De weg naar toekomstbestendig drinkwater

Water uit de kraan drinken is vanzelfsprekend. Nog wel. Drinkwaterbedrijf Oasen ziet de bedreigingen en maakt van een kans voortvarend een succes. Maar is dat genoeg in deze tijden van transitie? De ingevulde value case geeft de antwoorden. 

Drinkwaterbedrijven beseffen als geen ander dat hun kernactiviteit onder stevige druk staat. Het leveren van voldoende, onberispelijk én betaalbaar drinkwater wordt steeds minder vanzelfsprekend. Het drinkwaterverbruik neemt zelfs sinds enkele jaren weer licht toe, terwijl er geleidelijk aan steeds minder grond- en oppervlaktewater beschikbaar komt. Doen de drinkwaterbedrijven niets, dan zal er rond 2030 een tekort aan drinkwater ontstaan. Een noodkreet die moeilijk te bevatten is omdat juist water uit de kraan zo vanzelfsprekend is.

De oorzaken van een drinkwatertekort hebben lang niet altijd met klimaatveranderingen te maken. Het wordt weliswaar droger en warmer, maar het ruwwater – de bronnen voor het drinkwater – wordt viezer. Het schaarser wordende water wordt steeds vaker gewonnen in brakke (lees: zoute) bronnen. Je mag ‘rustig’ stellen dat meerdere systemen een onomkeerbare drempel aan het overschrijden zijn.

Je kunt op een heleboel manieren iets doen aan de afnemende drinkwaterkwaliteit en de schaarste.
Het antwoord uit de recirculatie- of R-ladder is duidelijk, namelijk Reduce: verminder als eerste de consumptie en de productie en maak het gebruik slimmer. In eerste instantie denk je aan korter douchen, maar besef ook dat de industrie- en landbouwsector samen een factor 5 meer verbruiken dan de consument. 

Het lef van Oasen
In dit artikel focus ik me op een technische verbetering, een specifieke maatregel die drinkwaterbedrijf Oasen op grote schaal aan het invoeren is. Hun uitdaging is om schoner water te maken dan ooit, zonder medicijnresten of pfas. Met ruwwater dat bovendien slechter van kwaliteit én zilter is. Op een manier die minstens vijftig jaar (drie generaties!) is toe te passen. Een manier ook die energie- en (zoveel mogelijk) klimaatneutraal te realiseren is. En last but not least: dit onberispelijke drinkwater moet betaalbaar blijven. Wie van de lezers weet overigens wat hij/zij/hen voor een kuub drinkwater betaalt?

Voor Oasen is de huidige manier om van ruwwater drinkwater te maken niet bepaald duurzaam. Zo gaat het ruwwater eerst door koolstoffilters. Deze hebben een fossiele bron. Een volgende stap is het water ontharden. Te hard water kan de metalen leidingen oplossen. Ontharden vergt veel chemicaliën, zoals natronloog, kalkmelk en zwavelzuur. Je zou kunnen zeggen dat dit een noodzakelijk kwaad is om jaarlijks zo’n 1300 miljard liter drinkwater in Nederland te kunnen produceren. In aantallen gaat het om zo’n 80 miljoen kilo aan chemicaliën en hulpstoffen, zo’n 2000 tankwagens.

De klassieke of conventionele drinkwaterproductie is bovendien storingsgevoelig, wat vaak wordt veroorzaakt door de vrijkomende korrels of pellets waardoor installaties vastlopen. Die korrels kunnen overigens worden hergebruikt in de cement- en ijzerindustrie. De benodigde energie voor het hele pomp- en drinkwaterproces wordt door Oasen al sinds jaar en dag groen ingekocht, sinds 2021 mede via certificaten die duurzame energieproductie uit Nederland garanderen. Het verbruik komt neer op het equivalent van 10.000 huishoudens en is zo’n 50% van de CO2-footprint van Oasen.

Slim rietjes inzetten
De uitdaging van Oasen om voldoende onberispelijk drinkwater te leveren kan niet zonder lef en uithoudingsvermogen. Al in 2012 werd geïnnoveerd met de techniek die inmiddels bekend staat als One Step Reverse Osmosis (OSRO). De initiator was de algemeen directeur van Oasen, Walter van der Meer. Van der Meer is eveneens parttime hoogleraar aan de universiteit van Twente als Membrane Technology and Engineering for Water Treatment en daarvoor in Delft als hoogleraar Innovatieve Waterzuiveringsprocessen.

Centraal in de nieuwe techniek staat membraamtechnologie. In J&J-taal komt het er op neer dat het ruwwater onder grote druk door een serie rietjes wordt geperst, waardoor alle vuilresten én mineralen achter blijven. Het resultaat van deze zogeheten reverse osmosis is gedemineraliseerd water oftewel puur water zonder mineralen. Om te komen tot drinkwater moeten er dan nog mineralen zoals calcium en magnesium worden toegevoegd: de remineralisatie. De eerder verwijderde mineralen kunnen gedeeltelijk worden ingezet voor deze tweede stap.

