoudt. Als je drinkbaar water wilt produceren, gebruik je een water-selectief membraan dat water doorlaat maar andere stoffen, zoals zout, blokkeert. Alleen, dat water wil niet zomaar door dat membraan, maar heeft daarvoor letterlijk een duwtje nodig. De natuur streeft namelijk naar zoveel mogelijk evenwicht tussen verschillende oplossingen en we weten allemaal dat dingen mengen veel makkelijker is dan ze weer uit elkaar halen. Hetzelfde geldt voor water en zout. Hoe meer zout er in het zeewater zit, hoe harder geduwd moet worden om het water door het membraan te duwen en dus ook hoe meer energie nodig is. En we weten allemaal dat in zeewater heel wat zout zit.

Om zeewater te ontzouten zijn heel veel water-selectieve membranen nodig. Deze worden opgerold en samen in modules geplaatst. Op deze foto zie je zo'n module met verschillende water-selectieve membranen in de nieuwste zeewaterontzoutingsinstallatie in Limassol, Cyprus.

Die grote hoeveelheid zout heeft echter ook zijn voordelen. Als zout water en zoet water bij elkaar gebracht worden, wil het zout zich naar het zoet water verplaatsen, net zoals water spontaan van hoog naar laag stroomt van op een berg bijvoorbeeld. Uit dat stromend water komt energie vrij, die in de natuur gewoon verloren gaat, tenzij je gebruik maakt van een turbine. Daarbij stroomt het water over een rad, waardoor het rad gaat draaien en de energie opgevangen wordt. Voor de stroom van zout die ontstaat als je zeewater in contact brengt met zoet water geldt hetzelfde, alleen heb je hier zout-selectieve membranen nodig om er voor te zorgen dat de energie niet verloren gaat. Deze membranen houden deze keer het water tegen, maar laten het zout door.

Met deze zout-selectieve membranen wordt niet alleen energie opgewekt, de hoeveelheid zout die in het zeewater zit daalt ook. Door zeewater eerst op deze manier te behandelen zal dus minder energie nodig zijn om het door een water-selectief membraan te duwen. Zo wordt op twee vlakken energie gewonnen. Enerzijds wekken we het op door zout-selectieve membranen te gebruiken, anderzijds verlagen we de energie die nodig is om drinkwater te produceren door de hoeveelheid zout in het water te verminderen.

Door de energiekost van zeewaterontzouting te verlagen kan overal ter wereld zeewaterontzouting makkelijker en op een meer verantwoorde manier ingezet worden. Hoewel nog heel wat onderzoek nodig is voor deze technologie op grote schaal ingezet kan worden, zijn de vooruitzichten zeer positief en komt duurzame drinkwaterproductie uit zeewater binnen handbereik.

Glaasje Noordzeewater, iemand?