Sauberes Wasser, saubere Technik

Ein Berliner Start-up hat eine Technologie entwickelt, mit der sich Wasser umweltfreundlich aufbereiten lässt. Von Maximilian Lutz

Funktioniert wie ein Whirlpool: Johanna Ludwig und ihr Team wollen mit ihrer Maschine in Mangelgebieten Wasser aufbereiten. Foto: Akvola Technologies
Funktioniert wie ein Whirlpool: Johanna Ludwig und ihr Team wollen mit ihrer Maschine in Mangelgebieten Wasser aufbereit... Foto: Akvola Technologies

Die Erdoberfläche ist zu 71 Prozent mit Wasser bedeckt. Trinkwasser ist dennoch ein äußerst knappes Gut. Sein Anteil an den insgesamt fast 1,4 Milliarden Kubikkilometern Wasser, denen die Erde ihre Bezeichnung „blauer Planet“ verdankt, beträgt nur 0,5 Prozent. Angesichts einer exponentiell wachsenden Bevölkerung und eines stetig steigenden Wasserverbrauchs wird Trinkwasserknappheit zu einem immer dringlicheren Problem.

Sollten keine Gegenmaßnahmen ergriffen werden, könnten einem Ausblick der „Organisation für Wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung“ (OECD) zufolge bis zum Jahr 2050 insgesamt über 40 Prozent der Weltbevölkerung in Gebieten leben, in denen Wasserknappheit herrscht. Vor allem in Regionen, die unter einem besonders heißen und trockenen Klima leiden, wird es zunehmend schwieriger, eine ausreichende Trinkwasserversorgung zu gewährleisten und aufrechtzuerhalten. So erlebt der US-Bundesstaat Kalifornien schon seit dem Jahr 2011 eine als „Californian drought“ betitelte, ungewöhnlich starke Dürreperiode, weshalb sich die Regierung dort diesen Sommer gezwungen sah, die Bevölkerung zu erheblichen Wassersparmaßnahmen aufzurufen.

Nicht nur in Kalifornien, sondern auch in Regionen wie Australien oder dem Nahen Osten sind Verfahren zur Meerwasserentsalzung schon seit geraumer Zeit ein wesentlicher Bestandteil der Trinkwassergewinnung. Die Staaten rund um den Arabischen Golf beziehen bereits heute einen Großteil ihres Trinkwassers mithilfe von Entsalzungsanlagen. Doch das Arabische Meer, die wichtigste Wasserstraße der Region, leidet unter Überfischung, Umweltverschmutzung und einer erheblichen Schädigung des Meeresbodens. Aufgrund des stark verschmutzten Wassers wird das äußerst teure und energieaufwendige Verfahren der Entsalzung, das ohnehin schon eine Belastung für Umwelt und Ökosysteme darstellt, noch ineffizienter. Verstärkt wird die Problematik überdies durch das Phänomen der Algenblüte, einer plötzlichen und massiven Vermehrung von Algen, die jedes Jahr einige Wochen auftritt. „Gerade in Regionen wie dem Nahen Osten, die auf die Technik der Meerwasserentsalzung angewiesen sind, ist es sehr wichtig, dass das Verfahren auch in Perioden angewendet werden kann, in denen eine Algenblüte herrscht. Bislang fand man keinen Weg, die Algen zu entfernen, sodass die Entsalzungsanlagen zum Teil ausgeschaltet oder in ihrer Kapazität stark begrenzt werden müssen“, erklärt die Wissenschaftlerin Johanna Ludwig. Im Jahr 2013 gründete sie zusammen mit dem Spanier Lucas Léon und dem Israeli Matan Beery das Start-up „Akvola Technologies“.

