Die Kosten für die Entsalzung

1. Einleitung

In den 1960er Jahren entwickelte sich die Entsalzung zu einem der wichtigsten Mittel zur Behandlung von Salzwasser, um es auf akzeptable Wasserqualitätsstandards für den Einsatz in verschiedenen Teilen der Welt und in Industriezweigen zu bringen (Ghaffour et al., 2012). Die Auswirkungen des Klimawandels, des Bevölkerungswachstums und des Anstiegs der Industrialisierung haben eine bedeutende Rolle bei der Wasserknappheit gespielt und sich erheblich auf den Wasserbedarf ausgewirkt. Eine große Anzahl von Ländern in Afrika, dem Nahen Osten und Asien steht unter ernstem Süßwasserstress und sieht sich einer prognostizierten Zunahme der Wasserknappheit bis weit in das Jahr 2025 hinein gegenüber. Es ist auch wichtig zu beachten, dass fast 40 Prozent der Weltbevölkerung innerhalb von 100 km von einem Ozean oder Meer leben (Ghaffour, et al., 2012) und rechtfertigt damit die Meerwasserentsalzung als integralen Bestandteil der weltweiten Reaktion auf Wasserknappheit.

Dieses Papier gibt einen Überblick über die Entsalzungskosten und die Hauptkomponenten der damit verbundenen Kapitalkosten (CAPEX) sowie der Betriebs- und Wartungskosten (OPEX). Beispiele für die Kosten von Entsalzungsanlagen wurden vorgestellt, um die Bandbreite der zu erwartenden Kosten zu veranschaulichen und die konzeptionelle Planung und Entwicklung von Entsalzungsprojekten zu unterstützen.

2. Marktanteil und Trends der Entsalzung

Die häufigsten Formen der Entsalzung können in zwei Technologietypen unterteilt werden:

1. Thermische Entsalzung (unter Verwendung von Wärmeenergie zur Abtrennung von Destillat aus Wasser mit hohem Salzgehalt), die hauptsächlich durch Mehrfacheffektdestillation (MED) und mehrstufige Blitzdestillation (MSF) dargestellt wird. Die mechanische Dampfkompression (MVC) wird hauptsächlich zur Entsalzung von hohem TDS (> 45.000 mg / l) und / oder industriellem Abwasser zum Zweck der Wiederverwendung und nicht unbedingt für Trinkwasserzwecke verwendet.
2. Umkehrosmose (RO) -Membrantrennung, die eine Membranbarriere und Pumpenergie verwendet, um Salze aus Wasser mit hohem Salzgehalt (typischerweise < 45.000 mg / l) zu trennen.

Entsalzungstechnologien sind in der Lage, Wasser aus einer Vielzahl von Quellen zu behandeln, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Brackwasser, Oberflächenwasser, Meerwasser sowie häusliches und industrielles Abwasser. Mit der Entwicklung und Verbesserung der Entsalzungstechnologien sind die Kosten für den Bau von Entsalzungsanlagen gesunken. Diese Kostensenkung war einer der Hauptfaktoren für die Akzeptanz, das Wachstum und den Erfolg der Entsalzung. Seit den 1960er Jahren sind die Kosten für die mehrstufige Flash-Destillation (MSF) zur Entsalzung von Wasser etwa um den Faktor 10 gesunken, mit ungefähren Stückkosten von 10,00 USD / m3 in den 1960er Jahren auf weniger als 1,00 USD / m3 (3,79 USD pro 1000 Gallonen) im Jahr 2010. Derzeit sind die Kosten für Ärzte ohne Grenzen im Jahr 2017 an einigen Standorten aufgrund der technologischen Entwicklung und der niedrigeren Energiepreise gegenüber 2010 um bis zu 20 Prozent gesunken. In ähnlicher Weise haben technologische Verbesserungen im Membrandesign und in der Systemintegration die Kosten für die Entsalzung von Brackwasser in den letzten zwei Jahrzehnten um mehr als die Hälfte gesenkt (Ghaffour, et al., 2012). Als Beispiel schätzte das Texas Water Development Board im Jahr 2012, dass die Gesamtproduktionskosten für die Entsalzung von Brackwasser zwischen 0,29 und 0,66 US-Dollar pro m3 Kapazität (1,09 bis 2,49 US-Dollar pro tausend Gallonen) lagen (Arroyo, et al., 2012). Eine Studie der Water Reuse Association aus dem Jahr 2012 zeigte jedoch, dass sich die Kostentrends für große Meerwasser-Umkehrosmose-Projekte (SWRO) seit 2005 abgeflacht zu haben scheinen, seitdem jedoch stark im Bereich von 0,79 bis 2,38 US-Dollar pro m3 (3,00 bis 9,00 US-Dollar pro tausend Gallonen) variieren (WRA, 2012). Diese große Variation ist auf viele Kostenfaktoren und Variablen zurückzuführen, auf die in Abschnitt 3 eingegangen wird.

