CARLSBAD, Californië. – Zo’n zes kilometer uit de kust van Zuid-Californië gokt een bedrijf erop dat het een van de grootste problemen op het gebied van ontzilting kan oplossen door de technologie diep onder het oceaanoppervlak te brengen.
De geplande Water Farm 1 van OceanWell zou de natuurlijke oceaandruk gebruiken om omgekeerde osmose aan te drijven – een proces dat zeewater door membranen dwingt om zout en onzuiverheden eruit te filteren – en dagelijks tot 60 miljoen gallons (bijna 225 miljoen liter) zoet water te produceren. Ontzilting is energie-intensief, waarbij fabrieken wereldwijd jaarlijks tussen de 500 en 850 miljoen ton CO2-uitstoot produceren – wat in de buurt komt van de grofweg 880 miljoen ton die door de gehele mondiale luchtvaartindustrie wordt uitgestoten.
Aanbevolen video’s
OceanWell beweert dat zijn diepzeebenadering – 400 meter onder het wateroppervlak – het energieverbruik met ongeveer 40% zou verminderen in vergelijking met conventionele installaties, terwijl ook de andere grote milieuproblemen zouden worden aangepakt die de traditionele ontzilting teisteren: de sterk geconcentreerde pekel die terug in de oceaan wordt geloosd, waar het de habitats op de zeebodem kan schaden, waaronder koraalriffen, en de innamesystemen die vislarven, plankton en andere organismen aan de basis van het mariene voedselweb vangen en doden.
“De zoetwatertoekomst van de wereld zal uit de oceaan komen”, zegt Robert Bergstrom, CEO van OceanWell. “En we gaan de oceaan niet vragen om ervoor te betalen.”
Het is een ambitieuze belofte in een tijd waarin de wereld dringend alternatieven nodig heeft. Nu de klimaatverandering de droogtes intensiveert, de regenpatronen verstoort en bosbranden aanwakkert, wenden steeds meer regio’s zich tot de zee voor drinkwater. Voor veel landen, vooral in het droge Midden-Oosten, delen van Afrika en eilandstaten in de Stille Oceaan, is ontzilting niet optioneel; er is simpelweg niet genoeg zoetwater om aan de vraag te voldoen. Er zijn nu wereldwijd ruim 20.000 fabrieken actief, en de industrie groeit sinds 2010 met ongeveer 7% per jaar.
“Nu de droogte en de klimaatverandering toenemen, zal ontzilting wereldwijd steeds vaker een sleuteltechnologie worden”, zegt Peiying Hong, hoogleraar milieuwetenschappen en techniek aan de King Abdullah University of Science and Technology in Saoedi-Arabië.
Maar wetenschappers waarschuwen dat naarmate de ontzilting toeneemt, de cumulatieve schade aan kustecosystemen – waarvan vele al onder druk staan door opwarmend water en vervuiling – zou kunnen toenemen.
Een zoektocht naar oplossingen
Sommige bedrijven voeden centrales met hernieuwbare energie, terwijl andere efficiëntere membraantechnologie ontwikkelen om het energieverbruik te verminderen. Weer anderen verplaatsen de technologie volledig onder water. Het in Noorwegen gevestigde Flocean en het Nederlandse Waterise hebben onderzeese ontziltingssystemen getest en werken aan commerciële implementatie. Buiten Zuid-Californië heeft OceanWell een overeenkomst getekend om zijn systeem begin dit jaar te testen in Nice, Frankrijk – een andere regio die te kampen heeft met toenemende droogtes en bosbranden.
Voorlopig blijft de technologie in ontwikkeling. Er is één prototype actief in het Las Virgenes Reservoir, waar het plaatselijke waterdistrict met het bedrijf heeft samengewerkt in de hoop de watervoorziening te diversifiëren. Als dit lukt, zouden de omgekeerde osmose-pods uiteindelijk boven de zeebodem in de baai van Santa Monica drijven, verankerd met een minimale betonnen voetafdruk, terwijl een onderwaterpijpleiding zoet water naar de kust zou transporteren. Het systeem zou gebruik maken van schermen die zijn ontworpen om zelfs microscopisch klein plankton buiten te houden en zou een minder geconcentreerde pekelafvoer produceren.
Gregory Pierce, directeur van de Water Resources Group van UCLA, zei dat ontzilting van de diepzee veelbelovend lijkt vanuit milieu- en technisch oogpunt, maar dat de echte test de kosten zullen zijn.
“Het is bijna altijd veel hoger dan je verwacht” bij nieuwe technologieën, zei hij. “Dus dat zal, denk ik, het maken of breken van de technologie zijn.”
Las Virgenes Reservoir bedient ongeveer 70.000 inwoners in het westen van Los Angeles County. Bijna al het water komt uit de noordelijke Sierra Nevada en wordt zo’n 640 kilometer over het Tehachapi-gebergte gepompt – een reis die enorme hoeveelheden energie vergt. Tijdens jaren van weinig neerslag en sneeuw in de Sierra lijden het reservoir en de gemeenschappen die het bedient.
