Een veelgebruikte methode voor ontzilting is destillatie, een thermisch proces waarbij zeewater wordt verdampt om vers water te verkrijgen. De keerzijde: distillatie is extreem energie-intensief. Daarom maken de meeste nieuwe ontziltingsinstallaties gebruik van omgekeerde osmose, een proces waarbij zoet water wordt gescheiden van zeewater door middel van semipermeabele membranen en waarbij druk wordt uitgeoefend. Een voorbeeld is een nieuwe fabriek in Al Khafji: die maakt niet alleen gebruik van een proces van omgekeerde osmose in twee fasen, maar haalt ook energie uit een nabijgelegen zonne-energiecentrale. Zeewater omzetten in zoetwater is nog nooit zo efficiënt geweest.
Moderne ontzilting
Drinkwater uit de zee
Het gebeurt elke dag: water verdampt, maakt wolken en bereikt de grond als regen, waarbij rivieren en meren ontstaan als bron van drinkwater. In woestijngebieden is de regen die valt niet genoeg. Een alternatief is het ontzilten van water uit de oceaan, een proces dat recentelijk efficiënter is geworden.
Hoe kan ik een woestijnbevolking van water voorzien?
Nieuwste technologie en zonne-energie
Een veelgebruikte methode voor ontzilting is destillatie, een thermisch proces waarbij zeewater wordt verdampt om vers water te verkrijgen. De keerzijde: distillatie is extreem energie-intensief. Daarom maken de meeste nieuwe ontziltingsinstallaties gebruik van omgekeerde osmose, een proces waarbij zoet water wordt gescheiden van zeewater door middel van semipermeabele membranen en waarbij druk wordt uitgeoefend. Een voorbeeld is een nieuwe fabriek in Al Khafji: die maakt niet alleen gebruik van een proces van omgekeerde osmose in twee fasen, maar haalt ook energie uit een nabijgelegen zonne-energiecentrale. Zeewater omzetten in zoetwater is nog nooit zo efficiënt geweest.
Hoewel de modernste installaties een energieverbruik hebben van minder dan vier kilowattuur per kubieke meter water, is omgekeerde osmose een energie-intensief proces. Aangezien elektriciteit voornamelijk in Saoedi-Arabië wordt geproduceerd met behulp van fossiele brandstoffen, is de ontzilting van zeewater verantwoordelijk voor een groot deel van de uitstoot van kooldioxide (CO2).
Een betrouwbare partner
Het Saoedische nutsbedrijf Rawafid Systems heeft de installatie gebouwd in samenwerking met de experts op het gebied van waterontzilting Advanced Water Technology (AWT). Om het project binnen de beperkte termijn van slechts 14 maanden te realiseren, selecteerden Rawafid en AWT hun partners op basis van betrouwbaarheid en branchekennis.
Voor de elektrische, automatiserings- en instrumentatiepakketten koos het projectteam Siemens als hoofdaannemer. „We hebben Siemens gecontracteerd omdat dit een groot bedrijf is op de markt van elektromechanische levering voor stroom- en waterproductie. Bovendien is het besturingssysteem van Siemens universeel en wordt het gebruikt in verschillende industrieën, zoals olie en gas, petrochemie, raffinaderijen en waterbehandeling”, zegt Ali Awadallah, CEO en projectdirecteur bij Rawafid Industrial.
Na ontvangst van de bestelling ging het Siemens-team onmiddellijk aan de slag met het ontwerpen van een uitgebreide oplossing, waaronder transformatoren; Sivacon-schakelsystemen; Siprotec-beveiligingssystemen; Sinamics-omvormers; en procesinstrumenten voor het bewaken van debiet, niveau, druk en temperatuur. Elektrische en automatiseringssystemen zijn verbonden met behulp van industriële communicatietechnologie van Scalance.
Energiebesparend en flexibel
Het controlesysteem voor energieopwekking en -distributie en waterverwerking is gebaseerd op het Simatic PCS 7-procesbesturingssysteem. Het zorgt niet alleen voor een superieure beschikbaarheid en efficiëntie van de installatie, maar maakt ook centrale bewaking en controle van alle installaties en systemen mogelijk, waardoor operators worden ondersteund bij hun dagelijkse werk. In de fabriek van Al Khafji maakt Simatic PCS 7 het mogelijk dat een aandrijving met variabel toerental die de hogedrukpomp aandrijft, automatisch wordt aangepast aan de watertemperatuur en het zoutgehalte, die veranderen naargelang het seizoen. Dat bespaart veel energie in vergelijking met conventionele stroomregeling via een regelklep.
Model voor verdere installaties
Sinds de start hebben de Siemens-systemen uitzonderlijk goed gepresteerd. De 37.000 apparaten, met een gewicht van 425 ton, moesten naar Saoedi-Arabië worden vervoerd en volgens een strak schema worden geïnstalleerd — een belangrijke logistieke prestatie. De ingenieurs van Siemens hebben blijk gegeven van flexibiliteit om tegemoet te komen aan een grote verandering tijdens het project, toen de stroomvoorziening werd omgeschakeld van 34,6 kV naar 13,8 kV.
De oplossingen van Siemens maken een naadloze verticale en horizontale integratie van alle elektrische componenten mogelijk, waardoor de bedrijfs- en onderhoudskosten worden verlaagd.
Deze voordelen leidden tot een vervolgopdracht: Rawafid en AWT, die nu deel uitmaken van het A3C-consortium met SETE en Al Fatah, gaven Siemens de opdracht om acht extra ontziltingsinstallaties voor omgekeerde osmose in Saoedi-Arabië uit te rusten, inclusief alle componenten en inbedrijfstelling — opnieuw volgens een strak schema.
Een vergelijking: Distillatie en omgekeerde osmose
Distillatie om zeewater te ontzilten verbruikt extreem veel energie — tot wel 25 kWh per geproduceerde kubieke meter water. Een alternatief is omgekeerde osmose. Hier halen de meest geavanceerde installaties minder dan 4 kWh per kubieke meter geproduceerd water. Hoewel omgekeerde osmose nog steeds energie-intensief is, helpt het landen zoals Saoedi-Arabië wel om hun CO2-uitstoot in verband met ontzilting te verminderen. En wanneer installaties grotendeels worden aangedreven door fotovoltaïsche energie — zoals de nieuwe installatie in Al Khafji — is de CO2-voetafdruk nog kleiner.
„Als we het hebben over projecten die een grote bijdrage leveren aan de bescherming van het milieu, zoals deze ontziltingsinstallatie op zonne-energie, dan is er geen tijd te verliezen. Onze beproefde componenten zijn essentieel om snel tot oplossingen te komen.”