Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betrieb einer Umkehrosmoseanlage, nach der Gattung des Anspruchs 1 , und einer Umkehrosmoseanlage, nach der Gat- tung des Anspruchs 10.

Die Umwandlung von Salzwasser in gereinigtes (Trink-)Wasser, insbesondere mittels Umkehrosmose, gehört seit langem zum Stand der Technik. Trinkwasser stellt insbe- sondere in Regionen mit hoher Trockenheit und Ländern mit einer geringeren Kaufkraft der Bevölkerung eine Herausforderung dar, weswegen ein Bedarf nach günstigeren Produktionsverfahren besteht.

Die Umkehrosmose ist auch in Kombination mit Energieumwandlungsprozessen seit langem bekannt. So beschreiben die WO 2014/100674 A1 und WO 2020/068775 A1 Weilenkraftwerke, die eine Umkehrosmoseanlage antreiben. Ebenso sind Kombinati- onen mit nachgeschalteten Energieumwandlungsprozessen bekannt, wie die Verwen- dung von gereinigtem Wasser aus einer Umkehrosmose zur elektrolytischen Wasserspaltung. Die Druckschrift DE 10 2013 017 914 A1 beschreibt beispielsweise ein Verfahren zur Anbindung von Offshore-Windparks, bei dem, nach einer vorgela- gerten Entsalzung von Meerwasser mittels Umkehrosmose, durch Elektrolyse Was- serstoff aus Wasser gewonnen wird, der dann wiederrum zum besseren Transport gegebenenfalls in Methan umgewandelt wird. Nachteilig an diesen Verfahren sind die hohen Energiekosten für die Umkehrosmose, die Elektrolyse und den Transport. Ein vergleichbares Verfahren liegt auch grundsätzlich der Patentschrift DE 197 14 512 C2 zugrunde, die eine maritime Kraftwerksanlage offenbart. Gegen- über der DE 10 2013 017 914 A1 hat die maritime Kraftwerksanlage beispielsweise den Vorteil, dass sie sich für die Umkehrosmose den Tiefendruck im Meer zu Nutze macht. Nachteilig an dieser Anlage ist, dass immer noch ein hoher Energieaufwand notwendig ist, um die Anlage zu betreiben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein die Nachteile des Standes der Technik überwindendes Verfahren zum Betrieb einer Umkehrosmoseanlage und eine die Nachteile des Standes der Technik überwindende Urnkehrosmoseanlage bereitzu- stellen.

