Jarenlang is ons verteld dat ontzilting te energie-intensief en duur is voor grootschalig gebruik. Toch heeft Elon Musk herhaaldelijk beweerd dat de kosten "waanzinnig laag" zijn. Welk perspectief komt dichter bij de realiteit? Deze analyse onderzoekt de werkelijke energiebehoefte en kosten van zeewaterontzilting en onthult het potentieel ervan om wereldwijde waterschaarste aan te pakken.

Dit onderzoek concentreert zich specifiek op het energieverbruik en de economische haalbaarheid van ontzilting, waarbij belangrijke maar afzonderlijke milieuproblemen zoals lozingswater worden buitengesloten. Deze gerichte aanpak maakt een duidelijker begrip van de kernkostenstructuur van ontzilting mogelijk.

Om de economische impact van ontzilting beter te begrijpen, zullen we extreme hypothetische situaties verkennen - zoals het leveren van al het Amerikaanse huishoudwater via ontzilting of het leveren van drinkwater voor de hele wereldbevolking. Hoewel onrealistisch, helpen deze scenario's de kostenschaal van ontzilting te kwantificeren.

Moderne ontzilting maakt voornamelijk gebruik van twee methoden:

• Thermische Ontzilting: Verhit zeewater om water te verdampen en te scheiden van zouten, en condenseert vervolgens de damp tot zoet water terwijl geconcentreerd pekel wordt afgevoerd.
• Omgekeerde Osmose: Dwingt zeewater onder druk door semi-permeabele membranen, waarbij zouten en onzuiverheden worden gefilterd om zoet water te produceren.

Hoewel beide methoden werken, verbruikt thermische ontzilting 3-5 keer meer energie dan omgekeerde osmose. Daarom gebruiken de meeste moderne installaties omgekeerde osmose-technologie, die de basis vormt van onze analyse.

De omgekeerde osmose-technologie heeft opmerkelijke efficiëntieverbeteringen bereikt. In de jaren 70 was ongeveer 20 kWh elektriciteit nodig om één kubieke meter water te ontzilten. Tegenwoordig is dat cijfer gedaald tot 2,5-3,5 kWh. De theoretische minimale energiebehoefte bedraagt 1 kWh/m³, wat wijst op potentieel voor verdere vooruitgang.

Voor onze berekeningen gebruiken we 3,5 kWh/m³ als conservatieve basislijn - sommige installaties werken al onder deze drempel.

Als alle Amerikaanse huizen hun water via ontzilting zouden krijgen, hoe zou dit dan de elektriciteitsvraag beïnvloeden?

Met een gemiddeld huishoudelijk waterverbruik van 1.135 liter per dag, zou volledige ontzilting de residentiële elektriciteitsvraag met ongeveer 13% verhogen. In het VK, waar huishoudens minder water verbruiken (349 liter/dag) maar hogere elektriciteitsprijzen hebben, zou de toename ongeveer 15% bedragen.

Uit een onderzoek naar het Amerikaanse huishoudelijke elektriciteitsverbruik blijkt dat de jaarlijkse behoefte aan ontzilting (1.450 kWh) vergelijkbaar is met grote apparaten zoals luchtontvochtigers, en aanzienlijk lager blijft dan het gebruik van waterverwarmers, verwarmingssystemen of airconditioning.

Hoewel 1.450 kWh per jaar beheersbaar kan zijn voor rijke landen, overschrijdt dit het totale elektriciteitsverbruik van veel huishoudens in de ontwikkelingswereld. Zelfs het voldoen aan de WHO-minimumwaterstandaard (50 liter/persoon/dag) via ontzilting zou jaarlijks 64 kWh vereisen - gelijk aan het elektriciteitsverbruik per hoofd van de bevolking in Malawi.

Deze ongelijkheid benadrukt de wereldwijde energiearmoede meer dan de inherente energiebehoefte van ontzilting.

Aangezien mensen slechts ongeveer 3 liter per dag nodig hebben om te drinken (rekening houdend met wat verspilling), zou het leveren van water aan alle 8 miljard mensen jaarlijks 31 TWh vereisen - slechts 0,1% van de wereldwijde elektriciteitsproductie. Zelfs als een derde van de mensheid te maken zou hebben met drinkwatertekorten, zou de jaarlijkse behoefte ongeveer 10 TWh bedragen.

Het voldoen aan de volledige basiswaterstandaard van de WHO (50 liter/persoon/dag) wereldwijd zou jaarlijks 511 TWh vereisen - ongeveer 1,7% van de wereldwijde elektriciteitsopwekking.

Naast de energiekosten vereist grootschalige ontzilting aanzienlijke kapitaalinvesteringen - vaak de grootste barrière voor veel landen, vergelijkbaar met projecten voor hernieuwbare energie waarbij de initiële kosten opwegen tegen de betaalbaarheid op lange termijn.

De huidige wereldwijde ontziltingskosten variëren doorgaans van $1-2,5 per kubieke meter, hoewel uitzonderlijke gevallen zoals de Sorek B-installatie in Israël $0,41/m³ bereiken, waarbij uit een onderzoek van 107 installaties $0,27/m³ als de laagste kosten werd vastgesteld.

Bij Amerikaanse industriële elektriciteitstarieven (~$0,09/kWh) zouden de energiekosten alleen al voor ontzilting $0,45/m³ bedragen (3,5 kWh × $0,13/kWh). In dure gebieden zoals Californië zou dit $0,90/m³ kunnen bereiken. Aangezien energie doorgaans een derde van de totale kosten uitmaakt, zouden de totale kosten in dure markten $1,50-$2,00/m³ kunnen bedragen.

Vertaling naar persoonlijke uitgaven:

• Amerikaans gemiddelde (310 liter/dag): $154 per jaar
• VK-gemiddelde: $159 per jaar
• WHO-minimumstandaard: $38 per jaar
• Basisbehoeften aan drinkwater: Slechts $2,30 per jaar - minder dan de kosten van flessenwater in veel landen

Voor crisissituaties zijn deze kosten inderdaad opmerkelijk laag. Maar $38 per jaar blijft een last voor degenen die van $2 per dag leven - wat meer dan twee weken inkomen vertegenwoordigt.

De landbouw vormt de grootste uitdaging voor ontzilting en verbruikt 70% van het wereldwijde zoetwater (in sommige tropische landen meer dan 90%). Het vervangen van zelfs een deel van het landbouwwater zou de elektriciteitsvraag van veel landen met 50-100% verhogen, waardoor de huidige technologie onpraktisch wordt voor grootschalig gebruik in de landbouw.

Het produceren van 1 kg tarwe met ontzilt water zou $0,66 kosten aan water alleen al - drie keer de marktprijs van tarwe. Voor maïs zouden de waterkosten gelijk zijn aan de waarde van het gewas. Alleen hoogwaardige gewassen of waterefficiënte systemen (zoals binnenteelt) zouden ontzilting momenteel voor de landbouw kunnen rechtvaardigen.