The feasibility of desalination technologies to reduce water scarcity in Europe

Abstract

Water is an essential resource for life on Earth, and changes in its availability affect, for example, ecosystems, food production and human health. This thesis explores the potential role of desalination technologies in addressing increasing water scarcity in Europe under the pressure of climate change. The study combines a literature review, case study evaluation and quantitative analysis of future demand projections to assess how desalination can enhance long-term water security.

Case studies from Gran Canaria, Saudi Arabia and Israel are analysed to better understand best practices, major challenges and transferable lessons for Europe. Furthermore, Italy, Spain and the Netherlands are selected from European countries for detailed analysis based on their estimated desalination demands for 2050.

The current desalination capacity in Europe is around 4 billion m3 of desalinated water per year. The results of the thesis indicate that significant scaling of desalination capacity is needed, particularly in Italy and the Netherlands where the existing capacity is minimal. Spain, as a European leader in desalination, has a stronger starting point. The results also highlight that desalination is not only relevant for dry southern climates, but increasingly important for countries with more temperate conditions as well.

While desalination offers a feasible solution for the production of non-conventional water, its large-scale adoption requires substantial efforts in terms of energy efficiency, sustainable brine management and supportive governance frameworks. Regional differences require flexible, country-specific strategies, and cross-border co-operation in resource management will be important. Combining desalination with other water management practices, such as wastewater reuse, is also essential to create the most resilient water strategies.

Vesi on elämän edellytys maapallolla, ja muutokset sen saatavuudessa vaikuttavat esimerkiksi ekosysteemeihin, ruoantuotantoon sekä ihmisten terveyteen. Tämä työ tutkii suolanpoistoteknologioiden potentiaalista roolia vastaamaan kasvavaan veden niukkuuteen Euroopassa ilmastonmuutoksen takia. Tutkimus yhdistää kirjallisuuskatsauksen, tapaustutkimusten arvioinnin ja tulevaisuuden kysyntäennusteiden kvantitatiivisen analysoinnin arvioidakseen, kuinka suolanpoisto voi parantaa vesiturvallisuutta pitkällä aikavälillä.

Tapaustutkimuksia Gran Canarialta, Saudi Arabiasta ja Israelista analysoidaan, jotta saadaan ymmärrys parhaista käytännöistä, suurimmista haasteista ja Eurooppaan siirrettävistä opeista. Lisäksi Italia, Espanja ja Alankomaat on valittu Euroopan maista yksityiskohtaisempaan tarkasteluun niiden vuodelle 2050 arvioitujen suolanpoistokysyntöjen perusteella.

Euroopan nykyinen suolanpoistokapasiteetti vuodessa on noin 4 miljardia m3 suolatonta vettä. Työn tulokset osoittavat, että merkittävää suolanpoistokapasiteetin kasvua tarvitaan, erityisesti Italiassa ja Alankomaissa, joissa nykyinen kapasiteetti on minimaalinen. Espanjalla on vankempi lähtötilanne Euroopan johtavana suolanpoistomaana. Tulokset korostavat myös, että suolanpoisto ei ole merkityksellistä ainoastaan kuiville eteläisille ilmastoille, vaan yhä tärkeämpää myös maille, joissa olosuhteet ovat lauhemmat.

Vaikka suolanpoisto tarjoaa toimivan ratkaisun ei-tavanomaisen veden tuotantoon, sen laajamittainen käyttöönotto vaatii huomattavia ponnisteluja energiatehokkuuden, kestävän suolajätteen käsittelyn ja tukevien hallintotoimien osalta. Alueelliset erot edellyttävät joustavia, maakohtaisia strategioita, ja rajoja ylittävä yhteistyö resurssienhallinnassa on tärkeää. Suolanpoiston yhdistäminen muihin vedenhallinnan keinoihin, kuten jäteveden uudelleenkäyttöön, on myös välttämätöntä kestävimpien vesistrategioiden luomiseksi.