Die Diagramme (Abb. 1 bis 5) zeigen die gesamte Entsalzungskapazität und das Wachstum nach Typ, Standort und Endbenutzeranwendungen.

2.1 Gesamtkapazität

Die Gesamtentsalzungskapazität überstieg 2010 64 Millionen m3 / Tag und lag 2015 bei fast 98 Millionen m3 / Tag. Abbildung 1 zeigt, wie schnell die Kapazität im 21.Jahrhundert gewachsen ist (Quelle: GWI Desal Data & IDA).

Abbildung 1 – Weltweite Gesamtentsalzungskapazität (m3/d)

2.2 Wachstum und installierte Kapazität nach Regionen

Die größte Produktionskapazität nach Standorten befindet sich im Nahen Osten, da es an Süßwasserquellen und reichlich vorhandenen Energieressourcen mangelt, wie aus den Abbildungen 2 und 3 hervorgeht. Der größte Entsalzungsnutzer nach Kapazität ist das Königreich Saudi-Arabien, gefolgt von den Vereinigten Staaten, den Vereinigten Arabischen Emiraten, Australien, China, Kuwait und Israel.

Abbildung 2 – Entsalzungskapazität nach Ländern

Die 15 wichtigsten Entsalzungsmärkte für einen Zeitraum von neun Jahren von 2007 bis 2016 sind in Abbildung 3 dargestellt. Die Vereinigten Staaten haben den größten Anstieg der installierten Kapazität seit 2012 verzeichnet.

Abbildung 3 – Marktanteil der Entsalzung 2007 – 2016

2.3 Installierte Kapazität nach Technologie

Abbildung 4 zeigt die installierte Kapazität im Vergleich zur Technologie. Die heute vorherrschende Art der Entsalzungstechnologie ist die Umkehrosmose (RO). Die Verwendung von RO war ein Kompromiss zwischen niedrigen OPEX (mit elektromechanischer Energie vs. typischerweise teurerer thermischer Energie) vs. hohe Investitionskosten (aufgrund der Kosten und der relativ kurzen Lebensdauer der Membranen, daher hohe Wiederbeschaffungskosten). Im Laufe der Jahre sind die Membranpreise dramatisch gesunken und die Lebensdauer der Membran hat sich aufgrund einer besseren Speisewasservorbehandlung und eines besseren Verständnisses für den Betrieb von RO-Systemen erhöht.

Abbildung 4 – Weltweite Gesamtkapazität nach Entsalzungsart

2.4 Installierte Kapazität nach Anwendung und Nutzung

Abbildung 5 veranschaulicht den Marktanteil der Entsalzung nach Endbenutzeranwendung. Die kommunale Nutzung zur Entsalzung macht den größten Teil der gesamten installierten Kapazität aus, gefolgt von der industriellen Nutzung, Energie, Bewässerung und Tourismus.

