Trinkwasser aus dem Meer

Modernste Technologie und Solarenergie

Eine weit verbreitete Methode zur Entsalzung ist die Destillation, ein thermisches Verfahren, bei dem Meerwasser verdampft wird, um Frischwasser zu gewinnen. Der Nachteil: Die Destillation ist extrem energieintensiv. Daher verwenden die meisten neuen Entsalzungsanlagen Umkehrosmose, ein Verfahren, bei dem Süßwasser durch semipermeable Membranen und ausgeübten Druck vom Meerwasser getrennt wird. Ein Beispiel ist eine neue Anlage in Al Khafji: Sie verwendet nicht nur ein zweistufiges Umkehrosmoseverfahren, sie bezieht ihre Energie aus einer nahegelegenen Solaranlage. Meerwasser in Süßwasser umzuwandeln war noch nie so effizient.

Obwohl die modernsten Anlagen einen Stromverbrauch von weniger als vier Kilowattstunden pro Kubikmeter Wasser haben, ist die Umkehrosmose ein energieintensiver Prozess. Da Elektrizität hauptsächlich in Saudi-Arabien mit fossilen Brennstoffen erzeugt wird, macht die Meerwasserentsalzung einen großen Teil der Kohlendioxidemissionen (CO2) aus.

Ein zuverlässiger Partner

Das saudi-arabische Versorgungsunternehmen Rawafid Systems hat die Anlage in Zusammenarbeit mit den Wasserentsalzungsexperten Advanced Water Technology (AWT) gebaut. Um das Projekt innerhalb des engen Zeitrahmens von nur 14 Monaten zu realisieren, wählten Rawafid und AWT ihre Partner auf der Grundlage von Zuverlässigkeit und Branchenexpertise aus.

Für die Elektrik-, Automatisierungs- und Instrumentierungspakete entschied sich das Projektteam für Siemens als Hauptauftragnehmer. „Wir haben Siemens unter Vertrag genommen, da sie ein großes Unternehmen auf dem Markt der elektromechanischen Versorgung für die Strom- und Wasserproduktion sind. Darüber hinaus ist das Siemens-Steuerungssystem universell und wird in verschiedenen Branchen wie Öl und Gas, Petrochemie, Raffinerien und Wasseraufbereitung eingesetzt „, sagt Ali Awadallah, CEO und Projektleiter von Rawafid Industrial.

Nach Erhalt des Auftrags begann das Siemens-Team sofort mit der Entwicklung einer umfassenden Lösung, einschließlich Transformatoren, Sivacon-Schaltanlagensystemen, Siprotec-Schutzsystemen, Sinamics-Konvertern und Prozessinstrumentierung zur Überwachung von Durchfluss, Füllstand, Druck und Temperatur. Elektro- und Automatisierungssysteme werden mithilfe der industriellen Kommunikationstechnologie von Scalance vernetzt.

Energiesparend und flexibel

Das Steuerungssystem für die Stromerzeugung und -verteilung sowie die Wasseraufbereitung basiert auf dem Prozessleitsystem Simatic PCS 7. Es bietet nicht nur eine überragende Anlagenverfügbarkeit und Effizienz, sondern ermöglicht auch die zentrale Überwachung und Steuerung aller Anlagen und Systeme und unterstützt so die Bediener bei ihrer täglichen Arbeit. In der Anlage Al Khafji ermöglicht Simatic PCS 7, dass ein Antrieb mit variabler Drehzahl, der die Hochdruckpumpe antreibt, automatisch an die Wassertemperatur und den Salzgehalt angepasst wird, die sich je nach Jahreszeit ändern. Das spart viel Energie im Vergleich zur herkömmlichen Durchflusssteuerung durch Regelventil.

Modell für weitere Installationen

Seit der Inbetriebnahme haben die Siemens-Systeme eine außergewöhnliche Leistung erbracht. Die 37.000 Ausrüstungsgegenstände mit einem Gewicht von 425 Tonnen mussten nach Saudi-Arabien transportiert und nach einem engen Zeitplan installiert werden — eine große logistische Leistung. Die Ingenieure von Siemens zeigten Flexibilität bei der Anpassung an eine größere Änderung während des Projekts, als die Stromversorgung von 34,6 kV auf 13,8 kV umgestellt wurde.

Die Lösungen von Siemens ermöglichen eine nahtlose vertikale und horizontale Integration aller elektrischen Komponenten und reduzieren so die Betriebs- und Wartungskosten.

Diese Vorteile führten zu einem Folgeauftrag: Rawafid und AWT, jetzt Teil des A3C-Konsortiums mit SETE und Al Fatah, beauftragten Siemens mit der Ausrüstung von acht weiteren Umkehrosmose-Entsalzungsanlagen in Saudi-Arabien, einschließlich aller Komponenten und der Inbetriebnahme — wieder nach einem engen Zeitplan.

Ein Vergleich: Destillation und Umkehrosmose

Die Destillation zur Entsalzung von Meerwasser verbraucht extrem viel Energie — bis zu 25 kWh pro Kubikmeter produziertem Wasser. Eine Alternative ist Umkehrosmose. Hier erreichen die modernsten Anlagen weniger als 4 kWh pro Kubikmeter produziertem Wasser. Obwohl die Umkehrosmose immer noch energieintensiv ist, hilft sie Ländern wie Saudi-Arabien, ihre CO2-Emissionen im Zusammenhang mit der Entsalzung zu reduzieren. Und wenn Anlagen größtenteils mit Photovoltaik betrieben werden — wie die neue Anlage in Al Khafji — ist der CO2-Fußabdruck noch kleiner.