Sea water desalination using solar thermal – a solution for supplying drink water in arid areas?

Solar Seawater The goal of the United Nations was set through the “Millennium Development Goals”: reducing the amount of people that have no access to drink water till 2015 by 50% percent. According to the U.N. this target was met. But what about the other 50 percent and how do you reach this at an affordable price, if the population will continue to rise and the proportion of clean drinking water especially in arid areas is shrinking?

A look at the world map shows that there is plenty of sea water. For a long time humans have tried to obtain drinking water from the oceans. There are two types of sea water desalination. Firstly, looking at the water cycle on Earth, the distillation. Through filtering by means of reverse osmosis, water is pushed through a membrane under high pressure. However, industrial processes of desalination is expensive due to the high energy demand – according to Solar-Institut Jülich the costs per gallon is about 0.75 to 2.50 Euros.

In arid areas you’ll get plenty of energy from the sun. So why not gain the required energy for sea water desalination by means of solar thermal energy. At our current state, there are three types of technology of sea water desalination plants using solar thermal energy. First, the small local desalination plants on the basis of a direct thermal multi-effect distillation using concentrating collectors. These systems are suitable for distributed usage in remote areas, but “not enough suitable to find a solution to the increasing water deficits in the rapidly growing urban centers”, “Aqua CSP – the use of solar thermal power plants for seawater desalination in North Africa and the Middle East” of the German Center for Aerospace (DLR) from 2007. Large seawater desalination plants for urban centers are reverse osmosis using solar thermal power generation for the desalination membrane and the combined heat and power usage for the solar thermal multi-effect desalination systems. According to the study both systems can achieve water costs below 0.3 € / m³ in medium term. Advanced systems have an upstream seabed- and nano-filtration, which avoid direct emissions in the form of chemical additives.

In the same study the following advantages of large sea water desalination plants have been identified:
• Providing continuous power by thermal energy storage and a co-firing with bio-fuels
• Possible production of up to 100.000 m³ / day
• Large solar energy potential in the Middle East and North Africa
• Energy costs with electricity costs less than 4 cents / kWh and water costs under 0.4 € / kWh
• Ending the current over-exploitation of groundwater reserves by 2030
• Reduced environmental impacts compared to conventional desalination plants

Despite of all the advantages further studies need to consider the remaining environmental impact and be introduced into the further development of the systems. For instance, the heat produced during the energy production is not used yet. Chemical additives to protect the desalination plants against encrustation, biological attack or foaming are delivered by the waste water and can damage various species. More information about the DLR study can be found under Aqua CSP.

In conclusion, sea water desalination based on solar thermal power generation, can supply a sustainable amount of drinking water in arid areas when the remaining environmental effects are eliminated.

Gedanken einer freundlicheren Mobilität

IMGP0526kleiner Ich habe schon oft ϋber den Verkehr berichtet. Beim Thema Verkehr ist aber nicht nur das Auto zu betrachten. In Gesprächen mit Freunden stelle ich immer wieder fest, dass viele bereit wären, auf den öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) oder sogar auf das Rad umzusteigen, wenn einige Randbedingungen erfϋllt wären. So zum Beispiel die Bereiche Sicherheit oder Flexibilität.

In meiner Heimatstadt etwa beginnen und enden Radwege im Nirgendwo, sodass man sich plötzlich zwischen zwei LKWs wiederfinden kann. Kommt man doch heile an, so fehlt es an geeigneten ϋberdachten Fahrradabstellplätzen. Gegen die Einbahnstraβe fahren zu können ist gut und gibt einem als Fahrradfahrer die Möglichkeit, abseits der Hauptstraβen zu fahren. Jedoch hält sich nicht jeder Autofahrer daran. Hier gilt es noch mehr Aufklärungsarbeit durchzufϋhren.

