(PM) Heidenheim, 20.03.2014 - Die von dem Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden Württemberg sowie der Europäischen Union geförderte Technologieentwicklung wird von Lohse und dem Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik der Öffentlichkeit erstmals auf der Weltleitmesse für die Wasserwirtschaft IFAT vom 5. – 9. Mai 2014 in München vorgestellt.

Erschließung neuer Trinkwasserquellen

Die Sicherung der Trinkwasserversorgung für eine wachsende Weltbevölkerung ist eine der wichtigsten Aufgaben heutiger und zukünftiger Generationen. In vielen Gegenden der Welt besteht bereits heute keine Versorgungssicherheit für Trinkwasser und der Klimawandel verschlimmert die Situation besonders in Gebieten zunehmend. Vor allem in Regionen, wo kein Zugang zu nachhaltig nutzbaren Oberflächen- oder Grundwässern besteht, kann das in der Umgebungsluft als Luftfeuchtigkeit gebundene Wasser grundsätzlich als nahezu unerschöpfliche Wasserquelle dienen. Der heutige Stand der Technik liefert allerdings bisher nur wenige am Markt verfügbare Systeme.

Neuartiges sorptives Verfahren zur Wassergewinnung aus Luftfeuchte

In gemeinsamer Zusammenarbeit mit den Projektpartnern Maschinenbau Lohse GmbH, Michelberger Energietechnik GmbH, Melotec Kunststoffverarbeitungs GmbH und dem Fraunhofer IGB entstand der Ansatz eines neu entwickelten Verfahrens, der Wassergewinnung aus Luftfeuchte durch ein kombiniertes Absorptions-/Desorptionsverfahren. Dazu wird eine Absorption von Luftfeuchte an einer hochkonzentrierten Salzlösung, mit der Desorption durch eine Vakuumverdampfertechnik kombiniert (Abb. 1). Ziel eines vom Land Baden-Württemberg und der EU geförderten Vorhabens (EFRE-WaLu) war es die Machbarkeit einer energieautarken, mobilen Anlage zur dezentralen Wassergewinnung aus Luft zu demonstrieren.

Um das zu erreichen wurden zunächst, aufbauend auf den technischen und wissenschaftlichen Grundlagen, der Charakterisierung des Systems und einer Reihe von Vorversuchen die Teilkomponenten ausgelegt und konstruiert. Nach der Fertigung der Komponenten wurden die Einzelsysteme umfangreich getestet. Nach Zusammenführung und Integration der Gesamtanlage in Container folgten eine Reihe von Praxisversuchen zur Bewertung der Leistungsfähigkeit und die Demonstration der Gesamttechnologie.

Mit der Demonstrationsanlage konnte die Technologie zur Wassergewinnung aus Luftfeuchtigkeit in einem anwendungsnahen Maßstab und in einer den Industrieanforderungen entsprechenden Qualität auf dem Gelände der Fa. Lohse Maschinenbau umgesetzt werden Die Anlage besteht aus drei Containern, die neben den Absorptions- und Desorptionsmodulen alle nötigen Hilfsaggregate, einen Solespeicher sowie einen Energiespeicher beinhalten.

Erfolgreiche Inbetriebnahme und Testphase

In einer mehrwöchigen Testphase konnte gezeigt werden, dass die Teilprozesse sowie die Gesamtanlage gut funktionieren und sich auch unter Realbedingungen Wasser aus Luftfeuchtigkeit gewinnen lässt. Dabei war es möglich, selbst bei teilweise sehr ungünstigen Umgebungsbedingungen im Hinblick auf Feuchtegehalt und Temperatur, Wasser aus der Luft aufzunehmen und vom Sorptionsmittel (der Salzlösung) als nutzbares Trinkwasser abzutrennen.

Das Verfahren stellt somit eine Alternative zu den bekannten Anlagen mit Kältekondensation dar. Ein Vorteil der neuen Technologie ist die Verwendung thermischer Energie als primäre Energiequelle für den energieintensivsten Teilprozess der Desorption, die aus Abwärme oder durch Solarthermie gewonnen werden kann. Auch die für kleinere Verbraucher wie die Antriebe und die Steuerung benötigte elektrische Energie kann regenerativ, über Photovoltaik oder Wind, gewonnen werden, so dass ein autarker Einsatz der Anlage möglich ist. Das Gesamtkonzept ist durch die Nutzung von regenerativen Energien nachhaltig und CO2-neutral. Weiterhin werden keine Abfallstoffe produziert und alle Arbeitsmittel im Kreislauf geführt.

Ausblick

Die erfolgreich umgesetzte Demonstrationsanlage soll zukünftig an verschiedenen Standorten erprobt und die Technologie optimiert werden. Es ist geplant, die Technologie gemeinsam mit Partnern in weiteren Pilotanlagen umzusetzen und zur Marktreife zu entwickeln. Das Verfahren der Wassergewinnung aus Luftfeuchtigkeit könnte in vielen Gebieten einen Beitrag zur Trinkwasserversorgung leisten, insbesondere im mittleren Osten, Teilen Südostasiens, der erweiterten Mittelmeerregion und Afrika, wo eine sichere Trinkwasserversorgung für die dort lebende Bevölkerung existenziell wichtig ist. Auch eine Übertragung der Technologie auf Anwendungen in Ballungsgebieten, beispielsweise zur dezentralen Trinkwassergewinnung in Megacities, ist denkbar.

Auf der Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft IFAT vom 5. – 9. Mai 2014 wird die Entwicklung auf dem Stand des Fraunhofer IGB Halle A5, Stand 219/318 und der Fa. Lohse Halle A1 Stand 524 erstmals der Öffentlichkeit vorgesellt.