De kosten van ontzilting

1. Inleiding

In de jaren 1960 kwam ontzilting naar voren als een van de belangrijkste middelen om zout water te behandelen om het op aanvaardbare waterkwaliteitsnormen te brengen voor gebruik in verschillende delen van de wereld en industriële sectoren (Ghaffour, et al., 2012). De effecten van klimaatverandering, bevolkingsgroei en de opkomst van industrialisatie hebben een belangrijke rol gespeeld bij waterschaarste en hebben een aanzienlijke invloed gehad op de vraag naar water. Een groot aantal landen in Afrika, het Midden-Oosten en Azië kampt met ernstige zoetwaterstress en wordt geconfronteerd met een verwachte toename van de waterschaarste tot ver in 2025. Het is ook belangrijk op te merken dat bijna 40 procent van de wereldbevolking binnen 100 km van een oceaan of zee woont (Ghaffour, et al., 2012), waardoor ontzilting van zeewater een integraal onderdeel is van het antwoord van de wereld op waterschaarste.

Dit artikel geeft een overzicht van de kosten van ontzilting en de belangrijkste componenten van de bijbehorende kapitaalkosten (CAPEX) en exploitatie- en onderhoudskosten (OPEX). Er worden voorbeelden gegeven van de kosten van ontziltingsinstallaties ter illustratie van de te verwachten kostenverschillen en ter ondersteuning van de conceptuele planning en ontwikkeling van ontziltingsprojecten.

2. Ontzilting Marktaandeel en Trends

De meest voorkomende vormen van ontzilting kunnen worden onderverdeeld in twee soorten technologie:

1. Thermische ontzilting (met behulp van warmte-energie om destillaat te scheiden van water met een hoog zoutgehalte), voornamelijk vertegenwoordigd door Multiple Effect Distillation (MED) en Multi-Stage Flash distillatie (MSF). Mechanische Dampcompressie (MVC) wordt voornamelijk gebruikt voor het ontzouten van water met een hoog TDS-gehalte (> 45.000 mg/l) en/of industrieel afvalwater met het oog op hergebruik en niet noodzakelijkerwijs drinkbaar gebruik.
2. Reverse Osmosis (RO) membraanscheiding, die gebruik maakt van een membraanbarrière en pompenergie om zouten te scheiden van water met een hoog zoutgehalte (typisch < 45.000 mg/l).

Ontziltings technologieën zijn in staat om water te behandelen van een grote verscheidenheid aan bronnen, met inbegrip van, maar niet beperkt tot, brak grondwater, oppervlaktewater, zeewater, en huishoudelijk en industrieel afvalwater. Naarmate de ontziltingsmethoden zich ontwikkelden en verbeterden, daalden de kosten voor de bouw van ontziltingsinstallaties. Deze daling van de kosten is een van de belangrijkste factoren geweest voor de acceptatie, de groei en het succes van ontzilting. Sinds de jaren zestig zijn de kosten voor meertraps-flitsdistillatie (MSF) om water te ontzilten ongeveer met een factor 10 gedaald, met een geschatte eenheidsprijs van US$ 10,00/m3 in de jaren zestig tot minder dan US$ 1,00/m3 ($ 3,79 per 1000 gallon) in 2010. Momenteel, in 2017, zijn de kosten van MSF op sommige locaties tot 20 procent gedaald ten opzichte van 2010 als gevolg van technologische ontwikkeling en lagere energieprijzen. Op dezelfde manier hebben technologische verbeteringen in membraanontwerp en systeemintegratie de kosten voor het ontzilten van brak water in de afgelopen twee decennia met meer dan de helft verminderd (Ghaffour, et al., 2012). In 2012 schatte de Texas Water Development Board bijvoorbeeld dat de totale productiekosten voor het ontzilten van brak grondwater varieerden van $ 0,29 tot $ 0,66 per m3 capaciteit ($ 1,09 tot $ 2,49 per duizend gallon) (Arroyo, et al., 2012). Uit een studie van de Water Reuse Association in 2012 blijkt echter dat de kostentrends voor grote Seawater Reverse Osmosis (SWRO) projecten sinds 2005 lijken te zijn afgevlakt, maar sindsdien sterk variëren in de orde van $0,79 tot $2,38 per m3 ($3,00 tot $9,00 per duizend gallons) capaciteit (WRA, 2012). Deze grote variatie is te wijten aan vele kostenfactoren en variabelen, die in hoofdstuk 3 zullen worden besproken.

