Atmosphärische Wassergewinnung: Unsere einzige ökologische Chance gegen eine Wasserkrise

Wasser ist die Essenz des Lebens, aber es kommt darauf an, um welche Art von Wasser es sich handelt. Ungefähr siebzig Prozent der Erdoberfläche sind in Wasser getaucht, und nur weniger als zwei Prozent dieses Wassers sind trinkbar und für uns zugänglich. Leider verschwenden wir diesen kleinen Teil übermäßig mit vielen Aktivitäten, wie z. B. Wasserhahn offen lassen, Toilettenspülung, stundenlanges Duschen und Wasserballonschlachten. Aber was passiert, wenn uns das Frischwasser ausgeht? Nur Katastrophen. Dürren werden die ertragreichsten Farmen heimsuchen und sie in sengende Wüsten verwandeln. Chaos wird sich über Länder ausbreiten, und Wasser wird die wertvollste Ressource sein, kostbarer als Öl. Der Welt zu sagen, sie solle ihren Wasserverbrauch reduzieren, wäre zu diesem Zeitpunkt zu spät. Die einzige Möglichkeit, an diesem Punkt frisches Wasser zu finden, besteht darin, es in einem Prozess, der als atmosphärisches Wassersammeln bekannt ist, aus der Atmosphäre zu extrahieren.

Was ist atmosphärisches Wassersammeln?

Die Nutzung atmosphärischen Wassers ist eine der Methoden, die die Erde in Zukunft davor bewahren könnte, dass ihnen das Süßwasser ausgeht. Diese neue Technologie richtet sich hauptsächlich an Gemeinden, die in Regionen leben, in denen es an Frischwasser mangelt. Es arbeitet hauptsächlich mit dem Vorhandensein von Feuchtigkeit. Dabei werden Kondensationswerkzeuge verwendet, die die Temperatur der feuchten Luft in der Atmosphäre verändern. Sobald die Feuchtigkeit dieses Werkzeug erreicht, gibt es einen Temperaturabfall in einem Ausmaß, das die Luft kondensiert und ihren Zustand von einem Gas zu einer Flüssigkeit ändert. Anschließend wird das Frischwasser in unbelasteten Behältern gesammelt. Wenn der Prozess abgeschlossen ist, wird das Wasser für verschiedene Aktivitäten verwendet, z. B. zum Trinken, Bewässern von Pflanzen und Reinigen.

Die Verwendung von Nebelnetzen

Es gibt mehrere Möglichkeiten, Wasser aus der Atmosphäre zu gewinnen. Eines der wirksamsten bekannten Mittel ist die Verwendung von Nebelnetzen. Diese Methode besteht aus netzartigen Nebelzäunen, die an Pfählen an feuchten Orten aufgehängt werden, Rohren zum Transport des Tropfwassers und Tanks zum Speichern von Frischwasser. Laut GaiaDiscovery wird die Größe der Nebelzäune variieren, abhängig von „der Lage des Landes, dem verfügbaren Platz und der benötigten Wassermenge“. 

Onita Basu, außerordentliche Professorin für Umwelttechnik an der Carleton University, war kürzlich auf einer Reise nach Tansania, um die atmosphärische Wassergewinnung mit Nebelnetzen zu testen. Sie erklärt, dass die Nebelnetze auf einen Temperaturabfall angewiesen sind, um die Feuchtigkeit in eine flüssige Phase umzuwandeln, und beschreibt, wie das Nebelnetz funktioniert, um frisches Wasser aus der Feuchtigkeit zu gewinnen und zu sammeln.

„Wenn die Feuchtigkeit auf das Nebelnetz trifft, geht das Wasser von der Dampfphase in die flüssige Phase über, weil es eine Oberfläche gibt. Sobald es in die flüssige Phase übergeht, fängt es einfach an, das Nebelnetz herunterzutropfen. Es gibt eine Auffangrinne. Das Wasser tropft durch das Nebelnetz in die Auffangwanne und von dort in ein größeres Auffangbecken“, sagt Basu.

Es müssen bestimmte Bedingungen für eine effektive atmosphärische Wassergewinnung mit Nebelnetzen gegeben sein. Hohe Windgeschwindigkeiten und ein angemessener Temperaturwechsel sind erforderlich, um genügend Wasser aus der Atmosphäre zu gewinnen. Basu betont die Bedeutung einer hohen Luftfeuchtigkeit für den Prozess, wenn sie sagt: „[Nebelnetze] können kein Wasser erzeugen, wenn es von Anfang an kein Wasser gibt.“

Eine andere Möglichkeit, den Temperaturabfall zu erreichen, besteht darin, Luft über dem Boden in den Untergrund zu drücken, der eine kältere Umgebung hat, die die Luft schneller kondensiert. 