Via steeds groter wordende pilots was het in 2018 eindelijk zo ver: de zuiveringsstations in Nieuw-Lekkerland (ZH) en Kamerik (U) gingen worden omgebouwd tot volledige OSRO-stations. De pilots begonnen in een laboratorium en liepen op naar een kleinschalige en gedeeltelijke praktijktoepassing. Oasen liet onder meer een Chinese promovendus onderzoek doen naar het remineralisatieproces. Tien jaar experimenteren en oefenen leidde onder meer tot een octrooi op het OSRO-concept voor Oasen. Het concept wordt in China sinds 2018 ook op vooralsnog kleine schaal toegepast.

Met de bouw van de twee zuiveringsstations moest het OSRO-concept uitgroeien van een prototype naar een ‘proven technology’. Dat ging niet zonder slag of stoot. De in 2022 opgeleverde zuiveringsstations waren er niet gekomen zonder de inzet van een multidisciplinaire club van tientallen bevlogen en ervaren ingenieurs.
Een uitgebreide business case voor het station in Kamerik leidde tot onderstaande tabel:

Value case
De bouw en de productie zijn licht hoger dan die voor een conventioneel drinkwaterstation. Daar staan voordelen tegenover die meer dan ruimschoots dit kostenplaatje compenseren, zodat Oasen ‘met volle overtuiging doorgaat’ met deze techniek’. De CO2-reductie is onder de streep 70%. Een bijzondere prestatie, in het besef dat het elektriciteitsverbruik is verdubbeld. Dit komt vanwege onder meer de grote druk waarmee het ruwwater telkens weer door de membranen wordt geperst.
Een tweede nadeel is dat OSRO leidt tot 40% meer productieverlies oftewel ondrinkbaar restwater. Hiervoor heeft Oasen de hulp ingeroepen van drie waterschappen. Ze zijn bereid dit restwater te laten lozen op de rioolwaterzuivering, waar het adequaat wordt gezuiverd en terecht komt in het oppervlaktewater. Qua maatschappelijke kosten en baten was dit de beste oplossing.

Al met al leidt deze OSRO-missie tot onberispelijk drinkwater. Voor nog steeds een betaalbare prijs, als je het Oasen-tarief vergelijkt met het hoogste drinkwatertarief (PWN). Het laat onverlet dat Wij Nederlands Wijs met Water moeten blijven omgaan. Het wordt hoe dan ook schaarser en zilter. De volgende innovatie zou eerder ‘sociaal’ dan ‘technisch’ van aard kunnen zijn: zijn we bijvoorbeeld bereid om gezuiverd rioolwater te drinken? En wat als we per woning voor een gesloten waterhuishouding moeten zorgen? Uitdagingen die we misschien binnen deze generatie nog op grote schaal voor elkaar moeten krijgen.

Feestelijke gebeurtenis op locatie tijdens een van de mijlpalen.
Rechts algemeen directeur Walter van der Meer

Voor de liefhebbers van de slimme business case vind je onderaan deze pagina nog de ingevulde value case van deze OSRO-missie. Gebaseerd op openbare bronnen, met hier en daar een subjectieve invulling. Zo’n value case leidt vooral tot een bredere blik. Een blik die besluitvormers onderbouwd en in gewone mensentaal kunnen helpen met complexe problemen. Een blik die uitnodigt tot lef nemen, zoals bij Oasen.
Vooralsnog met aantoonbaar succes. Toch?

René Pennings
Juni 2023

Geraadpleegde literatuur (o.a.):

• https://www.platform-investico.nl/artikel/onze-watervoorziening-dreigt-vast-te-lopen/
• https://www.waterforum.net/oasen-bouwt-twee-nieuwe-zuiveringsstations-met-membraanfilters/
• ‘Oasen op weg naar One Step Reverse Osmosis,’ Waterforum, februari 2018
• ‘Duurzame drinkwaterzuivering met membraanfiltratie,’ H2O-Online / 13 januari 2022
• ‘Continu betrouwbaar drinkwater leveren. Hoe doen we dat?’, VEWIN, oktober 2019
• https://www.oasen.nl/projecten/toekomstbestendig-zuiveringsstation-nieuw-lekkerland
• https://www.h2owaternetwerk.nl/h2o-techniek/sweco-en-oasen-over-nieuwe-zuiveringstechniek-one-step-reverse-osmosis
• ‘Waterschap en drinkwaterbedrijf zorgen voor extra schoon drinkwater,’ 17 september 2021, gezamenlijk persbericht HDSR en Oasen
• https://www.oasen.nl/nieuws/oasen-stapt-over-op-nederlandse-duurzame-energie
• https://www.waterforum.net/china-bouwt-proefinstallatie-op-basis-oasen-technologie/
• https://www.sweco.nl/actueel/verhalen/ode-aan-het-vakmanschap/
• https://www.hetkontakt.nl/alblasserwaard/190251/nieuwe-techniek-oasen-in-lekkerland-
• https://www.oasen.nl/nieuws/audits-bij-leveranciers-overgenomen-drinkwatersector
• https://www.carbonmanager.nl/interviews/oasen-wil-klimaatneutraal-worden-in-2030/
• https://www.oasen.nl/nieuws/onderzoek-naar-oevergrondwaterwinning-china-dankzij-internationale-samenwerking
• ‘Levenscyclusanalyse van een nieuw drinkwaterproductieproces,’ H20-online, 21 september 2015
• ‘Eitje van Columbus gevonden, H20 vakblad, september 2017
• Jaarverslagen Oasen 2021 en 2022