Avsaltning blomstrar när städerna får slut på vatten

Denna artikel publicerades ursprungligen på Yale Environment 360 och är en del av Climate Desk-samarbetet.

Ungefär 30 mil norr om San Diego, längs Stillahavskusten, ligger Claude ”Bud” Lewis Carlsbad Desalination Plant, det största försöket att förvandla saltvatten till sötvatten i Nordamerika.

Varje dag trycks 100 miljoner liter havsvatten genom halvgenomsläppliga membraner för att skapa 50 miljoner liter vatten som leds i rör till kommunala användare. Carlsbad, som togs i full drift 2015, skapar cirka 10 procent av det färskvatten som de 3,1 miljoner människorna i regionen använder, till ungefär dubbelt så hög kostnad som den andra huvudsakliga vattenkällan.

Dyrt, ja, men livsviktigt för att det är lokalt och pålitligt. ”Torka är ett återkommande tillstånd här i Kalifornien”, säger Jeremy Crutchfield, vattenresursförvaltare vid San Diego County Water Authority. ”Vi kom just ut ur en femårig torka 2017. Anläggningen har minskat vårt beroende av importerade leveranser, vilket ibland är en utmaning här i Kalifornien. Så det är en komponent för tillförlitligheten.”

En andra anläggning, liknande Carlsbad, håller på att byggas i Huntington i Kalifornien med samma kapacitet på 50 miljoner gallon per dag. För närvarande finns det 11 avsaltningsanläggningar i Kalifornien, och ytterligare 10 föreslås.

Det har varit en lång tid för avsaltning – förkortat avsaltning. I årtionden har vi fått höra att den en dag skulle förvandla hav av saltvatten till sötvatten och släcka världens törst. Men framstegen har varit långsamma.

Detta håller nu på att förändras, eftersom avsaltning börjar bli aktuell på många platser runt om i världen. Flera faktorer samverkar för att få igång nya anläggningar. Befolkningen har ökat kraftigt på många platser med vattenbrist, bland annat i delar av Kina, Indien, Sydafrika och USA, särskilt i Arizona och Kalifornien. Dessutom förekommer torka – delvis på grund av ett förändrat klimat – i många regioner som för inte så länge sedan trodde att det fanns gott om vattenresurser.

San Diego är en av dessa platser. Med bara 12 tum regn per år i södra Kaliforniens medelhavsklimat och utan grundvatten får regionen hälften av sitt vatten från den avlägsna Coloradofloden. Mängden snö som faller i Klippiga bergen och håller den mäktiga floden flytande har dock minskat kraftigt under de senaste två decennierna, och enligt vissa forskare kan det vara en del av en permanent uttorkning av västvärlden. Klimatförändringarna är ett mycket verkligt fenomen för vattenförvaltare i hela sydväst och på andra håll.

Under tiden har kostnaden för avsaltat vatten sjunkit i takt med att tekniken utvecklas och kostnaderna för andra källor ökar. Under de senaste tre decennierna har kostnaden för avsaltning sjunkit med mer än hälften.

En boom för avsaltning innebär dock inte att alla som har tillgång till havet har hittat en ny källa till färskvatten. Omständigheterna spelar en stor roll. ”När befolkningen ökar och de befintliga ytvattentäkterna börjar ta slut eller grundvattnet utarmas eller förorenas, då blir problemen akuta och man måste göra val” när det gäller avsaltning, säger Michael Kiparsky från Wheeler Water Institute vid UC Berkeley School of Law. ”Det finns platser runt om i världen där avsaltning är ekonomiskt förnuftigt, där det finns ett högt tryck på vattenresurserna plus en hel del tillgängliga energiresurser”, t.ex. i Mellanöstern.

Förespråkare för avsaltning erkänner att branschen måste ta itu med och lösa en del allvarliga miljöproblem om den ska kunna fortsätta att växa. Avsaltning kräver stora mängder energi, som på vissa platser för närvarande tillhandahålls av fossila bränslen. Kiparsky varnar för en återkopplingsslinga där mer avsaltning behövs i takt med att planeten värms upp, vilket leder till ökade utsläpp av växthusgaser. Dessutom finns det allvarliga farhågor om skador på det marina livet från anläggningens intagssystem och extra salt avloppsvatten.

De första storskaliga avsaltningsanläggningarna byggdes på 1960-talet, och det finns nu cirka 20 000 anläggningar globalt som förvandlar havsvatten till sötvatten. Konungariket Saudiarabien, som har mycket lite sötvatten och billiga energikostnader för de fossila bränslen som används i dess avsaltningsanläggningar, producerar mest sötvatten av alla nationer, en femtedel av världens totala mängd.

Australien och Israel är också viktiga aktörer. När millennietorkan drabbade sydöstra Australien från slutet av 1990-talet till 2009 sjönk vattensystemen i regionen till små bråkdelar av sin lagringskapacitet. Perth, Melbourne och andra städer stod inför en kris och började bygga stora avsaltningsanläggningar. Anläggningen i Melbourne, som levererade sitt första vatten 2017, kostade 3,5 miljarder dollar att bygga och står för en tredjedel av stadens vattenförsörjning. Det är viktigt eftersom regionen har haft nederbörd under genomsnittet under 18 av de senaste 20 åren.

Israel satsar också på avsaltning. Landet har fem stora anläggningar i drift och planerar för ytterligare fem. Kronisk vattenbrist där hör nu till det förflutna, eftersom mer än hälften av landets inhemska behov tillgodoses med vatten från Medelhavet.

Globalt sett får nu mer än 300 miljoner människor sitt vatten från avsaltningsanläggningar, enligt International Desalination Association.