Warum einige Straβenzϋge nicht einfach den Fuβgängern zurϋckgeben? Dadurch gebe es eine ganz neue Lebensqualität in den Städten. Es wϋrde grϋner, der Einzelhandel gestärkt und durch vermehrte Straβenfeste etwa das Miteinander unter den Menschen erhöht werden. Eine zu einer Fuβgängerzone umfunktionierte Straβe, kann zudem zu einem wahren Einkaufsmagneten werden, den man sich in Zukunft gar nicht mehr wegdenken kann. In diesem Fall ist die Politik gefragt, diesen Weg mit Mut zu bestreiten.

Der ÖPNV muss auch das Umland mit betrachten. Heute nimmt die Anzahl der Pendler zur Arbeit ständig zu. Damit Pendler ϋber einen Umstieg nachdenken, mϋssen Anreize geschaffen werden. In der Stadtperipherie etwa sollten beispielsweise gröβere „Park-and-Ride“ Systeme zur Verfϋgung gestellt werden. Die Anschlusszeiten sollten auch mit den ϋberregionalen Verkehrsverbϋnden besser getaktet werden.

Über eine Idee, die man vielleicht in einigen Städten ϋberlegen kann, möchte ich berichten. Die belgische Stadt Hasselt bot tatsächlich seinen öffentlichen Personennahverkehr zum Nulltarif an. Jeder konnte auf einmal Busse und Bahnen kostenlos nutzen. Folge davon war, dass die Anzahl an Passagieren enorm zunahm. Dadurch stiegen die Umsätze und Arbeitsplätze in der Innenstadt. Die Finanzausfälle durch Ticketverkäufe oder Parkplatzgebϋhren wurden dadurch mehr als aufgefangen. Vielspurige Straβenzϋge und Parkplätze konnten zurϋckgebaut oder sogar begrϋnt und fuβgänger- und fahrradfreundlich umgestaltet werden. Kurz zusammengefasst: die Menschen wurden einfach glϋcklicher.

Es gibt weitere Beispiele an Städten, die neue Wege gehen. Städte wie Mϋnster, Freiburg oder Kopenhagen können hier als Vorbilder dienen. Sie zeigen, dass ein Miteinander aller Verkehrsteilnehmer funktionieren kann.

Mit dem Solartaxi um die Welt

Stellt euch vor, um die Welt zu fahren. Stellt euch weiter vor, dabei viele Länder und Menschen kennen zu lernen. Das sind 53.000 Kilometer pures Abenteuer. Und jetzt stellt euch vor, dass dies alles ohne Benzin und CO2-frei geht. Eine tolle Vorstellung.

Dem Schweizer Louis Palmer ist dies auf einer 18-monatigen Reise gelungen. Zwischenziel war 2007 auf der Klimakonferenz in Bali vorzufahren und den UNO-Generalsekretär mit dem Solartaxi ins Büro zu fahren. Hauptziel aber war es, den Menschen Denkanstöße zu geben. Denn die Technik ist vorhanden, was fehlt „ist eine Änderung in den Köpfen der Menschen“, so Palmer. Ein Umdenken in eine CO2-freie Fortbewegung.

An seinem 500 Kilogramm schweren Taxi wurde ein Anhänger angebracht und eine 6m² große Solarzelle angebracht. Diese produzierte Strom, der für eine Strecke von etwa 100 Kilometern pro Tag reichte. Damit Palmer auch fahren konnte, wenn die Sonne mal nicht scheint, wurde eine wartungsfreie Hochenergiebatterie aus Kochsalz, Keramik und Nickel eingebaut.

Leider, so Palmer, sprechen wir heute noch weniger über Klimaschutz als damals, da zwar viele etwas dagegen tun würden, aber nicht wissen wie. Sein nächstes Projekt wird es sein, bezahlbare Solarautos für jedermann auf die Straße zu bringen.

Bis dahin sind seine Abenteuer und sein Erlebtes auf seiner Reise um die Welt auf der Dokumentarfilm-DVD „Solartaxi“ zu sehen. Ein kurzer Vorgeschmack auf die DVD, die ab dem 1.3.2012 im Handel zu erhalten ist, zeigt folgender Trailer.