Abbildung 5 – Globale Entsalzungskapazität nach Marktanwendung

Die oben genannten Faktoren (Abschnitt 2), wie Kapazität, Standort, Typ und Anwendung, haben erhebliche Auswirkungen auf die Kosten. Es gibt andere wichtige standortspezifische Faktoren, die sich direkt auf die Entsalzungskosten auswirken, die im folgenden Abschnitt erläutert werden.

3. Wesentliche Auswirkungen auf die Entsalzungskosten

Zu den Faktoren, die einen direkten und wesentlichen Einfluss auf die Entsalzungskosten haben, gehören unter anderem die Entsalzungstechnologie, die Qualität des Roh- und Produktwassers, die Art der Aufnahme und des Abflusses, der Standort der Anlage oder des Projekts, die Art der verwendeten Energierückgewinnung, der Strompreis, der Nachbehandlungsbedarf, die Lagerung, die Verteilung, die lokalen Infrastrukturkosten und die Umweltvorschriften.

3.1 Entsalzungstechnologie

Fast 95 Prozent der installierten Entsalzungskapazität sind heute entweder thermische (35 Prozent) oder membranbasierte (60 Prozent) Technologie (Ghaffour, et al., 2012). Jede Art von System variiert erheblich in Bezug auf Platzbedarf, Konstruktionsmaterialien, Ausrüstung, Vorbehandlungsanforderungen, Leistungs- und Dampfanforderungen, unter anderen Unterschieden. Die Technologieauswahl wird auch die Art der Chemikalien bestimmen, die für die Vor- und Nachbehandlung verwendet werden, was sich auf die Betriebskosten auswirkt.

3.2 Standort

Der Standort, an dem eine Entsalzungsanlage errichtet wird, kann erhebliche Auswirkungen auf die Gesamtkosten des Projekts haben. Bei einer SWRO-Entsalzungsanlage (Sea Water Reverse Osmosis) sollte die Anlage beispielsweise so nah wie möglich an der Meerwassereinlassquelle liegen, um höhere Kosten für Ansaugrohrleitungen und komplexe Ansaugstrukturen zu vermeiden. Durch eine optimale Projektlage wird auch die Ableitung der konzentrierten Sole zurück zum Meer reduziert. Die Anschaffungskosten für Immobilien sind jedoch ein wesentlicher Faktor, der eine größere Wasserdurchlässigkeit an Orten erfordern kann, an denen die Grundstückskosten in relativ kurzen Entfernungen Größenordnungsunterschiede aufweisen können. Aus baulicher Sicht werden sorgfältige Überlegungen für Elemente wie lokale Bodenbedingungen (kann neue Bodenfüllung oder strukturelle Betonpfähle erfordern) und die Nähe zu einer zuverlässigen Stromquelle empfohlen, um die Stromübertragungskosten zu senken.

3.3 Rohwasserqualität

Die standortspezifische Rohwasserqualität kann einen großen Einfluss auf die Anzahl und Art der vor dem eigentlichen Entsalzungsschritt erforderlichen Vorbehandlungsschritte und die Gesamtgröße der Entsalzungsanlage haben. Der Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen (TDS) des Quellwassers wirkt sich direkt auf die Betriebskosten aus, da höhere Betriebsdrücke (RO) und Temperaturen (thermisch) typischerweise mit zunehmendem Salzgehalt des Rohwassers ansteigen müssen. Ein höherer Salzgehalt des Rohwassers kann auch die realisierbare Produktwasserrückgewinnung pro Gallone Rohwasser sowohl für RO- als auch für thermische Systeme verringern. Im Fall von SWRO können in Gebieten wie kleinen Buchten, Buchten oder Kanälen Meerwasserströmungen und die daraus resultierende natürliche Vermischung mit dem größeren Meerwasserkörper (d. H. Dem Ozean) minimal sein. Diese Gebiete können höhere lokale Salzgehalte, höhere Gesamtschwebstoffe, höhere Temperaturschwankungen und höhere organische Belastungen und biologische Aktivität im Vergleich zu Wasser im offenen Ozean aufweisen. All diese Faktoren erhöhen die Design- und Konstruktionskomplexität und können daher sowohl die CAPEX- als auch die OPEX-Kosten erheblich erhöhen.

