Trinkwasser dank Wellenenergie

Bild: Oneka 

Weltweit sind Millionen Menschen auf Trinkwasser aus Entsalzungsanlagen angewiesen. Doch Meerwasser zu entsalzen, ist energieintensiv und kann Ökosystemen schaden. Ein Start-up aus Kanada hat eine Lösung gefunden, die ohne fossile Brennstoffe auskommt – und nutzt dafür das Meer selbst. 

Wenn Astronauten aus dem Weltall auf die Erde schauen, sehen sie vor allem eines: Wasser. Über gigantische Flächen erstrecken sich Meere, Seen und Flüsse. Doch nur 0,5 Prozent des Wassers auf der Erde ist trinkbar – und selbst dieser kleine Anteil gerät durch den fortschreitenden Klimawandel unter Druck. Um ihre Bevölkerung mit Trinkwasser zu versorgen, nutzen trockene Länder wie Kuweit, Oman oder die Vereinigten Arabischen Emirate Wasser aus großen Entsalzungsanlagen. Doch diese Anlagen zu betreiben, kostet viel Energie, Ressourcen und Geld. Das kanadische Start-up Oneka will dieses Problem lösen – und setzt dabei auf die Energie der Wellen. 

Schwimmende Entsalzungsanlagen 

Das System von Oneka funktioniert so: Während herkömmliche Entsalzungsanlagen in der Regel riesige Flächen direkt an der Küste belegen, schwimmen die Anlagen von Oneka auf der Wasseroberfläche. Damit sie nicht wegtreiben, sind sie wie Bojen am Meeresboden verankert. „Das System braucht weder Dieselgeneratoren, noch ist es abhängig vom Stromnetz“, sagte Oneka-CEO Dragan Tutic gegenüber US-amerikanischen Medien. Stattdessen funktioniert es komplett mechanisch. Bei Wellengang absorbieren sie die Energie der Wellen, wandeln diese in Pumpkraft um und saugen Meerwasser an. Ein Viertel der Flüssigkeit wird durch das Entsalzungssystem gepresst, das aus halbdurchlässigen Membranen und Filtern besteht, die Salz und andere Partikel herauslösen. 

Je höher der Salzgehalt und damit der Widerstand des Wassers ist, desto mehr Druck wird benötigt, um das Wasser durch die Membrane zu pressen. Umkehrosmose heißt dieser Prozess, der normalerweise viel Energie braucht. Sie wird meist aus fossilen Trägern gewonnen. Dass Oneka darauf verzichtet, schont das Klima: Nach Angaben des Unternehmens spart es jährlich rund eine Tonne CO2-Emissionen pro Kubikmeter entsalztes Wasser. Ist das Wasser fertig gereinigt, fließt es durch Leitungen an Land. Dort muss es noch einmal nachbehandelt werden, damit es wirklich trinkbar wird. 

Bild: Oneka 

Die in der Anlage verbliebene Sole vermischt sich anschließend mit den restlichen drei Vierteln des angepumpten Salzwassers und fließt wieder zurück ins Meer. Damit löst das kanadische Start-up ein weiteres Problem der herkömmlichen Entsalzung: Wird das Konzentrat nämlich nicht ausreichend verdünnt und verteilt, kann im Meer eine Art Wolke aus toxischer Salzlake entstehen, die das Ökosystem aus Fischen, Pflanzen und Korallen schädigen würde. Komplette Meeresregionen können durch die Sole absterben. Zwar fällt auch bei der Oneka-Technologie die Salzkonzentration beim rückfließenden Wasser höher aus als der normale Salzgehalt des Meeres – doch sie ist nicht so hoch, dass es schädlich für das Ökosystem wäre. 

Bis zu 49.000 Liter Trinkwasser pro Tag

Damit das System des kanadischen Start-ups funktioniert, müssen die Wellen mindestens einen Meter hoch sein – sonst geben sie nicht genug Energie ab, um die Anlage am Laufen zu halten. Auf der ruhigen Ostsee würde die Oneka-Technologie also nicht funktionieren, im Atlantik und Pazifik sieht das schon anders aus. 

Das System ist modular aufgebaut, sodass mehrere Anlagen nebeneinander verankert werden können, und kommt in drei verschiedenen Größen: Die Maxi-Variante ist acht Meter lang und fünf Meter breit und kann bis zu 49.000 Liter Süßwasser pro Tag produzieren. Zur besseren Einordnung: Im Durchschnitt verbraucht eine Person in Deutschland circa 126 Liter Wasser pro Tag. Eine große Oneka-Anlage könnte also knapp 400 Personen täglich mit Wasser versorgen. Zum Vergleich: Die größte Entsalzungsanlage der Welt in Saudi-Arabien reinigt bis zu eine Milliarde Liter Salzwasser täglich.

Lange Entwicklungszeit für die Entsalzungsanlage

Die Idee für Oneka – was in der Sprache des indigenen Stamms Mohawk Wasser heißt – kam Gründer Tutic bei einer Reise nach Korsika im Jahr 2012. „Ich habe die karge Landschaft auf der Insel gesehen und mich gefragt, woher dort eigentlich das Trinkwasser stammt“, sagt er. Als Tutic erfuhr, dass es größtenteils dem Grundwasser entnommen wird, sei ihm die Idee gekommen, sich den Ozean stärker zunutze zu machen. Und zwar nicht auf die konventionelle Art, sondern nachhaltiger. Zurück in Kanada, begann der Ingenieur nach neuen Wegen der Entsalzung zu suchen und gründete schließlich im Jahr 2015 das Start-up.

Eine Entsalzungsanlage zu bauen, die auch im Wasser funktioniert, sei allerdings nicht einfach gewesen. „Wir haben sechs Generationen von Prototypen durchlaufen. In den Anfangsjahren ging alles kaputt, was kaputtgehen konnte“, sagt Tutic gegenüber dem US-amerikanischen Nachhaltigkeitsmagazin Triple Pundit. „Pumpen waren verstopft, Schläuche gerissen und Bauteile korrodierten. Ich habe unzählige Stunden mit Tauchen, Schweißen und Reparieren verbracht.“

Vitaly Pipich vom Heinz Maier Leibnitz Institut am Forschungszentrum Jülich kennt die Probleme, die Membrane zur Entsalzung mit Umkehrosmose mit sich bringen. „Sie haben eine begrenzte Lebenszeit“, sagt Pipich. „Irgendwann funktionieren sie nicht mehr so gut, auch wenn sie regelmäßig gereinigt werden.“ Bei Oneka kommt hinzu, dass die Materialien im Meer ständiger Erosion durch Salzwasser ausgesetzt sind. 

Entsalzungsanlagen für die USA und für Chile

Aktuell arbeitet das Unternehmen an verschiedenen Pilotprojekten. Die erste Testanlage hat Oneka bereits vor ein paar Jahren in Florida ans Laufen gebracht. Künftig soll eine weitere vor dem kleinen Küstenort Fort Bragg, 275 Kilometer nördlich von San Francisco, Salzwasser in Süßwasser umwandeln. Bei zwei Dürreperioden in den Jahren 2014 und 2021 wurde das Trinkwasser im Ort knapp, selbst der Fluss trocknete aus. Um besser gewappnet zu sein, will die Stadt ihre Wasserversorgung breiter aufstellen – und setzt dabei auf Oneka. Auch weiter südlich auf dem Kontinent hat das Unternehmen bereits Partnerschaften geschlossen: In Chile will das Start-up den Asphaltproduzenten Asfalcom mit Süßwasser versorgen – und damit den Straßenbau ein Stück nachhaltiger machen.