De onderstaande grafieken (Fig. 1 t/m 5) tonen de totale ontziltingscapaciteit en de groei per type, locatie en eindgebruikertoepassingen.

2.1 Totale capaciteit

De totale ontziltingscapaciteit bedroeg meer dan 64 miljoen m3/dag in 2010 en was bijna 98 miljoen m3/dag in 2015. Figuur 1 laat zien hoe de capaciteit in de 21e eeuw snel is gegroeid (Bron: GWI Desal Data & IDA).

Figuur 1 – Totale wereldwijde ontziltingscapaciteit (m3/d)

2.2 Groei en geïnstalleerde capaciteit per regio

De grootste productiecapaciteit per locatie bevindt zich in het Midden-Oosten, vanwege het gebrek aan zoetwaterbronnen en de overvloedige energiebronnen, zoals blijkt uit de figuren 2 en 3. De grootste ontziltingsgebruiker naar capaciteit is het Koninkrijk Saoedi-Arabië, gevolgd door de Verenigde Staten, de VAE, Australië, China, Koeweit, en Israël.

Figuur 2 – Ontziltingscapaciteit per land

De top 15 van ontziltingsmarkten voor een periode van negen jaar van 2007 – 2016 is weergegeven in figuur 3. De Verenigde Staten hebben de grootste toename in geïnstalleerde capaciteit laten zien sinds 2012.

Figuur 3 – Ontziltingsmarktaandeel 2007 – 2016

2.3 Geïnstalleerde capaciteit per technologie

Figuur 4 toont de geïnstalleerde capaciteit versus technologie. Het overheersende type ontziltings technologie dat vandaag de dag gebruikt wordt is Omgekeerde Osmose (RO). Het gebruik van RO is een afweging geweest tussen lage OPEX (gebruik van elektromechanische energie in plaats van de doorgaans duurdere thermische energie) versus hoge CAPEX (vanwege de kosten en de relatief korte levensduur van membranen, dus hoge vervangingskosten). In de loop der jaren zijn de membraanprijzen drastisch gedaald en is de levensduur van de membranen toegenomen als gevolg van een betere voorbehandeling van het voedingswater en een beter begrip van de werking van RO-systemen.

Figuur 4 – Totale wereldwijde capaciteit per ontziltingsoort

2.4 Geïnstalleerde capaciteit per toepassing en gebruik

Figuur 5 illustreert het marktaandeel van ontzilting per toepassing bij de eindgebruiker. Gemeentelijk gebruik voor ontzilting vertegenwoordigt het grootste deel van de totale geïnstalleerde capaciteit, gevolgd door industrieel, energie-, irrigatie- en toeristisch gebruik.

Figuur 5 – Wereldwijde capaciteit voor ontzilting per markttoepassing

De hierboven (hoofdstuk 2) genoemde factoren, zoals capaciteit, locatie, type en toepassing, hebben een aanzienlijke invloed op de kosten. Er zijn andere belangrijke locatiespecifieke factoren die rechtstreeks van invloed zijn op de ontziltingskosten, die in het volgende hoofdstuk worden besproken.

3. Grote invloed op de ontziltingskosten

Factoren die een rechtstreekse en grote invloed hebben op de ontziltingskosten omvatten, maar zijn niet beperkt tot, de ontziltings technologie, de kwaliteit van het ruwe water en het productwater, het type inlaat en uitlaat, de locatie van de fabriek of het project, het type energieterugwinning dat wordt gebruikt, de prijs van elektriciteit, de behoeften aan nabehandeling, opslag, distributie, lokale infrastructuurkosten, en milieuregelgeving.

3.1 Ontziltingstechnologie

Al bijna 95 procent van de geïnstalleerde ontziltingscapaciteit is tegenwoordig thermische (35 procent) of membraantechnologie (60 procent) (Ghaffour, et al, 2012). Elk type systeem verschilt aanzienlijk in voetafdruk, constructiematerialen, apparatuur, voorbehandelingseisen, stroom- en stoomvereisten, naast andere verschillen. De technologieselectie zal ook het type chemicaliën bepalen dat zal worden gebruikt voor voorbehandeling en nabehandeling, wat van invloed is op de operationele kosten.