Darüber hinaus hat die Speisewassertemperatur einen großen Einfluss auf die RO-Betriebsdruckkosten, wobei der Speisedruck um 10 Prozent auf 15 Prozent steigt, was zu einem Abfall der Speisewassertemperatur um 10 ⁰F unter 70 ⁰F führt (WRA, 2012).

Bei einem RO-System bestimmt die erforderliche Produktwasserqualität die Anzahl der erforderlichen Membrandurchgänge und wirkt sich dadurch auf die Kosten aus.

3.4 Zu- und Ablauf

Die für eine Entsalzungsanlage gewählte Zu- und Ablaufart ist eine der wichtigsten technischen Überlegungen für die kosteneffiziente Auslegung und den optimalen Betrieb einer Anlage. Wichtige Faktoren müssen bewertet werden, z. B. der am besten geeignete Ansaugtyp (untergetauchter vs. offener Ansaug), der Abstand des Ansaugs relativ zur Anlage, die Art der Ansaugsiebe, die Art der Ansaugstruktur, die Art der Ansaugrohrleitung (vergraben vs. oberirdisch) und Umweltaspekte in Bezug auf das Auftreffen und Mitreißen von Meereslebewesen. Jeder dieser Punkte hat erhebliche Kostenauswirkungen. Die Kosten des Ansaugsystems können von einem Tief von 0,13 MM pro Tausend m3 / Tag (0,5 MM pro MGD) Kapazität für eine offene Aufnahme bis zu 0,79 MM pro tausend m3 / Tag (3 USD) variieren.00MM pro MGD) für komplexe Tunnel- und Offshore-Einlässe (WRA, 2012).

Um die potenzielle Bedeutung der Kosten für die Aufnahme- und Abflussstruktur zu veranschaulichen, erfordern SWRO-Anlagenableitungen in der Nähe von Meereslebensräumen, die sehr empfindlich auf erhöhten Salzgehalt reagieren, aufwendige Konzentratabflussdiffusorsysteme mit Kosten, die 30 Prozent der gesamten Ausgaben für Entsalzungsprojekte übersteigen können. Im Gegensatz dazu haben die Entsalzungsanlagen mit den niedrigsten Wasserproduktionskosten Konzentrateinleitungen, die sich entweder in Küstengebieten mit sehr hoher natürlicher Durchmischung befinden oder mit Kraftwerksauslaufstrukturen kombiniert sind, was eine gute anfängliche Durchmischung und eine bessere Ableitung der Abflussfahne ermöglicht. Die Ansaug- und Ableitungskosten für diese Anlagen betragen in der Regel weniger als 10 Prozent der Gesamtkosten der Entsalzungsanlage (WRA, 2012).

3.5 Vorbehandlung

Die Kosten für die Vorbehandlung werden durch die Art und Komplexität des Vorbehandlungssystems beeinflusst. Die Art der erforderlichen Vorbehandlung hängt von der Rohwasserqualität am Projektstandort ab. Einige rohe Meerwasser- oder Brackwasserquellen weisen ein hohes Maß an organischer und biologischer Aktivität auf und erfordern robustere Vorbehandlungstechnologien wie DAF (Dissolved Air Flotation) und UF (Ultrafiltration). Andere Rohwasserquellen, die untergetauchte oder brunnenbasierte Einlässe verwenden, erfordern möglicherweise eine geringere Vorbehandlung, z. B. eine einstufige Medienfiltration oder MF (Mikrofiltration).

