De groeiende waterschaarste maakt ontzilting steeds populairder

Yale Environment 360 / 360  |  8 augustus 2019 - 10:00 8 aug - 10:00

Decennialang werd er weinig vooruitgang mee geboekt, maar tegenwoordig krijgen wereldwijd al meer dan 300 miljoen mensen hun drinkwater uit ontziltingsinstallaties. De kosten voor het omzetten van zeewater in drinkwater zijn sterk gedaald, maar het blijft een dure optie en brengt milieuproblemen met zich mee die moeten worden aangepakt.

Aan de kust van de Stille Oceaan, zo’n vijftig kilometer boven San Diego, bevindt zich de grootste ontziltingsinstallatie van Noord-Amerika, de Claude ‘Bud’ Lewis Carlsbad Desalination Plant. Die filtert elke dag bijna 400 mln liter water door semipermeabele membranen om de gemeente Carlsbad van een kleine 200 mln liter drinkwater te voorzien. Daarmee levert de in 2015 volledig in gebruik genomen installatie zo’n 10% van de totale hoeveelheid drinkwater die de 3,1 miljoen inwoners van de regio verbruiken, tegen een prijs die grofweg tweemaal zo hoog is als die van de andere voornaamste waterbron.

Duur drinkwater dus, maar van essentieel belang omdat het lokaal is en betrouwbaar. ‘Droogte is hier in Californië een terugkerend probleem,’ zegt Jeremy Crutchfield, manager waterbeheer bij de San Diego County Water Authority. ‘Tot 2017 hebben we ook weer vijf jaar droogte gehad. Deze installatie maakt ons minder afhankelijk van de aanvoer van elders, wat in Californië soms een probleem is. Het draagt dus bij aan de betrouwbaarheid van onze watervoorziening.’ In het kustplaatsje Huntington wordt een vergelijkbare installatie gebouwd met dezelfde capaciteit. Californië telt momenteel elf ontziltingsinstallaties en plannen voor nog tien andere.

De opkomst van ontzilting als waterwinningsmethode heeft lang op zich laten wachten. Al decennia hoor je verhalen over het omzetten van zeewater in drinkwater om de dorst van de wereld te lessen, maar er zat nooit veel schot in. Dat begint te veranderen: op steeds meer plaatsen ter wereld wordt nu aan ontzilting gedacht. Verschillende factoren spelen een rol bij de komst van nieuwe installaties. In veel waterarme regio’s in China, India, Zuid-Afrika en de Verenigde Staten (met name in Arizona en Californië) is de bevolking enorm gegroeid. En tal van regio’s waar tot voor kort altijd voldoende water leek te zijn, kampen tegenwoordig ook met droogte, deels als gevolg van de klimaatverandering.

San Diego is zo’n regio. Geen grondwater, het mediterrane klimaat van Zuid-Californië, een regenval van hooguit 30 centimeter per jaar, en voor de helft van zijn watervoorziening derhalve afhankelijk van rivierwater uit de verre Colorado. Maar die grote rivier moet het hebben van smeltwater uit de Rocky Mountains, waar de sneeuwval de laatste twee decennia sterk is afgenomen – volgens sommige onderzoekers onderdeel van de permanente verdroging van het Amerikaanse Westen. Klimaatverandering is voor waterbeheerders in het Zuidwesten en elders echt een thema.

Vicieuze cirkel

Door de voortschrijdende techniek en de gestegen kosten van andere waterbronnen is ontzilt water ook goedkoper geworden. De kosten van ontzilting zijn in de afgelopen dertig jaar met meer dan de helft gedaald.

Maar het succes van ontzilting wil niet zeggen dat alle kustgebieden in de wereld nu meteen een nieuwe bron van zoet water hebben. Dat hangt van andere omstandigheden af. ‘Naarmate de bevolkingsgroei doorzet, het beschikbare oppervlaktewater wordt opgebruikt en grondwater uitgeput of vervuild raakt, worden de problemen nijpender en moet je keuzes maken’ over de inzet van ontzilting, zegt Michael Kiparsky van het Wheeler Water Institute aan de rechtenfaculteit van de Universiteit van California. ‘Er zijn plaatsen ter wereld waar ontzilting economisch steek houdt, plaatsen waar water schaars is en energie juist in ruime mate voorhanden’, zoals in het Midden-Oosten.