3.2 Locatie

De locatie waar een ontziltingsinstallatie wordt gebouwd, kan een grote invloed hebben op de totale kosten van het project. Voor een SWRO-ontziltingsinstallatie (Sea Water Reverse Osmosis) bijvoorbeeld, moet de installatie zo dicht mogelijk bij de zeewaterinlaatbron worden geplaatst om hogere kosten voor inlaatpijpleidingen en complexe inlaatstructuren te vermijden. Een optimale situering van het project zal ook de geconcentreerde pekelafvoerleiding terug naar zee verminderen. De aankoopkosten van onroerend goed zijn echter een belangrijke factor die een grotere watertransmissie kunnen vereisen op plaatsen waar de grondkosten op relatief korte afstanden ordes van grootte kunnen verschillen. Vanuit bouwkundig oogpunt worden zorgvuldige overwegingen aanbevolen voor zaken als de plaatselijke bodemgesteldheid (wellicht zijn nieuwe grondaanvullingen of constructieve betonpalen nodig) en de nabijheid van een betrouwbare energiebron om de kosten van het transport van energie te beperken.

3.3 Kwaliteit van het ruwe water

De locatie-specifieke kwaliteit van het ruwe water kan van grote invloed zijn op het aantal en het type voorbehandelingsstappen dat vóór de ontziltingsstap zelf vereist is, en op de totale dimensionering van de ontziltingsinstallatie. Het totale gehalte aan opgeloste vaste stoffen (TDS) van het bronwater is rechtstreeks van invloed op de operationele kosten, aangezien de bedrijfsdruk (RO) en de temperatuur (thermisch) normaliter moeten toenemen naarmate het zoutgehalte van het ruwe water toeneemt. Een hoger zoutgehalte van het ruwe water kan ook de haalbare terugwinning van productwater per gallon ruw water voor zowel RO- als thermische systemen verminderen. In het geval van SWRO, in gebieden zoals kleine baaien, kloven of kanalen, kunnen zeewaterstromingen, en de resulterende natuurlijke menging van het grotere zeewaterlichaam (d.w.z. de oceaan) minimaal zijn. Deze gebieden kunnen hogere plaatselijke zoutgehalten, een hoger totaalgehalte aan zwevende deeltjes, grotere temperatuurschommelingen, en een hogere organische belasting en biologische activiteit vertonen dan het water in de open oceaan. Al deze factoren maken het ontwerp en de constructie complexer en kunnen daardoor de CAPEX en OPEX kosten aanzienlijk verhogen.

Daarnaast heeft de voedingswatertemperatuur een grote invloed op de operationele drukkosten van de RO, waarbij de voedingsdruk met 10 tot 15 procent toeneemt voor een daling van 10 ⁰F in de voedingswatertemperatuur onder 70 ⁰F (WRA, 2012).

Voor een RO systeem zal de vereiste kwaliteit van het productwater het aantal benodigde membraanpassages dicteren, wat van invloed is op de kosten.

3.4 Inlaat en uitlaat

Het gekozen type inlaat en uitlaat voor een ontziltingsinstallatie is een van de belangrijkste technische overwegingen voor een kostenefficiënt ontwerp en optimale werking van een installatie. Belangrijke factoren moeten worden geëvalueerd, zoals het meest geschikte type inlaat (ondergedompelde vs. open inlaat), de afstand van de inlaat ten opzichte van de fabriek, het type inlaatschermen, het type inlaatstructuur, het type inlaatpijpleiding (begraven vs. bovengronds), en milieuoverwegingen met betrekking tot het binnendringen en meesleuren van zeeleven. Elk van deze punten heeft een aanzienlijke invloed op de kosten. De kosten van het inlaatsysteem kunnen variëren van een lage $ 0,13MM per duizend m3/dag ($ 0,5MM per MGD) aan capaciteit voor een open inlaat tot $ 0,79MM per duizend m3/dag ($ 3,00MM per MGD) voor complexe tunnel- en offshore-inlaten (WRA, 2012).

Teneinde het potentiële belang van de kosten van de inlaat- en lozingsstructuur te illustreren, vereisen SWRO-installatie-lozingen die zich dicht bij mariene habitats bevinden die zeer gevoelig zijn voor verhoogd zoutgehalte, uitgebreide diffusorsystemen voor concentraatlozing, met kosten die kunnen oplopen tot meer dan 30 procent van de totale uitgaven voor ontziltingsprojecten. De ontziltingsinstallaties met de laagste waterproductiekosten hebben daarentegen concentraatlozingen die zich ofwel in kustgebieden met een zeer sterke natuurlijke menging bevinden, ofwel gecombineerd zijn met afvoerinstallaties van elektriciteitscentrales, waardoor een goede initiële menging en een betere afvoerpluimverspreiding mogelijk zijn. De kosten van de inlaat- en lozingsfaciliteiten voor deze installaties bedragen gewoonlijk minder dan 10 procent van de totale kosten van de ontziltingsinstallatie (WRA, 2012).

