Drinkwater maken uit zeewater: kan dat ook in Nederland?

Het water waarvan drinkwaterbedrijven kraanwater maken is zoet. Maar de zoetwatervoorraad in Nederland staat onder druk. Daarom experimenteert onder andere Dunea met de inname en zuivering van brak water, een mengsel van zoet en zout water. Is drinkwater uit zeewater de volgende stap? Dat lijkt in Nederland niet heel waarschijnlijk.

Door droogte en zeespiegelstijging minder zoet water

Terwijl door bevolkingsgroei en economische activiteiten de drinkwatervraag in Nederland toeneemt, daalt de beschikbare hoeveelheid zoet water. Door toenemende droogte stroomt in bepaalde periodes minder water door de rivieren en daalt op sommige plekken het grondwaterpeil.

Tegelijkertijd zorgt droogte in combinatie met zeespiegelstijging voor verzilting van grond- en oppervlaktewater. Door deze ontwikkelingen zijn drinkwaterbedrijven genoodzaakt verder te kijken dan alleen de inname van zoet water. Zout(er) water biedt mogelijk uitkomst.

Zout water zoet maken is technisch mogelijk

Zout water maak je zoet door middel van ontzilting. De bekendste technologie hiervoor is omgekeerde osmose met behulp van membranen, vertelt Franca Kramer, onderzoeker op het gebied van membraantechnologie bij Dunea.

“Bij omgekeerde osmose pers je zout water onder hoge druk door membranen, een soort laken met hele kleine gaatjes opgerold in een ronde buis. De filtratielaag van deze membranen is zo dicht, dat ze alleen watermoleculen doorlaten. Alle andere deeltjes, zoals kalk, metalen en dus zoutdeeltjes, blijven achter in een concentraat.

Franca Kramer, onderzoeker op het gebied van membraantechnologie bij drinkwaterbedrijf Dunea

“Een andere – minder toegepaste – technologie om water te ontzilten is elektrodialyse. Maar voor drinkwatertoepassing is hier nog veel minder ervaring mee dan met omgekeerde osmose.”

Drinkwater maken van zeewater kost veel energie

Ondanks de beschikbare technologie produceren we in Nederland geen drinkwater uit zeewater. Terwijl dat in andere delen van de wereld, zoals Noord-Amerika en het Midden-Oosten, wel gebeurt. Hoe komt dat?

Kramer: “In de eerste plaats hebben we hier de luxe dat er altijd voldoende zoet water is voor drinkwaterproductie. Er was nog geen noodzaak om het anders te doen. In droge gebieden, zoals het Midden-Oosten, hebben ze geen keus. Daar is nauwelijks zoet water.

“Daarnaast kost ontzilting van zeewater ontzettend veel energie. Doordat in het Midden-Oosten de energieprijs heel laag is, zorgt dat niet meteen voor een hoge drinkwaterprijs. Dat zou hier wel het geval zijn.”

Het kan in die landen in de toekomst wellicht op een meer klimaatneutrale manier. De TU Delft werkt op dit moment samen met 38 bedrijven om drinkwater te maken uit zeewater met behulp van restwarmte. Op het eiland Lampedusa is een demo-installatie in gebruik genomen die 50 kuub water ontzilt. Lees hier meer over dat project.

Na zuivering blijft een enorm zoute reststroom over

Voordat je omgekeerde osmose toepast, moet zeewater ook nog worden voorgezuiverd, vervolgt Kramer. “Behalve zout bevat zeewater ook sediment en algen. Die wil je niet in je membranen hebben, want dan raken ze verstopt.”

Ander groot nadeel van het zuiveren van zeewater is dat er een reststroom met een enorm hoge zoutconcentratie achterblijft. “Dit water is soms wel twee keer zo zout als zeewater zelf. Als je dat water loost op zee, kan dat lokaal enorme schade opleveren aan het zeeleven. Die reststroom kun je dus niet zomaar wegspoelen.”

Dunea onderzoekt het inzetten van brak water

Minder schadelijk voor het milieu, goedkoper en daarmee meer voor de hand liggend in Nederland is het zuiveren van brak water – een mengsel van zout en zoet water. Doordat dit water een veel lager zoutgehalte dan zeewater heeft dan kost de zuivering veel minder energie.