_“Saudi-Arabië, dat nauwelijks over eigen waterbronnen beschikt, produceert meer
zoet water op deze manier dan enig ander land ter wereld”_

Voorstanders van ontzilting erkennen dat verdere groei alleen mogelijk is als de sector eerst een aantal fikse milieuproblemen oplost. Ontzilting vergt enorm veel energie, die nu soms nog uit fossiele brandstoffen komt. Kiparsky waarschuwt voor een vicieuze cirkel waarbij de opwarming van de aarde de behoefte aan ontzilting vergroot en zo weer leidt tot meer uitstoot van broeikasgassen. Verder bestaan er grote zorgen over de schade die de watervang en de lozing van het extreem zoute afvalwater toebrengen aan het leven in zee.
De eerste grote ontziltingsinstallaties dateren uit de jaren zestig. Tegenwoordig telt de wereld er zo’n 20.000. Saudi-Arabië, dat nauwelijks over eigen waterbronnen beschikt, maar wel over goedkope fossiele brandstoffen waarop de ontziltingsinstallaties kunnen draaien, produceert meer zoet water op deze manier dan enig ander land ter wereld: een vijfde van het wereldtotaal.

Ook Australië en Israël zijn grote spelers. Zuidoost-Australië was van eind jaren negentig tot 2009 in de greep van de ‘millenniumdroogte’, de watervoorraden daalden daar tot een fractie van de opslagcapaciteit. Perth, Melbourne en andere steden zijn toen flink gaan investeren in ontzilting. De installatie in Melbourne, die in 2017 voor het eerst water leverde, heeft $ 3,5 mrd gekost en voorziet nu in een derde van de waterbehoefte van de stad. Dat is van vitaal belang, want in achttien van de afgelopen twintig jaar bleef de regenval daar onder het gemiddelde.

Ook Israël heeft stevig ingezet op ontzilting. Het beschikt over vijf grote ontziltingsinstallaties en wil er nog vijf bouwen. Chronische waterschaarste behoort hier nu tot het verleden: meer dan de helft van het drinkwater komt uit de Middellandse Zee. Volgens de International Desalination Association krijgen wereldwijd nu al meer dan 300 miljoen mensen hun drinkwater uit ontziltingsinstallaties.

Milieuproblemen

Maar hoe groot de behoefte aan water ook is, niet aan iedere kust zullen ontziltingsinstallaties verrijzen. Het voornaamste obstakel zijn de kosten van de bouw en van het ontzilten zelf. Voor elke miljoen liter water die uit de Colorado en de Sacramento-San Joaquindelta helemaal naar Zuid-Californië wordt gepompt, honderden kilometers verderop, betaalt de San Diego County Water Authority zo’n duizend dollar. Dezelfde hoeveelheid water – het jaarverbruik van een vijfkoppig huishouden – uit de ontziltingsinstallatie in Carlsbad kost tweemaal zoveel. Maar Lake Mead, het meer op de grens tussen Nevada en Arizona waaruit San Diego zijn Colorado-water haalt, kampt met een sterk dalende waterspiegel. Er kan een moment komen, misschien al ergens in de komende jaren, dat San Diego hier geen water meer kan betrekken. En zekerstelling van de watervoorziening staat voorop.

_“Voor elke liter drinkwater heb je twee liter zeewater nodig. Wat je overhoudt is
een liter pekel”_

Er kleven bovendien ernstige milieuproblemen aan ontzilting. Er bestaan twee ontziltingstechnieken. Bij thermische ontzilting wordt water verhit en de waterdamp opgevangen. Bij omgekeerde osmose wordt zeewater door een membraan geperst met gaatjes die nog kleiner zijn dan de doorsnee van een mensenhaar. De watermoleculen kunnen daar doorheen, de zoutmoleculen worden tegengehouden. Beide methoden vergen enorm veel energie en de broeikasuitstoot van ontziltingsinstallaties levert dan ook – vooral in het Midden-Oosten, waar de benodigde stroom wordt opgewekt met fossiele brandstoffen – een aanzienlijke bijdrage aan de opwarming van de aarde.