3.5 Voorbehandeling

De kosten van de voorbehandeling worden beïnvloed door het type en de complexiteit van het voorbehandelingssysteem. Het type voorbehandeling dat nodig is, hangt af van de kwaliteit van het ruwe water op de projectlocatie. Sommige bronnen van ongezuiverd zeewater of brak oppervlaktewater hebben een hoog gehalte aan organische stoffen en biologische activiteit en vereisen robuustere voorbehandelingstechnologieën, zoals DAF (Dissolved Air Flotation) en UF (Ultrafiltratie). Andere ruwwaterbronnen die gebruik maken van ondergedompelde inlaten of inlaten in putten kunnen minder voorbehandeling vereisen, zoals eenstaps mediafiltratie of MF (Microfiltratie).

Volgens een artikel van de Water Reuse Association getiteld “Seawater Desalination Costs,” voorbehandelingskosten zal typisch variëren van $ 0,13MM tot $ 0,40MM per duizend m3 / dag ($ 0,5MM tot $ 1,5MM per MGD). Aan de onderkant van dit bereik zijn conventionele eentraps mediafiltratiesystemen toereikend. De voorbehandelingskosten nemen toe naarmate meer voorbehandelingsstappen worden toegevoegd, zoals tweefasige mediafiltratie of mediafiltratie gevolgd door MF- of UF-systemen.

De voorbehandelingskosten zijn doorgaans hoger als de waterbron afvalwater is. Dit kan te wijten zijn aan vele factoren, zoals de noodzaak om hoge calcium en magnesium (hardheid) niveaus te verwijderen, de toevoeging van chlorering en dechlorering stappen om microben te vernietigen, of de noodzaak van het gebruik van UF om organische verbindingen met een hoog moleculair gewicht te verwijderen.

3.6 Energieterugwinning

RO-systemen gebruiken hogedrukpompen om de osmotische druk van het ruwe voedingswater te overwinnen. Sommige SWRO-installaties kunnen bijvoorbeeld tot 70 bar (1000 psig) voedingsdruk nodig hebben. De RO concentraat pekelstroom van dit proces bevat drukenergie die teruggewonnen kan worden om de totale energiebehoefte van het RO systeem te verminderen. Technologieën voor energieterugwinning verminderen de totale energie-input, waardoor de bedrijfskosten worden verlaagd.

3.7 Elektriciteit

Lokale energieprijzen, transmissieafstand, aansluitkosten, en mogelijk tarieven op de voorgestelde locatie van de ontziltingsinstallatie spelen een belangrijke rol bij het bepalen van de leveringsprijs voor aangesloten vermogen. Voor zeer grote thermische ontziltingsinstallaties kan het overwegen van co-locatie van de faciliteit met een elektriciteitscentrale veelbelovend zijn vanwege de inherente voordelen van een dergelijke combinatie.

3.8 Nabehandeling

De kwaliteit van het eindproduct water bepaalt het specifieke type nabehandeling dat nodig is. Nabehandelingsstappen brengen extra kosten met zich mee. De noodzaak van een tweede RO pass om zeer lage TDS niveaus te bereiken of de concentraties van specifieke ionen, zoals borium of chloride, tot acceptabele niveaus te reduceren kan een dure optie zijn. Een twee-pass RO-systeem zal typisch 15 procent tot 30 procent duurder zijn dan een single-pass RO-systeem (WRA, 2012).

Ook, stabilisatie van het product water vereist meestal een pH aanpassing en de toevoeging van bicarbonaat alkaliteit, die kan worden gedaan met behulp van een combinatie van kooldioxide, kalk en / of natriumhydroxide en, nogmaals, dit voegt extra kosten.

Voor ontziltingsinstallaties gelegen aan een kust in de nabijheid van de gemeenschappen die gebruik maken van het water, land is meestal geprijsd met een premie. De kosten van het plaatsen van een installatie dichter bij het gebruikspunt en een geschikte energiebron moeten worden afgewogen tegen de kosten in verband met extra rechten op inlaat- en uitlaatpijpleidingen, pijpleidingkosten, materiaaltransport, vergunningen, arbeid en onderhoud in verband met het verplaatsen van een installatie verder weg van de kust of het distributieservicegebied (WRA, 2012).