Men trots behovet kommer avsaltningsanläggningar inte att byggas vid varje kustlinje. Det främsta hindret är kostnaden för att bygga en anläggning och kostnaden för att bearbeta vattnet. San Diego County Water Authority betalar cirka 1 200 dollar för en acre-fot vatten som hämtas från Coloradofloden och Sacramento San Joaquin River Delta och pumpas hundratals mil till södra Kalifornien. Samma mängd vatten från anläggningen i Carlsbad – tillräckligt för att försörja en familj på fem personer i ett år – kostar cirka 2 200 dollar. Eftersom Lake Mead – den reservoar med vatten från Coloradofloden vid gränsen mellan Nevada och Arizona som försörjer San Diego – sjunker kraftigt, kan det hända att den en dag, kanske inom de närmaste åren, inte längre kan försörja San Diego. Säkerheten är av största vikt.

Desal plågas dock av några allvarliga miljöproblem. Det finns två typer av avsaltning – termisk, som värmer upp vatten och sedan fångar upp kondensationen, och omvänd osmos, som tvingar havsvatten genom porerna i ett membran som är många gånger mindre än diametern på ett människohår. Detta fångar upp saltmolekyler, men låter de mindre vattenmolekylerna passera igenom. Båda kräver mycket energi, och utsläppen av växthusgaser som skapas av den energi som behövs – särskilt i Mellanöstern, där fossila bränslen genererar el – är en betydande bidragande orsak till den globala uppvärmningen.

Det finns också ekologiska konsekvenser. Det krävs två gallon havsvatten för att göra en gallon färskvatten, vilket innebär att den gallon som lämnas kvar är saltstänkt. Det bortskaffas genom att det återförs till havet och – om det inte görs på rätt sätt genom att det sprids över stora områden – kan det tömma havet på syre och ha negativa effekter på havslivet.

En studie från FN:s institut för vatten, miljö och hälsa som publicerades tidigare i år hävdar att problemet med saltvattenavfallet har underskattats med 50 procent och att saltvattnet är giftigt och orsakar allvarlig förorening när det blandas med de kemikalier som är avsedda att hindra systemen från att bli nedsmutsade.

Ett annat problem uppstår när havsvatten sugs upp för bearbetning. När en fisk eller annan stor organism fastnar på insugningsgallret dör eller skadas den; dessutom sugs fiskelarver, ägg och plankton in i systemet och dödas.

”Vid vårt insugningssystem suger vi in pyttesmå organismer, som uppgår till ungefär ett och ett halvt kilo vuxen fisk per dag”, säger Jessica Jones, talesperson för Poseidon Water, som äger anläggningen i Carlsbad. ”För att mildra detta återställer vi 66 hektar våtmarker i San Diego Bay. Och vi har just fått tillstånd för ett nytt intag som kommer att minska effekterna.”

Enligt Heather Cooley, forskningsdirektör vid Pacific Institute, ”finns det många okända faktorer kring effekterna på havslivet. Det har inte funnits någon större övervakning vid anläggningarna.” En strategi som allt oftare används för att undvika, eller minska, det problemet är att gräva ner havsvattenintagen under havsbotten och använda den sandiga havsbotten som ett naturligt filter.

2016 antog Kalifornien tillägget Desalination Amendment, som skärpte reglerna för intag och bortskaffande av saltvatten. Förespråkare av avsaltning hävdar att ändringarna har varit betungande och bromsar marschen mot en avsaltningsframtid.

På grund av kostnaden för havsvattenbehandling och effekterna på havet har en stor del av den senaste tidens avsaltningstillväxt inneburit användning av bräckt vatten. Torrsubstanserna i bräckt vatten är en tiondel av mängden i havsvatten, vilket gör processen mycket billigare.

Arizona, som ständigt har brist på vatten och som står inför en brist på vatten från Coloradofloden, undersöker både en avsaltningsanläggning för havsvatten i samarbete med Mexiko – som har tillgång till havet, vilket delstaten saknar – och anläggningar som kan behandla de 600 miljoner acre-feet bräcktvattenfyndigheter som delstaten uppskattar att den har.

Texas har nu 49 kommunala avsaltningsanläggningar som behandlar bräckt vatten, både på ytan och under ytan. San Antonio håller för närvarande på att bygga vad som kommer att bli den största avsaltningsanläggningen för bräckt vatten i landet. I den första fasen produceras 12 miljoner gallon per dag, vilket räcker för 40 000 familjer, men 2026 kommer anläggningen, som kallas H2Oaks-anläggningen, att producera 30 miljoner gallon per dag. Avsaltning av bräckt vatten kostar mellan 1 000 och 2 000 dollar per acre-fot.

Cooley från Pacific Institute menar att kommunerna, innan de bygger avsaltningsanläggningar, bör genomföra bevarandeprogrammen fullt ut, främja återanvändning av drickbart vatten – återanvändning av avloppsvatten, även känt som toalett-till-kran-återvinning – eller behandla avrinning av dagvatten. ”Det är klokt att göra de billigare alternativen först och låta de dyrare alternativen utvecklas när man behöver dem”, säger hon.

Mer fantastiska WIRED-historier

• Rädslan, felaktig information, och mässlingsspridning i Brooklyn
• Hur nio personer byggde ett olagligt Airbnb-imperium på 5 miljoner dollar
• Insida av rummet där de styr vädersatelliterna
• Google Photos-hacks för att tämja din bildöverbelastning
• Det är dags att byta till en webbläsare med integritet
• 🏃🏽♀️ Vill du ha de bästa verktygen för att bli frisk? Kolla in vårt Gear-teams tips på de bästa fitness trackers, löparutrustning (inklusive skor och strumpor) och de bästa hörlurarna.
• 📩 Få ännu mer av våra insidernyheter med vårt veckovisa nyhetsbrev från Backchannel

.