Daarnaast heeft de techniek directe ecologische impact. Voor elke liter drinkwater heb je twee liter zeewater nodig. Wat je overhoudt is een liter pekel. Als die weer in zee wordt geloosd en onvoldoende gespreid, kan dat het zuurstofgehalte in zee verlagen en schadelijk zijn voor het leven daar. Volgens een eerder dit jaar gepubliceerde studie van het UN Institute for Water, Environment and Health is het probleem van pekellozing minstens 50% erger dan eerder werd aangenomen. Door het gebruik van giftige chemicaliën tegen verstopping is de pekel bovendien een ernstige bron van vervuiling.

Een ander probleem is de inlaat van het zeewater. Vissen of andere grote organismen worden gewond of gedood doordat ze vast komen te zitten tegen de roosters van de watervang. Vislarven, eitjes en plankton worden de installatie in gezogen en overleven dat niet. ‘Bij onze inlaat komen kleine organismen binnen, zo’n anderhalve pond aan volwassen vis per dag,’ zegt Jessica Jones, woordvoerster van Poseidon Water, eigenaar van de installatie in Carlsbad. ‘Ter compensatie herstellen we 26 hectare broekland in San Diego Bay. En we hebben net een vergunning gekregen voor een nieuwe watervang die de milieuschade zal beperken.’

Natuurlijke filter

Volgens Heather Cooley, hoofdonderzoeker bij het Pacific Institute, is er ‘nog veel onbekend over de ecologische gevolgen. Dat wordt bij de installaties nauwelijks in kaart gebracht.’ Een steeds vaker gebruikte methode om de milieuschade te beperken is het aanleggen van inlaatpunten onder de zeebodem, zodat het zand als een eerste natuurlijke filter fungeert. In 2016 is in Californië strengere regelgeving aangenomen voor de winning uit zee en de lozing van afvalwater. Regels die volgens voorstanders van deze vorm van waterwinning een rem zetten op de ontwikkeling naar een toekomst met grootschalige ontzilting.

Doordat de ontzilting van zeewater duur is en milieuschade veroorzaakt, betreft de recente groei in de sector vooral de ontzilting van brak water. Dat bevat maar een tiende van de vaste stoffen van zeewater, wat ontzilting veel goedkoper maakt. Arizona, dat altijd met schaarste kampt en rekening moet houden met een tekort aan Colorado-water, overweegt de bouw van een ontziltingsinstallatie in samenwerking met Mexico, dat beschikt over de kustlijn die de staat zelf ontbeert. Ook wil de staat installaties bouwen voor het ontzilten van de 740.000 miljard kubieke meter brak water die er naar schatting wel voorhanden moet zijn.

_“Ontzilting vergt enorm veel energie, die nu soms nog uit fossiele brandstoffen
komt”_

Texas heeft al 49 gemeentelijke installaties voor de ontzilting van water, zowel boven- als ondergronds. San Antonio is bezig met de bouw van wat de grootste Amerikaanse installatie voor de ontzilting van brak water zal worden. In eerste aanleg produceert die nu al 45.000 kubieke meter per dag, genoeg voor 40.000 huishoudens. Maar in 2026 moet deze installatie, H2Oaks, meer dan 100.000 kubieke meter per dag produceren. De ontzilting van brak water kost $ 800 tot 1600 per duizend kubieke meter.

Voordat gemeenten ontziltingsinstallaties gaan bouwen, kunnen ze volgens Cooley van het Pacific Institute beter eerst werk maken van goed waterbeheer, het stimuleren van hergebruik – afvalwater recyclen tot nieuw drinkwater, het zogenaamde ‘toilet-to-tap’ – en het filteren van regenwater. ‘Het is logischer om de goedkope opties eerst te benutten en de duurdere opties te bewaren voor later, als je ze echt nodig hebt,’ zegt ze.

Auteur: Jim Robbins

Vertaler: Frank Lekens

Yale Environment 360
VS | website | e360.yale.edu

Dit webzine wordt gepubliceerd door de Yale-universiteit en bericht uitvoerig over milieuvraagstukken door middel van opiniestukken, reportages en analyses. Niet alleen journalisten en wetenschappers leveren bijdragen, maar ook politici en mensen uit het bedrijfsleven.

Plaats een reactie

© Poseidon Water https://www.flickr.com/photos/carlsbaddesal/21433181732/