Nabehandelingskosten zijn meestal groter als de waterbron afvalwater is. Dit kan te wijten zijn aan vele factoren, zoals oxidatie na de behandeling om virussen te inactiveren en hogere kosten voor afvalpekel of verwijdering van vaste stoffen.

3.9 Plaatselijke infrastructuurkosten

Infrastructuurkosten omvatten posten zoals grondwerken, beton, staal, structuren, drainage, en bouwmaterialen. Afhankelijk van de locatie van de centrale kunnen de kosten voor elk van deze posten aanzienlijk variëren. Afgelegen fabriekslocaties die ver van industriesteden zijn gelegen, zullen doorgaans hogere bouwkosten moeten maken dan fabrieken die worden gebouwd in de buurt van betonproducerende faciliteiten en industriezones met een ruim aanbod van bouwmaterialen.

3.10 Milieuregelgeving

Elke geografische regio heeft zijn eigen set milieuregels en -voorschriften, en deze kunnen ook verschillen van staat tot staat binnen een en hetzelfde land. Zo zijn de vergunningskosten voor projecten in Californië bijna vier keer zo hoog als de typische vergunningskosten in Florida (WRA, 2012). Californië heeft strengere voorschriften en/of richtlijnen voor de productie van drinkwater dan Texas of Florida, wat extra kosten met zich meebrengt voor een ontziltingsproject. Langere milieubeoordelingsperiodes kunnen ook het projectschema verlengen, wat doorgaans ook resulteert in hogere projectkosten. Het aantal jaren dat nodig is om een project te ontwikkelen en te vergunnen in een staat als Californië, met zeer strenge regelgeving, kan aanzienlijk langer zijn dan de tijd die nodig is om de installatie te bouwen en op te starten. (WRA, 2012)

4.0 Kostencomponenten – CAPEX

CAPEX wordt onderverdeeld in de twee grote categorieën van directe en indirecte kosten. De directe kosten omvatten uitrusting, gebouwen en andere constructies, pijpleidingen en terreinontwikkeling, en liggen gewoonlijk tussen 50% en 85% van de totale CAPEX. De resterende indirecte kosten omvatten financieringsrente en -kosten, engineering, juridische en administratieve kosten, en onvoorziene kosten (Ghaffour, et al., 2012). De typische CAPEX-kosten en componenten voor de meeste ontziltingsinstallaties kunnen verder worden onderverdeeld in de volgende negen onderdelen: inlaat en transport van ruw water; voorbehandeling; ontziltingsbehandeling; nabehandeling; pompen en opslag van productwater; elektrisch en instrumentatiesysteem; fabrieksgebouwen, terrein en civiele werken en balans van de installatie; pekelafvoer en behandeling van vaste stoffen; en diverse engineering- en ontwikkelingskosten. Andere kosten, zoals financieringskosten en andere commerciële kosten, moeten ook in aanmerking worden genomen. Figuur 6 toont een voorbeeld van een CAPEX-kostenverdeling voor een SWRO-installatie.

Figuur 6 – Typische SWRO-ontziltingsinstallatie CAPEX uitsplitsing (Bron: Advisian)

CAPEX, in belangrijke mate, hangt af van schaal met grotere ontziltingsinstallaties kost minder per miljoen gallons geïnstalleerde capaciteit. Op basis van onderstaande figuur 7 zou de bouw van een middelgrote SWRO-installatie van 10 MGD ongeveer 80 miljoen dollar kosten en een grote installatie, zoals de 35 MGD Carlsbad SWRO-installatie bij San Diego, zou naar verwachting 250 miljoen dollar kosten. Opmerking: Als gevolg van milieu-, vergunnings- en bouwproblemen kostte die installatie uiteindelijk veel meer.

