Es ist eine grausame Realität, dass nur etwa 3 % des Wassers auf der Welt frisch ist und nur ein Bruchteil davon leicht verfügbar ist. Da die Trockengebiete der Welt jedoch immer heftigeren Dürren ausgesetzt sind, achten immer mehr Menschen auf die anderen 97 %, die in den Ozeanen treiben.
Inseln, Städte und Wasserbezirke wurden genutzt Entsalzung Mehr als ein Jahrhundert lang gelang es, das Meerwasser von seinen Salzen zu befreien, obwohl sich die Technologie erst in den 1970er Jahren weiter verbreitete. Alle 100 Gallonen Wasser, die durch Umkehrosmose, der am häufigsten verwendeten Technologie, erzeugt werden, erfordert etwa 1,5 Kilowattstunden Strom zu produzieren. Im Jahr 2022 ca 26 Milliarden Gallonen (100 Milliarden Liter) Wasser wurden täglich durch Entsalzung produziert.
Umkehrosmose ist jedoch energieintensiv und erfordert starke Pumpen, um Wassermoleküle durch eine speziell entwickelte Membran zu drücken, wobei eine salzige Lösung zurückbleibt. Der Druck erreicht oft 800 psi, etwa 20-mal höher als bei einem typischen Autoreifen. An 70 % des Energieverbrauchs einer Umkehrosmoseanlage entfällt auf den Betrieb dieser Pumpen.
Daher suchen Experten nach anderen Möglichkeiten, den Prozess voranzutreiben, und ein vielversprechender Ansatz, den sie in Umlauf gebracht haben, ist die sogenannte Tiefsee-Umkehrosmose (DSRO). Dabei werden Umkehrosmosegeräte in die Tiefen des Ozeans geworfen, etwa 1.300 bis 2.000 Fuß tief, wo der natürliche Druck dabei hilft, Wasser durch die Membran zu drücken. Um Süßwasser aus der Tiefe zu fördern und an die Küste zurückzuführen, sind nur relativ kleine Pumpen erforderlich, die nur einen Bruchteil des Stroms verbrauchen, der für die Entsalzung an Land benötigt wird.
Die Idee gibt es fast seit der Erfindung der Umkehrosmose-Entsalzung, aber sie hat sich nicht durchgesetzt, weil der Ozean ein unheilvoller Ort für die Einführung einer komplexen Technologie sein kann. Das hat sich kürzlich geändert, und jetzt liefern sich eine Handvoll Unternehmen einen Wettlauf um die Perfektionierung der Technologie.
Die Konvergenz ist auf Fortschritte der Öl- und Gasindustrie zurückzuführen, die seit Jahrzehnten an Energie, Kommunikation und Robotik in tiefen Gewässern arbeitet. „Der Zeitpunkt hierfür ist perfekt, da die Kostenkurve und die Erfahrungskurve wirklich abgeflacht wurden“, Alexander Fuglesang, Mitbegründer und CEO von Floceansagte TechCrunch.
Bisher war die Tiefsee-Umkehrosmose nicht nur der rauen Meeresumgebung ausgesetzt. Es sei schwierig, die Kapseln mit Strom zu versorgen, um ihre Pumpen und Sensoren zu betreiben, sagte Robert Bergstrom, Gründer und CEO von OceanoBemder zuvor die Seven Seas Water Group gründete, ein traditionelles Entsalzungsunternehmen, das heute Morgan Stanley gehört.
In den letzten zwei Jahrzehnten haben Öl- und Gasunternehmen „den Meeresboden elektrifiziert“, sagte Michael Porter, CTO von OceanWell. „Das ist wirklich ein Game Changer für uns.“ Früher wurden Pumpen und Geräte durch hydraulische Systeme angetrieben, die ineffizient und störanfällig waren. „Aber jetzt, mit Elektropumpen, sind die Dinge viel billiger und einfacher zu bedienen“, sagte er.
Öl- und Gasunternehmen haben auch dazu beigetragen, ferngesteuerte Tauchboote billiger und effektiver zu machen. Für DSRO-Startups haben diese Tauchboote die Einrichtung und Wartung von Tiefseeausrüstung erheblich vereinfacht. „Man muss nicht die ganze Ausrüstung rausholen, um an einer Schraube zu drehen“, sagte Bergstrom.
