Da die Süßwasserressourcen immer knapper werden, richten Wissenschaftler ihre Aufmerksamkeit auf eine übersehene mögliche Lösung: brackiges Grundwasser. Diese salzhaltigen Grundwasserleiter könnten bei ordnungsgemäßer Behandlung durch Entsalzung zu einer wichtigen zusätzlichen Wasserquelle in dürregefährdeten Regionen werden. Die australische Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) leitet Forschungsbemühungen zur Erschließung dieser Ressource, insbesondere im wasserarmen Westaustralien.

Brackiges Grundwasser – Wasser mit einem höheren Salzgehalt als Süßwasser, aber niedrigerem Salzgehalt als Meerwasser – wurde aufgrund seiner begrenzten direkten Nutzbarkeit lange Zeit vernachlässigt. Da jedoch die Süßwasservorräte schwinden, wird sein strategischer Wert deutlich. Durch Entsalzung kann brackiges Grundwasser in Trinkwasser umgewandelt werden, das für Trink-, Landwirtschafts- und Industriezwecke geeignet ist.

Im Vergleich zu Süßwasserquellen ist brackiges Grundwasser weiter verbreitet und reichlich vorhanden, insbesondere in ariden und semi-ariden Regionen. Doch seine Nutzung steht vor erheblichen Herausforderungen, einschließlich Entsalzungskosten, Soleentsorgung und Umweltauswirkungen.

CSIRO führt in Zusammenarbeit mit der australischen National Water Grid Authority umfassende Bewertungen der Brack-Grundwasserressourcen in Westaustralien durch. Das Projekt zielt darauf ab:

• Fassen Sie vorhandene Daten zu Standorten, Qualität und Reserven von Brackgrundwasser in einer einheitlichen Datenbank zusammen
• Bewerten Sie sein Potenzial als alternative Wasserquelle zur Verbesserung der regionalen Wassersicherheit
• Bewerten Sie bestehende und neue Entsalzungstechnologien sowie Lösungen für das Solemanagement
• Entdecken Sie Optionen für erneuerbare Energien zur Stromversorgung von Entsalzungsanlagen
• Beziehen Sie Interessengruppen ein, um die Forschung an den praktischen Bedürfnissen auszurichten

Das CSIRO-Team hat umfangreiche Grundwasserdaten von verschiedenen westaustralischen Behörden gesammelt. Um Inkonsistenzen in Datenformaten und -standards zu beseitigen, haben Forscher einen standardisierten Verarbeitungsworkflow entwickelt, um eine einheitliche, qualitativ hochwertige Brack-Grundwasserdatenbank zu erstellen, die zukünftige Analysen und Modellierungen unterstützen wird.

Die Entsalzung bleibt der entscheidende Schritt bei der Nutzung von Brackgrundwasser. CSIRO evaluiert gängige Technologien wie Umkehrosmose (RO), Elektrodialyse (ED), mehrstufige Flash-Destillation (MSF) und Multi-Effekt-Destillation (MED) sowie neue Methoden wie Vorwärtsosmose (FO) und Membrandestillation (MD). Zu den wichtigsten Bewertungskriterien gehören:

• Entsalzungseffizienz (Wasserausstoß pro Energieeinheit)
• Betriebskosten (Ausrüstung, Wartung, Energie)
• Umweltauswirkungen (Soleaustrag, Chemikalieneinsatz)
• Technologiereife und Zuverlässigkeit

Eine weitere große Herausforderung stellt die Soleentsorgung dar. Herkömmliche Methoden wie die Tiefbrunneninjektion, die Oberflächenverdunstung oder die Einleitung ins Meer bergen Risiken für die Umwelt. CSIRO prüft alternative Ansätze:

• Nullflüssigkeitsentladungstechnologien, die Salze durch Verdampfung oder Elektrodialyse zurückgewinnen
• Methoden zur Ressourcenrückgewinnung zur Gewinnung wertvoller Mineralien (z. B. Natriumchlorid, Magnesiumchlorid)
• Umweltfreundliche Behandlung durch Pflanzenkläranlagen oder algenbasierte Systeme

Angesichts des hohen Energiebedarfs der Entsalzung untersucht CSIRO die Integration erneuerbarer Energien, um Kosten und CO2-Emissionen zu senken. Das Team bewertet die Solar- und Windressourcen Westaustraliens, um ihr Potenzial für den Antrieb von Entsalzungsanlagen zu ermitteln. Auch Energiespeicherlösungen wie Batterien oder Pumpspeicherkraftwerke werden erforscht, um den Schwankungen bei erneuerbaren Energien entgegenzuwirken.

Um die praktische Relevanz sicherzustellen, hat CSIRO ausführliche Interviews mit Regierungsbehörden, Branchen und Gemeindevertretern in Westaustralien geführt. Diese Diskussionen haben den spezifischen Informationsbedarf in Bezug auf den Wasserbedarf, Technologiepräferenzen und politische Erwartungen geklärt – Erkenntnisse, die die Forschungsrichtung leiten werden.

Das Projekt soll im Jahr 2025 abgeschlossen sein und mehrere wichtige Berichte liefern:

• Karten der Brack-Grundwasserressourcen für Westaustralien
• Umfassende Bewertungen von Entsalzungs- und Solemanagementtechnologien
• Machbarkeitsstudien zur Entsalzung mit erneuerbarer Energie
• Strategische Empfehlungen für die Entwicklung von Brackgrundwasser

Diese Ergebnisse werden wichtige technische Unterstützung und politische Leitlinien für Australiens Wassersicherheitsstrategie liefern und möglicherweise eine nachhaltige Lösung für die durch den Klimawandel verursachte Wasserknappheit bieten.

Obwohl die Nutzung von Brackgrundwasser vielversprechend ist, steht sie vor anhaltenden Herausforderungen:

• Technologische Einschränkungen bei der Entsalzungseffizienz und den Kosten
• Erhebliche Kapital- und Betriebskosten
• Umweltbedenken hinsichtlich der Salzlakenentsorgung
• Bedarf an umfassenden Regulierungsrahmen

Wenn die Technologie voranschreitet, die Kosten sinken und die Richtlinien ausgereift sind, könnte sich brackiges Grundwasser weltweit zu einer lebenswichtigen Süßwasserergänzung entwickeln. Die Grundlagenforschung von CSIRO positioniert Australien als führend bei der Erschließung dieser ungenutzten Ressource.