Figuur 7 – Eenheidsbouwkosten vs. capaciteit voor SWRO-centrales

5.0 Kostencomponenten – OPEX

De bedrijfskosten (OPEX) vallen over het algemeen uiteen in twee grote categorieën: vaste kosten (zoals arbeid, administratiekosten, kosten voor vervanging van apparatuur en membranen, en onroerendgoedvergoedingen/-belastingen, enz. (Arroyo, et al., 2012). De typische OPEX-kosten en componenten voor de meeste ontziltingsinstallaties kunnen verder worden onderverdeeld in negen onderdelen die het volgende omvatten: stroomverbruik, verbruiksgoederen, vast afval, chemicaliën, arbeid, onderhoud, garantie op apparatuur, balans van de & nutsvoorzieningen van de installatie, en andere vaste kosten (administratie, reserveonderdelen, onvoorziene kosten, enz.), zoals weergegeven in figuur 8.

Figuur 8 – Typische SWRO ontziltingsinstallatie OPEX uitsplitsing (Bron: Advisian)

6.0 Totale kosten om water te ontzilten

De levenscycluskosten, ook wel productiekosten per eenheid of geannualiseerde kosten genoemd, zijn de kosten van het produceren van duizend gallons of kubieke meter water door ontzilting en omvatten alle CAPEX (inclusief schuldendienst) en OPEX, en kunnen worden aangepast met een voorspelde of werkelijke werkingsfactor van de installatie. Vanwege alle betrokken variabelen kunnen deze kosten op jaarbasis zeer complex zijn, en de verschillen in productiekosten per eenheid tussen projecten zijn wellicht niet direct vergelijkbaar. In het beste geval zal het voorspellen van toekomstige kosten door gebruik te maken van informatie over installatiekosten uit het verleden slechts resulteren in ruwe schattingen.

Figuur 9 laat zien dat de geannualiseerde kosten voor verschillende soorten afgeronde RO projecten sterk uiteenlopen. De gemiddelde kosten, weergegeven door de best passende lijn in de getoonde gegevens, zijn ongeveer $0,70/m3 ($2,65 per duizend gallons) voor zeer grote installaties (325.000 m3/dag) en stijgen tot $1,25/m3 ($4,75 per duizend gallons) voor kleine installaties (10.000 m3/dag).

De kosten kunnen echter oplopen tot $3,20/m3 voor zeer kleine installaties (minder dan 4.000 m3/dag of 1 MGD) die kostbare site-specifieke inname, lozing, en transport eigenaardigheden hebben. Het verwijderen van de effecten van inname, lozing en transport vermindert en verkleint de geannualiseerde kosten range tot $0.53/m3 tot $1.58/m3 ($2.00 o $6.00 per duizend gallons) voor SWRO installaties en $0.11 tot $1.10/m3 ($0.40 tot $4.00 per duizend gallons) voor brakwater RO installaties (WRA, 2012).

Figuur 9 – Eenheidsproductiekosten RO-installatie vs. projectcapaciteit

De kosten om industrieel afvalwater te ontzouten voor hergebruik kunnen veel hoger zijn dan dit. WorleyParsons/Advisian heeft bijvoorbeeld een studie uitgevoerd om de CAPEX en OPEX te bepalen voor een ontziltingsinstallatie van 35.000 m3/dag in de Arabische Golf, die wordt gevoed met water uit olievelden en ketelvoedingswater produceert. Op basis van de in die studie gegenereerde budgettaire CAPEX- en OPEX-kosten waren de productiekosten per eenheid ongeveer vier keer zo hoog als op basis van figuur 9 zou worden voorspeld.

Figuur 10 hieronder toont een typische levenscycluskostenvergelijking van MSF, MED, en SWRO om één kubieke meter (264 gallons) water per dag te produceren. Zoals blijkt, vereisen MSF en MED, die thermische ontziltingstechnologieën zijn, naast elektrische energie ook stoom (thermische energie), wat de belangrijkste reden is waarom zij hogere totale levenscycluskosten voor water hebben in vergelijking met SWRO.

Figuur 10 – Eenheidsproductiekosten van water voor ontziltingstechnologieën

7.0 Voorbeelden van de kosten van ontziltingsinstallaties

Zoals in dit document is opgemerkt, zijn de kosten van het ontwikkelen, bouwen en exploiteren van een ontziltingsinstallatie afhankelijk van de locatie van de installatie, het type en de kwaliteit van het ruwe water, het type inlaat en uitlaat, de gebruikte ontziltings technologie en energieterugwinningssystemen, de kosten van elektrische energie, eventueel vereiste nabehandeling en opslag, distributiekosten, en milieuvoorschriften. Deze verschillen kunnen een grote installatie die in een bepaalde regio van de wereld wordt gebouwd duurder maken dan een kleinere installatie die in een andere regio van de wereld wordt gebouwd en resulteren in aanzienlijke verschillen in de OPEX. Dit wordt geïllustreerd door de projecten in

Tabel 1 voor drie SWRO-installaties op verschillende plaatsen in de wereld, zoals de VS, het Midden-Oosten en Australië.