Heiraten mit gutem Gewissen

Zum Heiraten gehören Ringe. Die meisten werden aus Gold sein. Doch wer denkt an den schönsten Tagen des Lebens schon an soziale oder Umweltstandards, die bei den meisten Goldminen nicht zum Tragen kommen. Umweltgeologe Thomas Siepelmeyer klärte in der ZDF-Sendung Planet E auf, was wir nicht wissen wenn es um das Edelmetall geht, mit dem wir auch gerade in unsicheren Zeiten wie den heutigen wieder verstärkt unser Lebensalter sichern wollen.

Trotz inzwischen teilweise bis zu 3.000 Meter tiefe Schächte in südafrikanischen Goldminen scheint sich die Förderung aufgrund des hohen Goldpreises zu lohnen. Aber für was für einen Preis? Auf etwa eine Tonne Gold kommen laut Siepelmeyer etwa drei tote Bergarbeiter – bei gerade einmal elf Gramm auf einer Tonne Gestein. Alles Geröll und Staub wird anschließend übertage auf Deponien aufgehäuft – Uran, Schwermetalle und Schwefel belasten somit nicht nur die Bergarbeiter, sondern auch die Umwelt.

Die riesigen Deponiehalden reichen teilweise schon bis an die Grenzen der Townships von Johannesburg wie etwa Soweto. Einige Hütten werden sogar auf den Deponien errichtet, weil die Menschen nicht wissen wo sie leben können. Mit Schwermetallen besetzter Staub, der vom Wind in die Häuser geweht wird, wird ungefiltert von den Bewohnern eingeatmet. Zusätzlich bedrohen schmutzige Abwässer aus Minen das Trinkwasser; täglich laut Angaben von ZDF etwa 100 Millionen Liter an unkontrolliertem Abwasser. Seen und Flüsse sind so sehr mit Schwermetallen besetzt, dass sie kein Leben mehr beinhalten und nur noch als höchst toxisch eingestuft werden können.

Selbst mit dem kontaminiertem Staub wird sogar noch versucht, Profit zu machen. Er findet Verwendung in der Bauindustrie und wird zu Ziegeln verarbeitet, die anschließend in neuen Häusern den Weg zu den Menschen finden. Radongas tritt aus den Ziegeln aus und verbreitet so die Radioaktivität unter die Menschen.

Für all diese Folgen haften aber nicht die Betreiber der Goldminen. In den Goldpreis ist eine korrekte Entsorgung der giftigen Substanzen nicht eingerechnet. Leidtragende sind die Menschen in Soweto und alle anderen Menschen im Großraum Johannesburg Pretoria. Sie tragen den Preis des von uns gekauften Goldes mit ihrer Gesundheit und ihrem Leben.

Deshalb gründete Siepelmeyer eine Initiative für grünes Gold – ökologisch gewonnen und fair gehandelt. Das Gold wird ohne Chemie und giftige Abfälle gewonnen und die Arbeiter erhalten den vollen Weltmarktpreis. Die Kosten liegen dadurch zwar etwas höher, aber ist es uns das nicht bei einem Ring wert, den man ein Leben lang trägt?

„Öko-Label“ für Autos

Von Kühlschränken und Waschmaschinen kennen wir es bereits. Die Einteilung in Effizienzklassen von einem grünen A+ für die effizienteste Klasse bis hin zu einem roten G für die geringste Energieeffizienz.

Ab Dezember diesen Jahres wird es auch für die Autos eine solche Kennzeichnung geben. Die Einteilung in die Klassen erfolgt über das Gewicht und den CO2-Ausstoß. Zudem sind der absolute Kraftstoffverbrauch und die Jahressteuer angegeben.

Danach können sich die Käufer über die Klimabilanz und über die langfristigen Betriebskosten des jeweiligen Autos informieren und mit in die Kaufentscheidung einfließen lassen.