Laut einem Artikel der Water Reuse Association mit dem Titel „Meerwasserentsalzungskosten“ liegen die Vorbehandlungskosten typischerweise zwischen 0,13 MM und 0,40 MM pro Tausend m3 / Tag (0,5 MM bis 1,5 MM pro MGD). Am unteren Ende dieses Bereichs sind herkömmliche einstufige Medienfiltrationssysteme ausreichend. Die Vorbehandlungskosten steigen, wenn zusätzliche Vorbehandlungsschritte hinzugefügt werden, wie z. B. zweistufige Medienfilter oder Medienfiltration, gefolgt von MF- oder UF-Systemen.

Die Vorbehandlungskosten sind typischerweise höher, wenn die Wasserquelle Abwasser ist. Dies kann auf viele Faktoren zurückzuführen sein, wie die Notwendigkeit, hohe Calcium- und Magnesiumgehalte (Härte) zu entfernen, die Zugabe von Chlorierungs- und Entchlorungsschritten zur Zerstörung von Mikroben oder die Notwendigkeit der Verwendung von UF zur Entfernung hochmolekularer organischer Verbindungen.

3.6 Energierückgewinnung

RO-Anlagen überwinden mit Hochdruckpumpen den osmotischen Druck des Rohspeisewassers. Zum Beispiel können einige SWRO-Anlagen bis zu 70 bar (1000 psig) Vorschubdrücke erfordern. Der RO-Konzentratsolestrom aus diesem Prozess enthält Druckenergie, die zurückgewonnen werden kann, um den gesamten Energiebedarf des RO-Systems zu senken. Energierückgewinnungstechnologien reduzieren den Gesamtenergieeinsatz und damit die Betriebskosten.

3.7 Elektrischer Strom

Lokale Energiepreise, Übertragungsdistanzen, Anschlussgebühren und ggf. Tarife am vorgeschlagenen Standort der Entsalzungsanlage spielen eine wichtige Rolle bei der Bestimmung des Versorgungspreises für angeschlossenen Strom. Für sehr große thermische Entsalzungsanlagen kann aufgrund der inhärenten Vorteile einer solchen Kombination die Überlegung, die Anlage gemeinsam mit einem Kraftwerk anzusiedeln, vielversprechend sein.

3.8 Nachbehandlung

Die Wasserqualität des Endprodukts bestimmt die spezifische Art der Nachbehandlung, die erforderlich ist. Nachbehandlungsschritte fügen zusätzliche Kosten hinzu. Die Notwendigkeit eines zweiten RO-Durchgangs, um sehr niedrige TDS-Werte zu erreichen oder die Konzentrationen bestimmter Ionen wie Bor oder Chlorid auf akzeptable Werte zu reduzieren, kann eine teure Option sein. Ein RO-System mit zwei Durchgängen ist in der Regel 15 bis 30 Prozent teurer als ein RO-System mit einem Durchlauf (WRA, 2012).

Außerdem erfordert die Stabilisierung des Produktwassers typischerweise eine pH-Einstellung und die Zugabe von Bicarbonatalkalität, was unter Verwendung einer Kombination von Kohlendioxid, Kalk und /oder Natriumhydroxid erfolgen kann, was wiederum zusätzliche Kosten verursacht.

Für Entsalzungsanlagen an einer Küste in unmittelbarer Nähe zu den Gemeinden, die das Wasser nutzen, wird Land normalerweise mit einem Aufschlag bewertet. Die Kosten für die Lokalisierung einer Anlage näher am Einsatzort und einer geeigneten Stromquelle sollten gegen die Kosten abgewogen werden, die mit zusätzlichen Ansaug- und Ableitungswegen, Rohrleitungskosten, Materialtransport, Genehmigungen, Arbeit und Wartung verbunden sind, die mit der Verlagerung einer Anlage verbunden sind weiter weg von der Küste oder dem Verteilungsdienstgebiet (WRA, 2012).

Die Nachbehandlungskosten sind typischerweise höher, wenn die Wasserquelle Abwasser ist. Dies kann auf viele Faktoren zurückzuführen sein, wie z. B. die Oxidation der Nachbehandlung zur Inaktivierung von Viren und höhere Kosten für die Entsorgung von Abfallsole oder Feststoffen.

