Ontzilting neemt hoge vlucht nu steden zonder water komen te zitten

Dit verhaal verscheen oorspronkelijk op Yale Environment 360 en maakt deel uit van de Climate Desk-samenwerking.

Zo’n 30 mijl ten noorden van San Diego, langs de Pacifische kust, staat de Claude “Bud” Lewis Carlsbad ontziltingsinstallatie, de grootste poging om zout water om te zetten in zoet water in Noord-Amerika.

Elke dag wordt 100 miljoen liter zeewater door semi-permeabele membranen geperst om 50 miljoen liter water te maken dat via pijpleidingen naar gemeentelijke gebruikers wordt geleid. Carlsbad, dat in 2015 volledig operationeel werd, creëert ongeveer 10 procent van het zoete water dat de 3,1 miljoen mensen in de regio gebruiken, tegen ongeveer twee keer de kosten van de andere belangrijkste waterbron.

Duurzaam, ja, maar van vitaal belang vanwege het feit dat het lokaal en betrouwbaar is. “Droogte is een steeds terugkerende situatie hier in Californië”, zegt Jeremy Crutchfield, manager watervoorraden bij de San Diego County Water Authority. “We zijn net uit een vijfjarige droogte gekomen in 2017. De installatie heeft onze afhankelijkheid van geïmporteerde voorraden verminderd, wat soms een uitdaging is hier in Californië. Dus het is een component voor betrouwbaarheid.”

Een tweede fabriek, vergelijkbaar met Carlsbad, wordt gebouwd in Huntington, Californië, met dezelfde 50-miljoen-gallon per dag capaciteit. Momenteel zijn er 11 ontziltingsinstallaties in Californië, en 10 meer zijn voorgesteld.

Het is al een lange tijd komen voor ontzilting-desal voor kort. Decennialang is ons verteld dat het op een dag oceanen van zout water in zoet zou veranderen en de dorst van de wereld zou lessen. Maar de vooruitgang verliep traag.

Dat is nu aan het veranderen, nu ontzilting op veel plaatsen in de wereld in gebruik wordt genomen. Verschillende factoren komen samen om nieuwe fabrieken in bedrijf te nemen. Bevolking heeft boomed in vele water-stressed plaatsen, met inbegrip van delen van China, India, Zuid-Afrika, en de Verenigde Staten, met name in Arizona en Californië. Bovendien doet zich droogte voor – deels als gevolg van een veranderend klimaat – in veel regio’s die nog niet zo lang geleden dachten dat hun voorraden ruim voldoende waren.

San Diego is een van die plaatsen. Met slechts 12 inches regen per jaar in het mediterrane klimaat van Zuid-Californië en geen grondwater, krijgt de regio de helft van zijn water van de verre Coloradorivier. De hoeveelheid sneeuw die in de Rocky Mountains valt en die machtige rivier aan het stromen houdt, is de laatste twee decennia echter sterk afgenomen, en volgens sommige onderzoekers kan dit deel uitmaken van een permanente verdroging van het Westen. Klimaatverandering is een zeer reëel fenomeen voor waterbeheerders in het hele zuidwesten en elders.

Ondertussen zijn de kosten van ontzilt water gedaald naarmate de technologie evolueert en de kosten van andere bronnen toenemen. In de afgelopen drie decennia zijn de kosten van ontzilting met meer dan de helft gedaald.

Een hausse in ontzilting betekent echter niet dat iedereen met toegang tot de zee een nieuwe bron van zoet water heeft gevonden. Omstandigheden spelen een grote rol. “Als de bevolking toeneemt en bestaande oppervlaktewatervoorraden worden afgetapt of het grondwater is uitgeput of vervuild, dan zijn de problemen acuut en moeten er keuzes worden gemaakt” over ontzilting, zei Michael Kiparsky van het Wheeler Water Institute aan de UC Berkeley School of Law. “Er zijn plaatsen in de wereld waar ontzilting economisch zinvol is, waar de druk op de watervoorraden hoog is en er veel energiebronnen beschikbaar zijn”, zoals het Midden-Oosten.

