Zeewater, spa van de toekomst

Stel je voor, je staat ’s morgens op en als je de kraan opendraait voor een verkwikkende douche gebeurt er niets. Ook de kraan in de keuken weigert dienst en bij de buren blijkt het niet beter te zijn. Spijtig genoeg is dit niet het scenario van een goedkope horrorfilm, maar harde realiteit. Voor elke liter water op aarde zijn er maar twee druppels beschikbaar voor ons. Door de groeiende wereldbevolking en vervuiling van de bestaande drinkwaterbronnen zal binnen tien jaar één mens op drie te maken krijgen met een levensbedreigend watertekort, maar zout water drinken is natuurlijk geen optie. De rest is bevroren en het meeste is gewoonweg te zout. Toch zijn de oneindige oceanen en zoute zeeën waarschijnlijk ons toevluchtsoord voor drinkwater in de toekomst.

In het Midden-Oosten zijn waterproblemen dagelijkse kost, maar daar wordt zeewater al heel lang ontzout. Waarom gebruiken we die technologie dan niet om waterschaarste wereldwijd aan te pakken? Simpel, energie, en nog geen klein beetje. Om zeewater drinkbaar te maken, moet het zout er uit verwijderd worden. Om één kubieke meter of 1000 liter drinkwater uit zeewater te maken, heb je evenveel energie nodig als de gemiddelde Belg per dag verbruikt, zo’n 2 à 3 kWh.

Een typische omgekeerde osmose installatie voor zeewaterontzouting (Eigen afbeelding)

Het proces dat hiervoor gebruikt wordt heet omgekeerde osmose en maakt gebruik van een water doorlaatbaar membraan. Zo’n membraan is een selectieve scheidingswand die bepaalde stoffen doorlaat en andere tegenhoudt. In dit geval wordt water doorgelaten en worden andere stoffen, zoals zout, tegengehouden. Het probleem is dat water niet zomaar door dat membraan wil, maar daar letterlijk een duwtje voor nodig heeft. De natuur streeft namelijk naar zoveel mogelijk evenwicht tussen verschillende oplossingen, waardoor het makkelijker is dingen te mengen dan ze weer uit elkaar te 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 persen en dus ook hoe meer energie nodig is. En dat zeewater zout is, weten we allemaal.

Dat zout heeft echter ook voordelen. Als zout 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 wordt een rad in het stromende water geplaatst, dat het rad laat draaien waardoor de energie opgevangen kan worden. 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 het water tegen, maar laten het zout door.

Dit principe wordt gebruikt in een proces dat omgekeerde elektrodialyse heet. Het werd in Nederland ontwikkeld en wordt daar momenteel getest om duurzame energie op te wekken op plaatsen waar zoet water, van rivieren en meren, in het zoute zeewater stroomt. De opgewekte energie wordt Blue Energy of Blauwe Energie genoemd. Een filmpje (in het Engels) over hoe dat net in zijn werk gaat, vind je hier.

Het proces wekt niet alleen energie op, maar zorgt er ook voor dat de zoutconcentratie in het zeewater daalt. Hiervan maakt de Universiteit van Gent gebruik om de energievraag voor de ontzouting van zeewater te verlagen. Door omgekeerde elektrodialyse te koppelen met omgekeerde osmose, daalt de energievraag op twee manieren: energie wordt opgewekt in de eerste stap, en die energie kan gebruikt worden in het ontzoutingproces, en het zoutgehalte in het zeewater daalt, waardoor voor de ontzouting minder energie nodig is. Een schema van deze techniek zie je in de figuur hieronder. Hierdoor kan het volledige proces zelfs energieneutraal worden, waardoor geen energie meer nodig is voor het maken van drinkwater uit zeewater.

                          

Schema van het proces dat gebruikt kan worden op zeewaterontzouting energieneutraal te maken (Eigen afbeelding)

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. Daar zijn ook de media van overtuigd, die het proces wereldberoemd maakten in Vlaanderen: AVS, Het Nieuwsblad, De Morgen, VTM, …

Glaasje Noorzeewater, iemand?

Geplaatst door Marjolein op 14/08/2016 om 17:36