3.9 Lokale Infrastrukturkosten

Die Infrastrukturkosten umfassen Elemente wie Erdarbeiten, Beton, Stahl, Konstruktionen, Entwässerung und Baumaterialien. Je nach Standort der Anlage können die Kosten für jeden dieser Artikel erheblich variieren. Entfernte Anlagenstandorte, die weit von Industriestädten entfernt sind, müssen in der Regel höhere Baukosten verursachen als Anlagen, die in der Nähe von Betonproduktionsanlagen und Industriezonen mit einem ausreichenden Angebot an Baustoffen errichtet werden.

3.10 Umweltvorschriften

Jede geografische Region hat ihre eigenen Umweltvorschriften und -vorschriften, die auch von Staat zu Staat innerhalb eines einzelnen Landes variieren können. Zum Beispiel sind die Genehmigungskosten für Projekte in Kalifornien fast viermal so hoch wie die typischen Genehmigungskosten in Florida (WRA, 2012). Kalifornien hat strengere Vorschriften und / oder Richtlinien für die Trinkwasserproduktion im Vergleich zu denen in Texas oder Florida, was die regulatorischen Kosten für ein Entsalzungsprojekt erhöht. Längere Umweltprüfungsperioden können auch den Projektzeitplan verlängern, was in der Regel auch zu höheren Projektkosten führt. Tatsächlich kann die Anzahl der Jahre, die für die Entwicklung und Genehmigung eines Projekts in einem Bundesstaat wie Kalifornien mit sehr strengen Vorschriften erforderlich sind, erheblich länger sein als die Zeit, die für den Bau der Anlage und die Inbetriebnahme erforderlich ist. (WRA, 2012)

4.0 Kostenkomponenten – CAPEX

CAPEX wird in die beiden Hauptkategorien der direkten und indirekten Kosten unterteilt. Die direkten Kosten umfassen Ausrüstung, Gebäude und andere Strukturen, Pipelines und Standortentwicklung und liegen in der Regel im Bereich von 50 Prozent bis 85 Prozent der Gesamtinvestitionen. Die verbleibenden indirekten Kosten umfassen Finanzierungszinsen und -gebühren, Engineering-, Rechts- und Verwaltungskosten sowie Eventualverbindlichkeiten (Ghaffour, et al., 2012). Die typischen Investitionskosten und Komponenten für die meisten Entsalzungsanlagen können wie folgt in neun Teile unterteilt werden: Aufnahme- und Rohwasserförderung; Vorbehandlung; Entsalzungsbehandlung; Nachbehandlung; Produktwasserpumpen und -lagerung; elektro- und Instrumentierungssystem; Anlagengebäude, Standort- und Bauarbeiten und Bilanz der Anlage; Soleableitung und Feststoffhandhabung; und verschiedene Engineering- und Entwicklungskosten. Andere Kosten, wie Finanzierungsgebühren und andere kommerzielle Gebühren, müssen ebenfalls berücksichtigt werden. Abbildung 6 zeigt ein Beispiel für eine CAPEX-Kostenaufschlüsselung für eine SWRO-Anlage.

Abbildung 6 – Typische Investitionsaufschlüsselung der SWRO-Entsalzungsanlage (Quelle: Advisian)

Die Investitionskosten hängen in erheblichem Maße vom Maßstab ab, wobei größere Entsalzungsanlagen weniger pro Million Gallonen installierter Kapazität kosten. Basierend auf Abbildung 7 unten würde der Bau einer mittelgroßen 10-MGD-SWRO-Anlage etwa 80 Millionen US-Dollar kosten, und eine große Anlage wie die 35-MGD-Carlsbad-SWRO-Anlage in der Nähe von San Diego würde voraussichtlich 250 Millionen US-Dollar kosten. Hinweis: Aufgrund von Umwelt-, Genehmigungs- und Bauproblemen kostete diese Anlage viel mehr.