In der Tiefe treiben Entsalzungskapseln kleine Pumpen an, um Wasser langsam durch die Membran zu drücken. Die langsame Geschwindigkeit bedeutet, dass die meisten Meereslebewesen wegschwimmen können. Für diejenigen, die das nicht können, entwickelt OceanWell eine Möglichkeit, den Pumpenfluss regelmäßig umzukehren, um Mikroorganismen aus den Filtern und Membranen zu entfernen. Dies schützt nicht nur das Meeresleben, sondern trägt auch dazu bei, dass Filter und Membranen länger frei von Verstopfungen bleiben.
Wie bei der Entsalzung an Land setzt DRSO Sole frei, die salziger ist als das umgebende Meerwasser. Bei DRSO ist das Problem jedoch weniger akut. Zum einen entsteht dadurch mehr verdünnte Sole – nur etwa 10 bis 20 % salziger als Meerwasser, anstatt die Entsalzung an Land zu verdoppeln – und die verteilten Früchte geben die Sole in die Wassersäule ab. „Es breitet sich zwischen 10 und 30 Metern von unseren Früchten, unseren kleinen Unterwasser-Mikropflanzen, aus“, sagte Fuglesang.
Es fallen immer noch Kosten an, um die Ausrüstung auf den Meeresgrund zu bringen, einschließlich der Bereitstellung von Energie, Wasser und Kommunikationsleitungen zu den Standorten sowie der Installation der Entsalzungseinheiten selbst. „Aufgrund dieser großen Struktur, die wir gebaut haben, können wir natürlich keine kleinen Fabriken bauen“, sagte Bergstrom. „Allein die Umsetzung ist ein enormer Kapitalaufwand. Aber wenn wir einen Punkt erreichen, an dem wir von 10 auf 100 Millionen Gallonen pro Tag steigen, beginnen die restlichen Kosten zu sinken.“
Flocean werde zwischen einer und zehn Kapseln pro Standort einsetzen, sagte Fuglesang. OceanWell strebt eine ähnliche Zahl an.
Nach der Implementierung dürften sich die Einsparungen summieren. OceanWell, Flocean und WasserEin weiteres DSRO-Startup geht davon aus, dass die Technologie in der Lage sein wird, Wasser mit 30 bis 50 % weniger Energie zu produzieren als die Umkehrosmose an Land. Darüber hinaus ist das austretende Wasser oft kälter als dort, wo es verbraucht wird, sodass es zunächst zur Wärmeaufnahme großer Klimaanlagen genutzt werden kann. „Das ist eine wirklich starke Energieeinsparung, die wir nutzen können“, sagte Fuglesang.
Die Anleger wurden aufmerksam. Im November gab OceanWell bekannt, dass es in einer Serie A 11 Millionen US-Dollar von Investoren wie Kubota eingesammelt hatte. Am Dienstag kündigte Flocean eine Serie A im Wert von 9 Millionen US-Dollar an, teilte das Unternehmen exklusiv gegenüber TechCrunch mit. Die Flocean-Runde wurde von Burnt Island Ventures, Freebird Partners und Nysnø Climate Investments unter Beteiligung von Katapult Ocean und MP Pensjon geleitet.
Flocean hat auf den Malediven und in Jordanien Vereinbarungen zum Einsatz von Demonstrationssystemen unterzeichnet, obwohl Fuglesang sagte, das Unternehmen beabsichtige, sich auf die Becken des Mittelmeers und des Roten Meeres zu konzentrieren. Waterise hat derzeit eine Vereinbarung zur Belieferung eines Bergbauunternehmens in Jordanien und OceanWell hat zunächst Kalifornien im Visier.
Angesichts der zunehmenden Wasserkrisen auf der ganzen Welt sind Unternehmen optimistisch, dass ihre Technologie dazu beitragen kann, diese Lücke zu schließen. „Wir glauben, dass wir etwa eine Milliarde Menschen erreichen und sie vor der Wasserarmut bewahren können“, sagte Bergstrom.