Voorstanders van ontzilting erkennen dat de industrie enkele ernstige milieuproblemen onder ogen moet zien en moet oplossen als ze wil blijven groeien. Voor ontzilting zijn grote hoeveelheden energie nodig, die momenteel op sommige plaatsen worden geleverd door fossiele brandstoffen. Kiparsky waarschuwt voor een terugkoppelingslus waarbij meer ontzilting nodig is naarmate de planeet opwarmt, wat leidt tot meer uitstoot van broeikasgassen. Bovendien zijn er ernstige zorgen over de schade aan het zeeleven door de inlaatsystemen van de installaties en het extra zoute afvalwater.

De eerste grootschalige ontziltingsinstallaties werden gebouwd in de jaren zestig, en er zijn nu wereldwijd zo’n 20.000 installaties die zeewater omzetten in zoet water. Het koninkrijk Saoedi-Arabië, met zeer weinig zoet water en goedkope energiekosten voor de fossiele brandstoffen die het gebruikt in zijn ontziltingsinstallaties, produceert het meeste zoet water van alle landen, een vijfde van het totaal van de wereld.

Australië en Israël zijn ook belangrijke spelers. Toen Zuidoost-Australië van eind jaren negentig tot 2009 werd geteisterd door de millenniumdroogte, raakten de watersystemen in de regio slechts een fractie van hun opslagcapaciteit kwijt. Geconfronteerd met een crisis begonnen Perth, Melbourne en andere steden aan een grootschalige ontziltingsinstallatie. De installatie in Melbourne, die in 2017 voor het eerst water leverde, kostte 3,5 miljard dollar om te bouwen en voorziet in een derde van de watervoorziening van de stad. Dit is van cruciaal belang omdat de regenval in de regio in 18 van de afgelopen 20 jaar onder het gemiddelde is gebleven.

Ook Israël zet vol in op ontzilting. Er zijn vijf grote installaties in bedrijf en er zijn plannen voor nog eens vijf. Chronische watertekorten behoren daar nu tot het verleden, aangezien meer dan de helft van de binnenlandse behoefte van het land wordt gedekt met water uit de Middellandse Zee.

Over de hele wereld krijgen nu meer dan 300 miljoen mensen hun water uit ontziltingsinstallaties, volgens de International Desalination Association.

Maar ondanks de behoefte zullen ontziltingsinstallaties niet aan elke kustlijn worden gebouwd. Een van de grootste obstakels zijn de kosten voor de bouw van een installatie en de kosten voor de verwerking van het water. De San Diego County Water Authority betaalt ongeveer $ 1.200 voor een acre-foot water afkomstig van de Colorado River en de Sacramento San Joaquin River Delta en honderden mijlen naar Zuid-Californië gepompt. Dezelfde hoeveelheid uit de Carlsbad-centrale – genoeg om een gezin van vijf een jaar lang van water te voorzien – kost ongeveer $2.200. Nu Lake Mead – het reservoir van water uit de Colorado rivier aan de grens tussen Nevada en Arizona dat San Diego bevoorraadt – sterk daalt, zal het op een dag, misschien in de komende jaren, San Diego niet meer kunnen bevoorraden. Zekerheid is van het grootste belang.

Ontzilting wordt echter geplaagd door enkele ernstige milieuproblemen. Er zijn twee soorten ontzilting-thermisch, waarbij water wordt verwarmd en vervolgens de condensatie wordt opgevangen, en omgekeerde osmose, waarbij zeewater door de poriën van een membraan wordt geperst die vele malen kleiner zijn dan de diameter van een menselijke haar. Hierdoor worden zoutmoleculen gevangen, maar de kleinere watermoleculen kunnen erdoor. Voor beide is veel energie nodig, en de uitstoot van broeikasgassen als gevolg van de benodigde energie – vooral in het Midden-Oosten, waar fossiele brandstoffen voor de opwekking van elektriciteit worden gebruikt – draagt in belangrijke mate bij aan de opwarming van de aarde.

Er zijn ook ecologische gevolgen. Er is twee liter zeewater nodig om een liter zoet water te maken, wat betekent dat de liter die achterblijft pekelig is. Het wordt verwijderd door het terug te laten vloeien in de oceaan en – indien dit niet op de juiste manier gebeurt door het over grote gebieden te verspreiden – kan het de oceaan van zuurstof ontdoen en negatieve gevolgen hebben voor het leven in zee.