Abbildung 7 – Baukosten vs. kapazität für SWRO-Anlagen

5.0 Kostenkomponenten – OPEX

Die Betriebskosten (OPEX) lassen sich im Allgemeinen in zwei große Kategorien einteilen: Fixkosten (wie Arbeits-, Verwaltungs-, Ausrüstungs- und Membranersatzkosten) und Grundstücksgebühren / Steuern usw.) und variable Kosten (wie Strom, Chemikalien und andere Verbrauchsmaterialien. (Arroyo, et al., 2012). Die typischen OPEX-Kosten und Komponenten für die meisten Entsalzungsanlagen können weiter in neun Teile unterteilt werden, die Folgendes umfassen: stromverbrauch, verbrauchsmaterialien, feste Abfälle, Chemikalien, Arbeit, Wartung, Gerätegarantie, Bilanz der Anlage & Dienstprogramme und andere Fixkosten (Verwaltung, Ersatzteile, Notfall, etc.), wie in Abbildung 8 dargestellt.

Abbildung 8 – Typische OPEX-Aufschlüsselung der SWRO-Entsalzungsanlage (Quelle: Advisian)

6.0 Gesamtkosten für die Entsalzung von Wasser

Die Lebenszykluskosten, auch Produktionsstückkosten oder annualisierte Kosten genannt, sind die Kosten für die Herstellung von tausend Gallonen oder Kubikmeter Wasser durch Entsalzung und berücksichtigen alle Investitionen (einschließlich Schuldendienst) und Betriebskosten und können durch einen vorhergesagten oder tatsächlichen Anlagenbetriebsfaktor angepasst werden. Aufgrund aller beteiligten Variablen können diese annualisierten Kosten sehr komplex sein, und die Unterschiede bei den Produktionskosten pro Projekt sind möglicherweise nicht direkt vergleichbar. Im besten Fall führt die Vorhersage zukünftiger Kosten anhand vergangener Anlagenkosteninformationen in der Regel nur zu Schätzungen des Baseballstadions.

Abbildung 9 zeigt, dass die annualisierten Kosten für verschiedene Arten von abgeschlossenen RO-Projekten sehr unterschiedlich ausgefallen sind. Die durchschnittlichen Kosten, die durch die Best-Fit-Linie in den gezeigten Daten dargestellt werden, betragen etwa 0,70 USD / m3 (2,65 USD pro tausend Gallonen) für sehr große Pflanzen (325.000 m3 / Tag) und steigen auf 1,25 USD / m3 (4,75 USD pro tausend Gallonen) für kleine Pflanzen (10.000 m3 / Tag).

Die Kosten können jedoch bis zu 3 US-Dollar betragen.20 / m3 für Anlagen mit sehr geringer Kapazität (weniger als 4.000 m3 / Tag oder 1 MGD), die kostspielige standortspezifische Besonderheiten bei der Aufnahme, Entladung und Förderung aufweisen. Das Entfernen der Effekte der Aufnahme, der Entladung und der Beförderung verringert und verengt die annualisierte Kostenspanne auf $0,53/m3 bis $1,58/m3 ($2,00 bis $6,00 pro tausend Gallonen) für SWRO-Anlagen und $0,11 bis $1,10/m3 ($0,40 bis $4,00 pro tausend Gallonen) für Brackwasser RO-Anlagen (WRA, 2012).

Abbildung 9 – Produktionskosten der RO-Anlage vs. Projektkapazität

Die Kosten für die Entsalzung von Industrieabwasser zur Wiederverwendung können viel höher sein. WorleyParsons / Advisian führte beispielsweise eine Studie zur Entwicklung der CAPEX und OPEX für eine 35.000 m3 / Tag große Entsalzungsanlage in der Arabischen Golfregion durch, die mit Ölfeldwasser und Kesselspeisewasser gespeist wird. Basierend auf den in dieser Studie generierten Investitions- und Betriebskosten waren die Produktionskosten pro Einheit etwa viermal höher als anhand von Abbildung 9 prognostiziert.