Die drei Unternehmensgründer lernten sich am Institut für Verfahrenstechnik der Technischen Universität Berlin kennen. Zusammen entwickelten sie eine eigene Technologie, „akvoFloat“, die unter anderem als Vorstufe zur Meerwasserentsalzung dient. Akvola plant, installiert und verkauft mit dieser Technologie ausgestattete Kompaktanlagen zur Wasseraufbereitung. Dabei ermöglicht ein innovativer keramischer Flotations- und Filtrationsprozess, Wasser von besonders hoher Qualität zu liefern. In einem ersten Schritt werden Gasbläschen durch das Wasser geleitet, um Schmutzpartikel, Öl oder Algenreste an die Oberfläche zu befördern und dort abzuschöpfen. Danach wird das Wasser durch eine poröse Keramikmembran gesogen, durch die größere Partikel entfernt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren spart man zudem mithilfe der „akvoFloat“-Technologie bis zu 90 Prozent Energie. „Es gibt zurzeit den sogenannten Water-Energy-Nexus, das bedeutet, man braucht immer mehr Wasser, um Energie zu erzeugen, doch gleichzeitig benötigt man auch immer mehr Energie, um Wasser mit einer Mindestqualität zu erzeugen“, führt Ludwig weiter aus. Aus diesem Grund sei es äußerst wichtig, sowohl den Energie- als auch den Wasserbedarf zu senken, was mit der eigenen Technologie möglich sei.

Doch wie kam den drei Jungunternehmern überhaupt der Gedanke, Akvola Technologies zu gründen? „Die Idee zur Gründung des Start-ups beruht auf der Doktorarbeit meines Kollegen Matan Beery. Er promovierte über nachhaltige Vorbehandlung in der Meerwasserentsalzung und ich habe bei ihm meine Diplomarbeit geschrieben“, sagt Ludwig. In diesem Rahmen habe man eine Pilotanlage gebaut und erste Tests durchgeführt. „Wir haben früh das Potenzial erkannt und wollten solch eine vielversprechende Technologie nicht im Keller der Universität verstauben lassen. Deshalb entschieden wir uns dazu, weiterzumachen.“

Gemeinsam setzten sie sich das Ziel, die umweltfreundliche Methode der Wasseraufbereitung in großem Stil anzuwenden und damit den Teufelskreis des Water-Energy-Nexus zu durchbrechen.

Um Partner für langfristige Projekte zu gewinnen, nahm das junge Unternehmen dieses Jahr bereits an der Fachmesse Wasser Berlin 2015 sowie an der Hannover Messe teil. Da mithilfe der eigens entwickelten Technologie auch in Zeiten einer Algenblüte Entsalzungsanlagen uneingeschränkt genutzt werden können, kamen die drei Wissenschaftler auf die Idee, mit ihrem Projekt in den Arabischen Golf zu gehen. „Da wollen wir hin, da ergibt unsere Technik richtig Sinn“, erzählte Léon, Leiter des Bereichs Business Development, gegenüber dem Wirtschaftsmagazin „brandeins“.

Doch die Technik fungiert nicht nur als Vorstufe zur Meerwasserentsalzung. Weitere Einsatzmöglichkeiten finden die Anlagen von Akvola im Bergbau, in der pharmazeutischen, Papier- und Halbleiterindustrie, in der Landwirtschaft und Lebensmittelverarbeitung sowie in der Öl- und Gasförderung. „Wir untersuchen auch andere Anwendungen wie zum Beispiel sogenanntes „produced water“, sprich Wasser, das bei der Ölförderung anfällt“, schildert Ludwig. Den meisten sei gar nicht bekannt, dass bei Ölförderprozessen zum Teil bis zu 90 Prozent Wasser und nur 10 Prozent Öl an die Oberfläche befördert werden. Dieses Öl müsse vom Wasser getrennt werden, und auch dafür sei die Technologie geeignet. „Zudem kommt unsere Technik auch in einigen Projekten zum Einsatz, die sich mit der Reinigung von industriellen Abwässern befassen, in denen Partikel oder Ölreste enthalten sind, die zur weiteren Nutzung oder Entsorgung des Wassers entfernt werden müssen.“

Die Berliner Jungunternehmer dürften mit ihrer Erfindung das Problem der Wasserknappheit wohl nicht im Alleingang lösen. Doch die innovative Technik ist ein ambitionierter Ansatz zu einem energiesparenderen und umweltfreundlicheren Umgang mit dem äußerst knappen Gut, auf dessen uneingeschränkte Verfügbarkeit alle angewiesen sind.