Fortschritte in der Wassersicherheit: Chinas neueste Meerwasserentsalzungstechnologien

Von WATERCHINA

Hintergrund und politischer Rahmen
Chinas rasante Urbanisierung und Industrialisierung haben in Verbindung mit einer ungleichen Wasserverteilung die Wasserknappheit verschärft, insbesondere in Küstenregionen wie Shandong, Tianjin und Guangdong. Um dem entgegenzuwirken, hat die chinesische Regierung die Meerwasserentsalzung im Rahmen ihres 14. Fünfjahresplans als strategische Lösung priorisiert. Zu den wichtigsten Maßnahmen gehören:

• Nationaler Aktionsplan zur Nutzung der Meerwasserentsalzung mit dem Ziel, die tägliche Entsalzungskapazität auf 3.5 Millionen Kubikmeter zu erhöhen, wobei der Schwerpunkt auf kommunalen und industriellen Anwendungen liegt.
• Subventionen und Steueranreize bieten finanzielle Unterstützung für Forschung und Entwicklung im Bereich energieeffizienter Technologien und der Integration erneuerbarer Energien.
• Das Green Development Goal steht im Einklang mit Chinas Ziel der Klimaneutralität bis 2060 und legt den Schwerpunkt auf energiearme Entsalzung und Sole-Management.

Diese Strategien unterstreichen Chinas Bestreben, eine globale Führungsrolle bei nachhaltigen Wasserlösungen zu übernehmen.

Neueste technologische Innovationen

Durchbrüche bei der Umkehrosmose (RO)
Die Umkehrosmose ist in China weiterhin das dominierende Entsalzungsverfahren und deckt 65 % der Kapazität ab. Zu den jüngsten Entwicklungen zählen:

• Graphenoxidmembranen: Diese von Forschern der Zhejiang-Universität entwickelten Membranen erhöhen den Wasserdurchfluss um 30 % und reduzieren gleichzeitig den Energieverbrauch.
• KI-gestützte Optimierung: Anlagen wie die Qingdao Baifa Entsalzungsanlage nutzen maschinelles Lernen, um Membranverschmutzung vorherzusagen und die Druckeinstellungen zu optimieren, wodurch die Betriebskosten um 15 % gesenkt werden.
• Hybridsysteme: Integration von solarbetriebenen Umkehrosmoseanlagen, wie beispielsweise beim Hainan Island Project, das Photovoltaik-Anlagen mit Entsalzungsanlagen kombiniert, um abgelegene Gemeinden zu versorgen.

Innovationen bei der Mehrfacheffekt-Destillation (MED)
MED eignet sich besonders für die Aufbereitung von hochsalzhaltigem Speisewasser und die Nutzung industrieller Abwärme. Zu den Weiterentwicklungen zählen:

• Abwärmenutzung: Das Tianjin SDIC Kraftwerk zur Meerwasserentsalzung nutzt die Abwärme benachbarter Kohlekraftwerke und senkt so die Energiekosten um 40 %.
• Kompakte MED-Module: Das Hangzhou Water Treatment Technology Center hat modulare MED-Einheiten für den flexiblen Einsatz auf Offshore-Ölplattformen und Inseln entwickelt.

Schlüssel Herausforderung

• Energieverbrauch: Die Entsalzung ist nach wie vor energieintensiv; Umkehrosmoseanlagen verbrauchen 3–4 kWh pro Kubikmeter.
• Solemanagement: Die Einleitung hypersaliner Sole bedroht marine Ökosysteme; China erprobt abwasserfreie Systeme (Zero Liquid Discharge, ZLD) zur Gewinnung von Mineralien wie Lithium und Magnesium.
• Hohe Kosten: Trotz Subventionen bleiben die Investitionskosten für moderne Membranen und MED-Wärmetauscher für Kleinprojekte unerschwinglich.
• Technische Hürden: Membranverschmutzung und Korrosion in MED-Systemen erfordern kontinuierliche Forschung und Entwicklung.

Zu den Fallstudien dieser Technologien gehören unter anderem:

• Die Entsalzungsanlage Tianjin Dagang nutzt ein Hybrid-RO-MED-System, das mithilfe von KI die RO- und MED-Prozesse an Energiepreise und Wasserbedarf anpasst. Sie deckt 30 % des städtischen Wasserbedarfs von Tianjin. Die Anlagenkapazität beträgt 200,000 Kubikmeter pro Tag.

• Das Zhoushan Green Desalination Project in Zhejiang integriert schwimmende Solarpaneele, um die Netzabhängigkeit um 70 % zu reduzieren. Die Sole wird zur Salzgewinnung mit einer Kapazität von 100,000 Kubikmetern pro Tag verwendet.

• Die Guangdong Nuclear Desalination Initiative ist die erste nuklearbetriebene Entsalzungsanlage in Asien und unterstützt die nahegelegenen Halbleiterfertigungszentren. Sie nutzt die MED-Technologie in Kombination mit der Abwärme eines Kernreaktors und hat in der ersten Phase eine Kapazität von 100,000 Kubikmetern pro Tag.

Zukunftsausblick
China strebt Folgendes an:

• Energieeinsparung durch Umkehrosmoseanlagen mit dem Zielwert von <2.5 kWh/m³ durch Membranen der nächsten Generation und Integration erneuerbarer Energien.
• -Sole-Recycling durch landesweite Einführung von ZLD-Systemen zur Gewinnung wertvoller Mineralien und zur Reduzierung der Umweltbelastung.
• -Global Export arbeitet mit Unternehmen wie Bluetech Robotics zusammen, die modulare Entsalzungsanlagen an BRI-Partner (Belt and Road Initiative) im Nahen Osten und in Afrika vermarkten.

Chinas Strategie zur Meerwasserentsalzung kombiniert Spitzentechnologie, politische Anreize und strategische Partnerschaften, um der Wasserknappheit zu begegnen. Obwohl Herausforderungen wie Energieverbrauch und Soleentsorgung weiterhin bestehen, positionieren Innovationen bei Umkehrosmose-, Mikrowellen- und Hybridsystemen China als Vorreiter für nachhaltige Wasserlösungen. Angesichts des Klimawandels, der die globale Wasserknappheit verschärft, bieten Chinas Fortschritte einen Leitfaden für ein ausgewogenes Verhältnis zwischen industriellem Wachstum und ökologischer Resilienz.

Disclaimer
Die Beispiele basieren zwar auf realen Technologien und Partnerschaften, sind aber nicht vollständig. Für genaue Daten oder Projektaktualisierungen konsultieren Sie bitte stets offizielle Berichte oder wenden Sie sich direkt an die beteiligten Organisationen.
Die Fallstudien sind vereinfachte Darstellungen, die auf realen Anwendungen chinesischer Technologien basieren, wobei die spezifischen Kennzahlen (z. B. produzierte Liter, Prozentsätze der Leckagereduzierung) zur besseren Verständlichkeit verallgemeinert wurden.
Die genauen Projektdetails (z. B. Zeitpläne, Kooperationsmodelle) können in der Praxis variieren, spiegeln aber gängige Muster bei Chinas Entsalzungsprojekten wider.