Het ontziltingsdilemma van Californië
Ongeveer 160 kilometer verderop langs de kust is de ontziltingsinstallatie van Carlsbad een centraal punt geworden in het staatsdebat over de milieueffecten van ontzilting.
De fabriek kwam in 2015 in bedrijf als de grootste ontziltingsinstallatie voor zeewater in Noord-Amerika. Het kan dagelijks tot wel 204 miljoen liter drinkwater produceren en levert ongeveer 10% van het water in San Diego County – genoeg voor ongeveer 400.000 huishoudens.
In Zuid-Californië hebben toenemende droogtes en bosbranden de precaire watervoorziening in de regio blootgelegd. Door de uitbreiding van de landbouw en de bevolkingsgroei zijn de lokale grondwaterreserves uitgeput, waardoor steden afhankelijk zijn geworden van geïmporteerd water. San Diego importeert grofweg 90% van zijn aanbod uit de Colorado River en Noord-Californië – bronnen die steeds meer onder druk komen te staan door de klimaatverandering. Ontzilting werd als oplossing aangedragen: een lokale, droogtebestendige bron van drinkwater uit de Stille Oceaan.
Maar milieugroeperingen hebben betoogd dat de zeewateropname en de pekelafvoer van de fabriek risico’s opleveren voor het leven in zee, terwijl de hoge energiebehoefte de waterrekening opdrijft en de klimaatverandering verergert. Voordat de fabriek online kwam, dienden milieuorganisaties meer dan een dozijn juridische uitdagingen en geschillen over regelgeving aan. De meeste werden afgewezen, maar sommige resulteerden in wijzigingen in het ontwerp en de vergunningen van het project.
“Het zuigt een enorme hoeveelheid water op, en daarmee ook het zeeleven”, zegt Patrick McDonough, een senior advocaat bij de San Diego Coastkeeper, die heeft deelgenomen aan meerdere juridische uitdagingen voor het project. “We hebben het niet alleen over vissen, schildpadden, vogels, maar over larven en sporen – hele ecosystemen.”
In een bevel van de Regionale Waterkwaliteitscontroleraad uit 2009 werd geschat dat de fabriek dagelijks zo’n 4,5 kilo vis zou vangen en dat deze gevolgen moesten worden gecompenseerd door elders wetlands te herstellen. Zeventien jaar later is die restauratie nog steeds niet voltooid. En uit een onderzoek uit 2019 bleek dat de pekellozing van de centrale het zoutgehalte op zee boven de toegestane niveaus doet stijgen, hoewel er geen significante biologische veranderingen werden waargenomen – waarschijnlijk omdat de locatie al zwaar veranderd was door tientallen jaren van industriële activiteit van een naburige elektriciteitscentrale.
Deze gevolgen zijn vooral acuut in Californië, waar grofweg 95% van de wetlands aan de kust grotendeels verloren is gegaan door de ontwikkeling, waardoor de resterende lagunes een vitale habitat zijn geworden voor vissen en trekvogels.
“Als we beginnen te rommelen met deze zeer kritieke en helaas schaarse kustlagunes en wetlands, kan dit enorme gevolgen hebben voor de oceaan”, aldus McDonough.
Michelle Peters, CEO van Channelside Water Resources, eigenaar van de fabriek, zei dat de faciliteit gebruik maakt van apparaten voor het uitsluiten van grote organismen en schermen van één millimeter om de opname van zeeleven te minimaliseren, hoewel ze erkende dat sommige kleinere soorten nog steeds kunnen passeren.
De installatie verdunt de pekelafvoer met extra zeewater voordat het weer in de oceaan wordt geloosd, en jaren van monitoring hebben geen meetbare gevolgen voor het omringende zeeleven aangetoond, zei ze.
Peters zei dat de fabriek in Carlsbad haar energieverbruik aanzienlijk heeft verlaagd door efficiëntieverbeteringen en opereert volgens een plan dat erop gericht is de faciliteit CO2-nettoneutraal te maken.
Veel deskundigen zeggen dat waterrecycling en -behoud op de eerste plaats moeten komen, waarbij ze opmerken dat afvalwaterzuivering doorgaans veel minder energie verbruikt dan ontzilting van zeewater en de impact op het leven in zee aanzienlijk kan verminderen. Las Virgenes streeft naast zijn ontziltingspartnerschap naar een project voor hergebruik van afvalwater.
“Wat we zoeken is een watervoorziening waar we op kunnen rekenen als Moeder Natuur niet levert,” zei Pedersen van Las Virgenes. “Het ontwikkelen van nieuwe lokale waterbronnen is echt een cruciale maatregel om beter voorbereid te zijn op droogte en klimaat.”
Volg Annika Hammerschlag op Instagram @ahammergram.