Siemens schließt Forschungsprojekt zur energieeffizienten Meerwasserentsalzung erfolgreich ab

Bei der Entwicklung einer energieeffizienten Meerwasserentsalzung ist Siemens einen wichtigen Schritt vorangekommen. Nach erfolgreichen Pilottests wird das Unternehmen die Technologie nun in ein marktfähiges Produkt überführen. Begonnen hatten die Forschungsund Entwicklungsarbeiten im Jahr 2008.

Sie mündeten in den Bau einer Pilotanlage in Singapur, in der Meerwasser zu Trinkwasser aufbereitet wird. Die auf der Singapore International Water Week vorgestellten Testergebnisse zeigen, dass der neue Entsalzungsprozess den Energieverbrauch gegenüber herkömmlichen Technologien um mehr als fünfzig Prozent reduziert. Im nächsten Schritt wird Siemens in Zusammenarbeit mit Singapurs Wasserversorger PUB (Public Utilities Board) bis 2013 eine Demonstrationsanlage im Originalmaßstab errichten.

Für den Inselstaat Singapur, aber auch in anderen Regionen der Erde wächst die Bedeutung von Meerwasser als zusätzliche Quelle für Trinkwasser. Um es so weit wie nötig zu entsalzen, muss jedoch viel Energie aufgewendet werden. „Unsere neue Technologie ist eine Revolution in der Meerwasserentsalzung“, sagte Rüdiger Knauf, Entwicklungsleiter von Siemens Water Technologies. „Die Ergebnisse unserer Pilotanlage belegen, dass der Prozess nicht nur im Labor, sondern auch in größerem Maßstab funktioniert. Aufgrund der hohen Energieeffizienz und des geringen CO2-Ausstoßes kann die elektrochemische Meerwasserentsalzung in Regionen mit Süßwassermangel künftig eine wichtige Rolle spielen.“

Seit Dezember 2010 behandelt die Piloteinheit in der PUB-Wasseraufbereitungsanlage in Singapur täglich fünfzig Kubikmeter Meerwasser. Ziel ist es, Trinkwasser nach dem Standard der Weltgesundheitsorganisation zu produzieren und dabei den Energieverbrauch gegenüber herkömmlichen Technologien um die Hälfte zu senken. Bei der Umkehrosmose beispielsweise müssen Hochdruckpumpen betrieben werden, um das Wasser durch die halbdurchlässigen Membrane zu pressen.

Im Gegensatz dazu entwickelten die Siemens-Ingenieure eine elektrochemische Meerwasserentsalzung. Dieser Prozess kombiniert die Elektrodialyse (Electrodialysis, ED) und die kontinuierliche Elektrodeionisation (Continuous Electrodeionization, CEDI). Beide Technologien arbeiten mit einem elektrischen Feld, um sowohl die Natrium- als auch die Chlorid-Ionen mithilfe von Ionenaustauschmembranen aus dem Wasser zu entfernen. Da das Wasser selbst nicht durch die Membrane gedrückt werden muss, lässt sich das Verfahren bei niedrigem Druck und geringem Stromverbrauch betreiben.

Vorbehandelt wird das Meerwasser in der Pilotanlage mit einem selbstreinigenden Scheibenfilter, gefolgt von Memcor-Modulen zur Ultrafiltration. Das Entsalzungssystem besteht aus drei in Reihe geschalteten ED-Einheiten, die hohe Salzkonzentrationen entfernen. Anschließend entziehen drei parallel angeordnete CEDI-Module die noch vorhandenen kleinen Salzmengen. Der Energiebedarf für den gesamten Prozess – einschließlich Pumpen, Vor- und Nachbehandlung sowie Entsalzung – liegt bei weniger als der Hälfte der besten verfügbaren Technologien, die zwischen 3,4 und 4,8 Kilowattstunden pro Kubikmeter Wasser verbrauchen. Das neue Verfahren spart nicht nur Energie, sondern erzeugt auch weniger Vibration und Lärm, ist sicherer zu bedienen und erfordert nur eine minimale Vor- und Nachbehandlung.

Die positiven Ergebnisse der Testphase sind in enger Partnerschaft mit PUB und dem Singapore Environment & Water Industry Programme Office (EWI) erzielt worden. Letzteres hat das Projekt mit Forschungsgeldern gefördert, nachdem Siemens 2007 als Sieger aus einem EWI-Wettbewerb hervorgegangen war.

„Wir freuen uns sehr, dass unsere gemeinsamen Anstrengungen erfolgreich waren und so vielversprechende Ergebnisse zeigen“, sagte Harry Seah, Leiter Technologie und Wasserqualität bei PUB. „Jetzt arbeiten wir mit Siemens Water Technologies daran, in unserer entstehenden Entsalzungstestanlage in Tuas eine Piloteinheit im Originalmaßstab zu errichten.“ Die Inbetriebnahme ist für 2013 geplant. Sie ist der nächste Meilenstein, um die Technologie der elektrochemischen Meerwasserentsalzung zu einem marktfähigen Produkt weiterzuentwickeln.

Der EWI-Wettbewerb ist Teil einer Initiative, Singapur zu einem globalen Zentrum für Wassertechnologie auszubauen. Treibende Kraft dafür sind die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten. Mit Fördergeldern des Nationalen Forschungsfonds in Höhe von 330 Millionen Singapur-Dollar möchte das EWI in Singapur eine dynamische Forschungslandschaft etablieren.

Weitere Informationen über Wasseraufbereitungslösungen finden Sie unter: http://www.siemens.com/water Der Siemens-Sektor Industry (Erlangen) ist der weltweit führende Anbieter von umweltfreundlicher Produktions-, Transport- und Gebäudetechnik. Mit durchgängigen Automatisierungstechnologien und umfassenden Branchenlösungen steigert Siemens die Produktivität, Effizienz und Flexibilität seiner Kunden aus Industrie und Infrastruktur. Der Industry Sektor erzielte im vergangenen Geschäftsjahr, das am 30. September 2010 endete, auf fortgeführter Basis (ohne Osram) einen Umsatz von rund 30,2 Milliarden Euro. Ende September 2010 hatte der Sektor Industry ohne Berücksichtigung von Osram weltweit rund 164.000 Beschäftigte. Weitere Informationen finden Sie im Internet unter http://www.siemens.com/industry

Die Siemens-Division Industry Solutions (Erlangen) ist mit den Geschäftsaktivitäten Siemens VAI Metals Technologies, Water Technologies und Industrial Technologies einer der weltweit führenden Lösungsanbieter und Dienstleister für Industrie- und Infrastrukturanlagen. Dies umfasst die Planung und Errichtung, den Betrieb und den Service für den gesamten Lebenszyklus. Eine breite Palette von Umweltlösungen unterstützt Industrieunternehmen dabei, Energie, Wasser oder Betriebsmittel effizient einzusetzen, Emissionen zu reduzieren und Umweltrichtlinien einzuhalten. Mit weltweit rund 29.000 Mitarbeitern (30. September) erzielte Siemens Industry Solutions im Geschäftsjahr 2010 einen Umsatz von 6 Milliarden Euro. www.siemens.com/industry-solutions