Abbildung 10 unten zeigt einen typischen Lebenszykluskostenvergleich von MSF, MED und SWRO, um einen Kubikmeter (264 Gallonen) Wasser pro Tag zu produzieren. Wie gezeigt, benötigen MSF und MED, bei denen es sich um thermische Entsalzungstechnologien handelt, neben elektrischer Energie auch Dampf (Wärmeenergie), was der Hauptgrund dafür ist, dass sie im Vergleich zu SWRO höhere Gesamtkosten für den Wasserlebenszyklus haben.

Abbildung 10 – Produktionskosten pro Einheit für Wasser für Entsalzungstechnologien

7.0 Beispiele für die Kosten einer Entsalzungsanlage

Wie in diesem Artikel erwähnt, hängen die Kosten für die Entwicklung, den Bau und den Betrieb einer Entsalzungsanlage vom Standort der Anlage, der Art und Qualität des Rohwassers, der Art des Ein- und Auslaufs, der verwendeten Entsalzungstechnologie und der Energierückgewinnungssysteme, den Kosten für elektrische Energie, der erforderlichen Nachbehandlung und Lagerung, den Vertriebskosten und den Umweltvorschriften ab. Diese Unterschiede können eine große Anlage, die in einer Region der Welt gebaut wird, teurer machen als eine kleinere Anlage, die in einer anderen Region der Welt gebaut wird, und zu erheblichen Unterschieden bei den Betriebskosten führen. Dies wird durch die in

Tabelle 1 gezeigten Projekte für drei SWRO-Anlagen an verschiedenen Orten der Welt wie den USA, dem Nahen Osten und Australien veranschaulicht.

*1 Gesamtstückkosten für den Eigentümer, einschließlich Zahlungen, Finanzierungsgebühren für die Pipeline, Sonstiges. konstruktionsverbesserungen, verschiedenes. O / M Kosten, Verwaltungskosten. *2 Geschätzt

1. Noreddine Ghaffour, Thomas M. Missimer, Gary L. Amy. „Technische Überprüfung und Bewertung der Wirtschaftlichkeit der Wasserentsalzung: Aktuelle und zukünftige Herausforderungen für eine bessere Wasserversorgung.“ Wasserentsalzungs- und Wiederverwendungszentrum KAUST, Oktober 2012.
2. Jorge Arroyo, Saqib Shirazi. „Kosten der Brackwasserentsalzung in Texas“, September 2012.
3. Vereinigung für Wasserwiederverwendung. „Meerwasserentsalzungskosten“, Januar 2012.
4. Pankratz, Tom. Wasserentsalzungsbericht, 2010.
5. Knackig, Gary. Präsentation „Entsalzung in Australien“, Mai 2010.
6. San Diego County Wasserbehörde. Präsentation „Überblick über die wichtigsten Bedingungen für einen Wasserkaufvertrag zwischen der San Diego County Water Authority und Poseidon Resources“, September 2012.
7. GWI Entsalzungsdaten & IDA (Int. Entsalzen. Assoziation) für Abbildung 1, Abbildung 3, Abbildung 5, Abbildung 10.
8. Xavier Bernat, Oriol Gibert, Roger Guiu & Joana Tobella, Carlos Campos. „Die Wirtschaftlichkeit der Entsalzung für verschiedene Anwendungen.“ Wassertechnologiezentrum, Barcelona, Spanien.
9. Robert Huehmer, Juan Gomez, Jason Curl, Ken Moore. „Kostenmodellierung von Entsalzungssystemen.“ Globaler Technologieführer für Entsalzung, CH2M HILL, USA.
10. Gleick H. Peter, Heather Coooley. „Das Wasser der Welt 2008-2009: Der Zweijahresbericht über Süßwasserressourcen“, Pacific Institute.
11. Globale Wasserintelligenz. Band 12, Ausgabe 12, Dezember 2011.