Begin dit jaar startte Dunea bij hun productielocatie in de Scheveningse duinen een pilot voor het winnen en zuiveren van brak water. Op deze locatie onttrekt het Zuid-Hollandse drinkwaterbedrijf normaal gesproken op 6 tot meter 10 meter diepte zoet water dat daar vanuit de Afgedamde Maas of Lek naartoe is getransporteerd.

Kramer: “Dit is de zogeheten freatische laag. Daaronder zit nog een zoetwaterbel die tot wel 80 meter diepte loopt. Daar weer onder zit een laag van enkele tientallen meters met brak water, een mengsel van zoet water en zeewater.”

Onttrekking van brak water vergroot de zoetwaterbel

De pilot bestaat uit twee delen, vertelt Kramer. “Het eerste deel is gericht op het onttrekken van het brakke water. Het doel hiervan is om de zoetwaterbel te vergroten. Als we water onttrekken uit de brakwaterlaag, zakt de zoetwaterlaag automatisch iets naar beneden.

“We zien nu al dat lokaal de grens tussen brak en zoet water acht meter lager ligt dan vóór de pilot, dat is positief. Er zit overigens wel een maximum aan de onttrekking. Te veel water oppompen kan namelijk zorgen voor lagere grondwaterstanden. En dat heeft weer impact op biodiversiteit in het duingebied. Daarom hebben we met de provincie Zuid-Holland bepaald dat de grondwaterstand met niet meer dan 5 centimeter mag dalen.”  

Het gezuiverde brakke water wordt vermengd met zoet water

Het tweede deel van de pilot bestaat uit het zuiveren van het onttrokken water, vervolgt Kramer. “Doordat brak grondwater schoner is dan zeewater is er geen voorzuivering nodig. Van het brakke water dat we met de membranen zuiveren, houden we ongeveer de helft over. De andere helft is de reststroom met het zoutconcentraat. Het zoutgehalte daarvan proberen we gelijk te houden aan zeewater, zodat de impact op de zee nihil is.

“Het gezuiverde water vermengen we met water dat we onttrekken uit de zoete duinlaag. Door deze twee waterstromen te mixen, hoeven we aan het gezuiverde brakke water geen zuurstof en mineralen meer toe te voegen. Dat moet normaal gesproken wel, omdat je na omgekeerde osmose puur water overhoudt.”

Meerdere drinkwaterbedrijven onderzoeken het gebruik van brak water

Behalve Dunea onderzoeken ook andere drinkwaterbedrijven de mogelijkheden voor het inzetten van brak water als bron voor drinkwater. Hoewel de sector hierbij samenwerkt, is het geen kwestie van lessen een-op-een kopiëren, zegt Kramer: “In de eerste plaats heeft brak water overal een andere samenstelling. Je moet dus per gebied kijken hoe je de zuivering inricht. Daarnaast hangt de impact op de omgeving af van de lokale situatie, zoals bodemopbouw en grondwaterstroming.

“Verder is brak water niet altijd grondwater uit de duinen. PWN, Waternet en Oasen kijken bijvoorbeeld naar het ontzilten van brak kwelwater in de polder. Een van de nadelen daarvan is dat je verder van zee zit en het lastiger is om je reststroom kwijt te raken.”  

Vasthouden van zoet water heeft prioriteit

Omdat de pilot zich nog relatief in het beginstadium bevindt, is het volgens Kramer nog lastig te zeggen wat de precieze potentie van brak water is. “We willen nog veel dingen onderzoeken, zoals de impact bij opschaling, hoe we het energie- en chemicaliëngebruik kunnen verminderen en wat de gevolgen zijn voor onze bedrijfsvoering.

“Maar ik zie zeker potentie in het gebruik van brak water, met name aan de kust. Gezien de huidige uitdagingen kunnen we dit soort alternatieven niet negeren. Al blijft de prioriteit natuurlijk liggen op zoet water. Dat betekent dat we het water dat uit de lucht valt en door rivieren stroomt beter moeten vasthouden.”