Forscher stellen innovative vertikale Meeresfarm zur Bekämpfung von Süßwasser- und Nahrungsmittelknappheit vor!

Forscher der Universität von Südaustralien haben Entwürfe einer vertikalen Meeresfarm vorgestellt, die auf dem Meer schwimmen und Süßwasser für Trinkwasser und Landwirtschaft produzieren soll.

In einem vermutlich weltweit einmaligen System verdunstet Meerwasser und wird in Süßwasser umgewandelt, so dass ohne menschliches Zutun Pflanzen angebaut werden können.

Man hofft, dass die ökologische Innovation, sobald sie in Betrieb ist, dazu beitragen könnte, die sich abzeichnende globale Verknappung von Süßwasser und Nahrungsmitteln in den kommenden Jahrzehnten zu bekämpfen, zumal die Weltbevölkerung bis 2050 voraussichtlich auf 10 Milliarden Menschen anwachsen wird.

Eine innovative vertikale Meeresfarm

Professor Haolan Xu und Dr. Gary Owens vom Future Industries Institute der UniSA sind die verantwortlichen Forscher für die Entwicklung der vertikalen schwimmenden Meeresfarm, die aus zwei Kammern besteht: einer oberen Schicht, die einem Gewächshaus ähnelt, und einer unteren Kammer für die Wassergewinnung.

"Das System funktioniert ähnlich wie ein Dochtbeet, mit dem Hausgärtner vielleicht vertraut sind", erklärt Dr. Owen.

"In diesem Fall wird das saubere Wasser jedoch von einer Reihe von Solarverdampfern geliefert, die das Meerwasser aufsaugen, die Salze im Verdampferkörper einfangen und unter der Sonneneinstrahlung sauberen Wasserdampf an die Luft abgeben, der dann auf Wasserbändern kondensiert und in die obere Pflanzenwachstumskammer geleitet wird."

Das System, das nur mit Sonnenlicht betrieben wird, hat laut Professor Xu mehrere Vorteile gegenüber anderen Solaranlagen, die derzeit erprobt werden:

"Andere Konstruktionen haben Verdampfer in der Wachstumskammer installiert, was wertvollen Platz beansprucht, der sonst für das Pflanzenwachstum genutzt werden könnte. Außerdem sind diese Systeme anfällig für Überhitzung und Pflanzensterben.

Es wurden auch schwimmende Anlagen vorgeschlagen, bei denen herkömmliche Fotovoltaik-Paneele den Strom für den Betrieb herkömmlicher Entsalzungsanlagen ernten, aber diese sind energieintensiv und kostspielig in der Wartung.

"In unserem Entwurf verringert die vertikale Verteilung von Verdampfer und Wachstumskammern die Gesamtfläche des Geräts und maximiert die Fläche für die Nahrungsmittelproduktion. Sie ist vollautomatisch, kostengünstig und extrem einfach zu bedienen und nutzt nur Solarenergie und Meerwasser, um sauberes Wasser zu produzieren und Pflanzen anzubauen.

Hochskalierung

Da sich das Konzept erst im Stadium der Machbarkeitsstudie befindet, erklärte Dr. Owens, dass der nächste Schritt darin besteht, es zu vergrößern und eine kleine Reihe von Einzelgeräten zur Steigerung der Pflanzenproduktion einzusetzen. Um einen größeren Bedarf an Nahrungsmitteln zu decken, müssen die Forscher sowohl die Größe als auch die Anzahl der Geräte erhöhen.

"Es ist nicht undenkbar, dass man irgendwann in der Zukunft riesige Farm-Biodome auf dem Meer schwimmen sieht, oder mehrere kleinere Geräte, die über ein großes Meeresgebiet verteilt sind", sagte er und fügte hinzu, dass ihr bestehender Prototyp wahrscheinlich modifiziert werden wird, um einen größeren Biomasse-Output zu erzeugen. Dazu gehört auch die Verwendung kostengünstiger Substratmaterialien wie Reisstrohabfälle, um den Betrieb der Anlage noch billiger zu machen.

Die Forscher haben gezeigt, dass das auf diese Weise erzeugte recycelte Wasser rein genug ist, um es zu trinken und einen geringeren Salzgehalt aufweist als die Weltgesundheitsrichtlinien für Trinkwasser.

"Süßwasser macht nur 2,5 % des weltweiten Wassers aus und das meiste davon ist nicht zugänglich, weil es in Gletschern, Eiskappen oder tief im Untergrund eingeschlossen ist", so Dr. Owens.

"Es ist auch nicht so, dass das Süßwasser schwindet, aber die geringe Menge, die es gibt, wird aufgrund des Bevölkerungswachstums und des Klimawandels immer stärker nachgefragt.

"Die Tatsache, dass sich 97,5 % des Wassers der Welt in unseren Ozeanen befinden und frei verfügbar sind, macht es zu einer offensichtlichen Lösung, das Meer und die Sonne zu nutzen, um den weltweit wachsenden Mangel an Wasser, Nahrungsmitteln und landwirtschaftlichen Flächen zu beheben. Die Einführung dieser Technologie könnte die Gesundheit und das Wohlergehen von Milliarden von Menschen weltweit verbessern.