Die Sauberkeit des gesammelten Frischwassers ist entscheidend für einen erfolgreichen Prozess. Die Hygiene des Wassers hängt davon ab, ob die Oberfläche, auf die es trifft, sauber ist oder nicht. Die Nebelnetze können durch menschlichen Kontakt kontaminiert werden. 

„Was Sie versuchen und tun, um das System so sauber wie möglich zu halten, besteht darin, den direkten Kontakt mit den Händen, wie menschlichen Händen oder was auch immer, zu minimieren, indem Sie das berühren, was sich im Vorratsbecken befindet“, rät Basu.

Vor- und Nachteile von Nebelnetzen

Was Nebelnetze sehr effektiv macht, ist, dass sie keine beweglichen Teile enthalten. Andere Methoden erfordern Metalloberflächen und bewegliche Teile, was laut Basu teurer ist. Das heißt aber nicht, dass Nebelnetze billig sind. Sie bedecken auch eine ausreichende Oberfläche, um Wasser zu sammeln.

Allerdings haben Nebelnetze auch Nachteile. Die größte davon ist, dass es nur an Orten mit Feuchtigkeit funktionieren kann. Basu sagt, dass eines der Gebiete, die sie in Tansania besuchte, ein Gebiet war, das Wasser brauchte, aber das Klima sehr trocken war. Daher ist es möglicherweise nicht möglich, diese Methode in zu kalten oder zu trockenen Gebieten anzuwenden. Ein weiterer Nachteil ist, dass es aufgrund seiner seltenen Verwendung teuer ist. Basu gibt an, dass es nur zwei Möglichkeiten gibt, Nebelnetze zu finanzieren: „Man muss entweder eine Regierung haben, die aktiv nach Methoden sucht, um ihrem Volk zu helfen, und nicht alle Regierungen tun das, oder man muss eine NGO oder so etwas haben einer anderen gemeinnützigen Organisation, die bereit ist, diese Infrastrukturkosten zu tragen.“

Die Verwendung von atmosphärischen Wassergeneratoren

Wenn manuelle Methoden zur Gewinnung von Wasser aus der Atmosphäre nicht mehr funktionieren, müssen wir auf modernere Methoden wie den Atmospheric Water Generator (AWG) zurückgreifen. Im Gegensatz zu Nebelnetzen verwendet das AWG Strom, um diese Aufgaben zu erfüllen. Der Generator besteht aus einem Kühlmittelsystem, um einen Temperaturabfall in der Luft zu bewirken, sowie einem Reinigungssystem, um das Wasser zu desinfizieren. In einer offenen Umgebung kann die elektrische Energie aus natürlichen Energiequellen wie Sonnenlicht, Wind und Wellen gewonnen werden. 

Einfach ausgedrückt, arbeitet der AWG als Luftentfeuchter, außer dass er trinkbares Wasser produziert. Wenn Feuchtigkeit in den Generator eintritt, kondensiert das Kühlmittelsystem die Luft, „indem es die Luft unter ihren Taupunkt kühlt, die Luft Trockenmitteln aussetzt oder die Luft unter Druck setzt“, wie von GaiaDiscovery angegeben. Wenn die Feuchtigkeit einen flüssigen Zustand erreicht, durchläuft sie einen Reinigungsprozess, der von einem antibakteriellen Luftfilter angewendet wird. Der Filter entfernt Bakterien, Chemikalien und Verschmutzungen aus dem Wasser, was zu kristallklarem Wasser führt, das von den Menschen, die es brauchen, konsumiert werden kann.

Vor- und Nachteile atmosphärischer Wassergeneratoren

Die AWG ist eine sehr effektive Technologie, um Wasser aus der Atmosphäre zu gewinnen, da sie lediglich Luft und Strom benötigt, die beide aus natürlichen Energiequellen gewonnen werden können. Wenn es mit einem Reinigungssystem ausgestattet ist, wäre das vom Generator erzeugte Wasser sauberer als Wasser, das durch die meisten atmosphärischen Wassergewinnungsmethoden erzeugt wird. Obwohl ein AWG Feuchtigkeit benötigt, um frisches Wasser zu produzieren, kann er überall aufgestellt werden. Seine Tragbarkeit macht es an vielen Notfallorten zugänglich, wie z. B. Krankenhäusern, Polizeistationen oder sogar Unterkünften für Überlebende eines verheerenden Sturms. Es ist wertvoll für Gebiete, die aufgrund von Wassermangel kein Leben ermöglichen. Leider sind AWGs bekanntermaßen teurer als andere grundlegende atmosphärische Wassergewinnungstechnologien.