Regio	Verenigde Staten	Arabische Golf	Australië
Projectnaam	Carlsbad Ontziltingsproject	Fujairah F1 Uitbreiding SWRO	Gold Coast Desalination Plant
Plaats	Carlsbad, CA, USA	Fujairah, UAE	Tugin, Australië
Bouwdatum fabriek	2014	2013	2009
Percapaciteit m3/d (MGD)	189,000 (50)	136,000 (30)	133,000 (35.1)
Plant herstel	45-50%	45-50%	45%
Zoutgehalte van het ruw water (ppm)	36,000	45,000	38,000
Productwaterkwaliteit (ppm)	200	500 (WHO-norm)	200
Inlaattype	Open inlaat, co-locatie	Open inlaat	Open inlaat, trommelzeven, inlaat/uitlaat tunnel
Pretreatment type	Dual media filtratie	Opgeloste gasfiltratie + filtratie	Dubbele media filtratie
Ontzoutingstechnologie	2 Pass SWRO	2 Pass SWRO	2 Pass SWRO
Energie recovery type	ERI	ERI	DWEER ERD
Post-behandeling	CO2 en kalk toevoeging, chlorering, fluoridatie	CO2 en kalk toevoeging, chlorering	CO2 en kalk toevoeging, chlorering, fluoridatie
Opslag en distributie	3.4 MG + 10 mijl transportleiding en pompen	NA	8 MG + 16 mijl pijpleiding + pompen
Brielozing	Direct naar zee met centrale	Direct naar zee	300 meter in zee, diffusors
Milieuvoorschriften	Zeer streng	Matig	Sterk
Specifieke energie (kwh/m3)	N/A	3.7 – 4.0	3.40
TIC kosten (US$)	$692.000.000 (529 MM + 163 MM conv. pijpleiding) + $213 MM financieringskosten ($904 MM totaal)	$200.000.000	$943.000.000 (745 MM fabriek + 198 MM tunnels)
Geschatte levensduur, jaar	20	20	20
Zeervoudige geannualiseerde CAPEX, US$/jaar	N/A	N/A	$47.150.000
OPEX (US$/jaar)	$53.100,000	$26.900.000*2	$32.000.000
Unit productiekosten, US$/m3-dag	$1.86 *1	< $0,60	$1,63

*1 Totale kosten per eenheid voor de eigenaar, inclusief betalingen, financieringskosten voor pijpleiding, diverse constructieverbeteringen, diverse O/M-kosten, administratiekosten. *2 Geschat

1. Noreddine Ghaffour, Thomas M. Missimer, Gary L. Amy. “Technisch overzicht en evaluatie van de economische aspecten van waterontzilting: Huidige en toekomstige uitdagingen voor een betere duurzaamheid van de watervoorziening.” Water Desalination and Reuse Center KAUST, oktober 2012.
2. Jorge Arroyo, Saqib Shirazi. “Cost of Brackish Groundwater Desalination in Texas,” September 2012.
3. Water Reuse Association. “Seawater Desalination Costs,” januari 2012.
4. Pankratz, Tom. Water Desalination Report, 2010.
5. Crisp, Gary. “Desalination in Australia” presentatie, mei 2010.
6. San Diego County Water Authority. “Overview of Key Terms for a Water Purchase Agreement between the San Diego County Water Authority and Poseidon Resources” presentatie, september 2012.
7. GWI Desal Data & IDA (Int. Desal. Association) voor Figuur 1, Figuur 3, Figuur 5, Figuur 10.
8. Xavier Bernat, Oriol Gibert, Roger Guiu & Joana Tobella, Carlos Campos. “De economische aspecten van ontzilting voor verschillende toepassingen.” Water Technology Center, Barcelona, Spanje.
9. Robert Huehmer, Juan Gomez, Jason Curl, Ken Moore. “Cost Modeling of Desalination Systems.” Desalination Global Technology Leader, CH2M HILL, USA.
10. Gleick H. Peter, Heather Coooley. “The World’s Water 2008-2009: The Biennial Report on Freshwater Resources,” Pacific Institute.
11. Global Water Intelligence. Volume 12, Issue 12, December 2011.