Een studie van het VN-Instituut voor Water, Milieu en Gezondheid die eerder dit jaar werd gepubliceerd, stelt dat het probleem van pekelafval met 50 procent is onderschat en dat, wanneer het wordt gemengd met de chemicaliën die bedoeld zijn om te voorkomen dat systemen vervuilen, de pekel giftig is en ernstige verontreiniging veroorzaakt.

Een ander probleem komt voort uit het opzuigen van zeewater voor verwerking. Wanneer een vis of ander groot organisme vast komt te zitten op het inlaatscherm, sterft het of raakt het gewond; bovendien worden vislarven, eieren en plankton in het systeem gezogen en gedood.

“Bij onze inname zuigen we minuscule kleine organismen, die ongeveer anderhalf pond volwassen vis per dag bedragen,” zei Jessica Jones, een woordvoerster van Poseidon Water, dat eigenaar is van de Carlsbad-installatie. “Om dat te verzachten herstellen we 66 hectare moerasland in de San Diego Bay. En we hebben net toestemming gekregen voor een nieuwe inlaat die de impact zal verminderen.”

Volgens Heather Cooley, onderzoeksdirecteur bij het Pacific Institute, “zijn er veel onbekenden rond de impact op het zeeleven. Er is niet veel toezicht geweest op de faciliteiten.” Een strategie die steeds vaker wordt gebruikt om dat probleem te omzeilen, of te verminderen, is om de zeewaterinlaten onder de zeebodem te begraven en de zanderige oceaanbodem te gebruiken als een natuurlijk filter.

In 2016 heeft Californië het ontziltingsamendement aangenomen, dat de regelgeving voor inname en pekelverwijdering heeft aangescherpt. Voorstanders van ontzilting beweren dat de wijzigingen bezwarend zijn geweest en de mars naar een ontziltingstoekomst vertragen.

Omwille van de kosten van zeewaterverwerking en de impact op de oceaan, heeft veel van de recente ontziltingsgroei het gebruik van brak water betroffen. De vaste stoffen in brak water zijn een tiende van de hoeveelheid in oceaanwater, en dat maakt het proces veel goedkoper.

Arizona, voortdurend een tekort aan water en geconfronteerd met een tekort aan de Colorado rivier, is op zoek naar zowel een zeewater ontziltingsinstallatie in samenwerking met Mexico – die heeft de oceaan toegang die de staat mist – en op installaties die de 600 miljoen acre-feet van brak water deposito’s kan behandelen de staat schat dat het heeft.

Texas, ondertussen, heeft nu 49 gemeentelijke ontziltingsinstallaties die brak water verwerken, zowel aan de oppervlakte als onder de grond. San Antonio bouwt momenteel wat de grootste brakwater ontziltingsinstallatie in het land zal zijn. In de eerste fase zal de installatie 12 miljoen gallons per dag produceren, genoeg voor 40.000 gezinnen, maar tegen 2026 zal de installatie – bekend als H2Oaks – 30 miljoen gallons per dag produceren. Het ontzilten van brak water kost $1.000 tot $2.000 per acre-foot.

Cooley van het Pacific Institute stelt dat gemeenten, voordat ze ontziltingsinstallaties bouwen, eerst programma’s voor milieubehoud moeten uitvoeren, het hergebruik van afvalwater (ook wel bekend als recycling van toilet tot kraan) moeten bevorderen, of het afvloeien van stormwater moeten behandelen. “Het is zinvol om eerst de goedkopere opties te doen en de duurdere opties later te laten ontwikkelen wanneer je ze nodig hebt,” zei ze.

More Great WIRED Stories

• Vrees, verkeerde informatie, en mazelen verspreiden zich in Brooklyn
• Hoe negen mensen een illegaal Airbnb-imperium van $5 miljoen opbouwden
• Inzicht in de kamer waar ze de weersatellieten besturen
• Google Photos hacks om je foto-overload te temmen
• Het is tijd om over te schakelen op een privacy-browser
• 🏃🏽♀️ Wil je de beste tools om gezond te worden? Bekijk de keuzes van ons Gear-team voor de beste fitnesstrackers, hardloopkleding (inclusief schoenen en sokken) en de beste koptelefoons.
• 📩 Ontvang nog meer van onze inside scoops met onze wekelijkse Backchannel-nieuwsbrief