Die Erfindung und ihre Vorteile

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Umkehrosmoseanlage, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , und die erfindungsgemäße Umkehrosmoseanlage, mit den Merkmalen des Anspruchs 10, haben demgegenüber den Vorteil, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb einer Umkehrosmoseanlage, wobei eine Druckdifferenz an mindestens einer Umkehrosmosemembran der Umkehrosmosean- lage erzeugt wird, wobei die Druckdifferenz zumindest teilweise durch Ausnutzung na- türlicher geografischer Gegebenheiten erzeugt wird, dass weniger Druck zum Betrieb direkt erzeugt werden muss, wodurch der Betrieb der Umkehrosmoseanlage weniger energieintensiv wird. In diesem Zusammenhang handelt es sich bei geografischen Ge- gebenheiten insbesondere um Höhenprofile (Berge, Steilküsten, abfallende Küsten und dergleichen), Meeresströmungen, Tidenhub und vergleichbare Gegebenheiten. Denkbar wäre es, dass eine Kombination aus klassischen Pumpen (beispielsweise Strömungspumpen, Verdrängerpumpen) und einer natürlich gegebenen Druckerzeu- gung durch beispielsweise Tiefendruck eingesetzt wird.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Umkehrosmoseanlage als submarine Umkehrosmoseanlage ausgestaltet und wird dauerhaft oder zeitweilig in einem wässrigen Medium versenkt, wodurch ein Tiefen- druck um die submarine Umkehrosmoseanlage herrscht, wobei der Tiefendruck zu- mindest teilweise zur Erzeugung der Druckdifferenz an einer Umkehrosmosemembran der Umkehrosmoseanlage verwendet wird. Dies hat den Vorteil, dass bereits ein Teil oder auch der ganze Druck der für den Betrieb der Umkehrosmoseanlage erzeugt werden muss durch den Tiefendruck generiert wird. Der hohe Druck vor der Umkeh- rosmosemembran und der geringe Druck hinter der Umkehrosmosemembran, vor- zugsweise im Bereich des Atmosphärendrucks, stellen dann eine ausreichend hohe Druckdifferenz für den Betrieb der Umkehrosmoseanlage dar, wobei es ebenfalls denkbar wäre, dass zusätzlich eine oder mehrere Pumpen verwendet werden, um das Druckniveau vor der Umkehrosmosemembran zu erhöhen oder hinter der Umkeh- rosmosemembran weiter abzusenken und somit die Fördergeschwindigkeit bzw. die Menge an gereinigtem Wasser pro Zeiteinheit zu verbessern. Denkbar wäre es, dass weitere Vorfilter vor die Umkehrosmoseanlage geschaltet sind, sodass vorgereinigtes Wasser in diese eingeleitet wird, um so die Umkehrosmosemembran zu schonen. In diesem Zusammenhang wäre es ebenfalls denkbar, dass die Flussrichtung innerhalb der Umkehrosmoseanlage umgekehrt werden kann, sodass der Zulauf einer Umkeh- rosmoseanlage mit dem Ablauf für die angereicherte Sole getauscht werden kann, wodurch insbesondere Vorfilter und dergleichen freigespült werden können. Denkbar wäre es auch, dass die Umkehrosmosemembran in einem Sinkkörper verbaut ist, der von der Oberfläche eines Gewässers ins Wasser abgesenkt wird, wobei dieser mit Luft gefüllt ist, bei ausreichender Wassertiefe durch den herrschenden Tiefendruck Wasser durch die Umkehrosmosemembran ins Innere des Sinkkörpers fließt und dabei gerei- nigt wird und der Sinkkörper anschließend wieder an die Oberfläche heraufgeholt wird. Diesbezüglich ist es denkbar, dass der Tiefendruck mindestens genauso hoch ist wie der für die Funktion der Umkehrosmosemembran erforderliche Arbeitsdruck. Denkbar wäre es in diesem Zusammenhang, dass die Umkehrosmoseanlage auf einer Tiefe versenkt ist, bei der ein Tiefendruck (z.B. knapp 55 bar auf 550 m Tiefe) herrscht, der höher ist als der erforderliche Druck (z.B. 50 bar) für den Betrieb der Umkehrosmose- membran. Diesbezüglich denkbar wäre es, dass der Tiefendruck und/oder die ge- wählte Membran so aufeinander abgestimmt sind und damit eine dementsprechend ideale Druckdifferenz aufweisen, dass eine optimale Filtergeschwindigkeit der Umkeh- rosmosemembran erreicht wird. Ebenfalls denkbar wäre es, dass durch Pumpen oder dergleichen der Druck vor der Umkehrosmosemembran weiter erhöht wird. In diesem Sinne wäre es ebenfalls denkbar, dass die Pumpenkraft mechanisch und/oder durch Beinkraft aufgebracht wird (Fahrrad- oder Triebelpumpe). Im Gesamten ergäbe sich so ein Prozess aus Vorreinigung, insbesondere am Strand oder in beliebiger Meeres- tiefe, Zuleitung von vorgereinigtem Wasser zur Umkehrosmoseanlage durch einen Be- hälter und/oder ein Schlauch- und/oder Rohrleitungssystem, umwandeln des Salzwassers oder vorgereinigten Wassers in gereinigtes Wasser.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens, wird die Umkehrosmoseanlage mindestens teilweise an und/oder in einem Ge- wässer mit einem Tidenhub und/oder einer Strömung betrieben, wobei mindestens ein Schwimmkörper mit mindestens einem daran lösbar oder unlösbar befestigten Kolben dazu verwendet wird, einen Kolbendruck zu erzeugen, wobei dieser Kolbendruck zu- mindest teilweise zur Erzeugung der Druckdifferenz an einer Umkehrosmosemembran der Umkehrosmoseanlage verwendet wird. Dies hat den Vorteil, dass durch die Ände- rung des Gewässerpegels mindestens ein Stempel eines Kolbens hereingedrückt oder herausgezogen wird, um Kolbendruck zu erzeugen, der wiederrum den Druck vor der Osmosemembran erhöhen kann, was wiederum die Druckerzeugung beim Betrieb der Umkehrosmoseanlage vereinfacht und so auch einen einfachen Betrieb an Land oder in geringer Meerestiefe bei Kombination mit dem vorherrschenden Tiefendruck erlaubt. Denkbar wäre es, dass dabei ein Schwimmkörper mit einer großen Fläche und einem hohen Gewicht an einem Kolben bzw. dessen Stempel lösbar oder unlösbar befestigt wird und der Stempel durch das Gewicht des Schwimmkörper herabgedrückt wird, wenn der Gewässerpegel fällt und andernfalls herausgezogen wird, wenn der Gewäs- serpegel steigt. In diesem Sinne kann ein Gewässer ein natürlicher oder künstlicher Fluss, See oder ein Meer sein. Ebenfalls denkbar wäre es, dass Wasser aus einem Gewässer in ein künstliches oder natürliches Becken hineingedrückt wird, aufgrund der Pegeländerungen, und dadurch die natürliche Pegeländerungen, die beispiels- weise durch den Tidenhub entsteht, erhöht wird. Es wäre weiterhin denkbar, dass die Fläche des Schwimmkörpers (und damit des Stempelkopfes) größer ist als die Fläche des unteren Stempels des Kolbens und dadurch der durch das Gewicht des Schwimm- körpers erzeugte Druck auf den Kolben im Sinne einer Kolbenpumpe erhöht wird. Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens wird mittels der Umkehrosmoseanlage gefiltertes Wasser produziert und das ge- filterte Wasser zu einem Endverbraucher und/oder einer Verteilerstelle transportiert wird, wobei das gefilterte Wasser durch einen Druck und/oder durch mindestens einen Auftriebskörper transportiert wird. Dies hat den Vorteil, dass das gereinigte Wasser als Produkt der Umkehrosmose beim Verbraucher ankommen kann. Denkbar wäre es, dass der Druck hinter der Umkehrosmosemembran höher als der Atmosphärendruck ist und dazu verwendet werden kann das erzeugte gereinigte Wasser zu verteilen. Denkbar wäre es, dass im Falle einer submarinen Umkehrosmosemembran, das ge- reinigte Wasser durch ein Rohrsystem weitergeleitet wird oder in Behältern gesammelt wird, die mittels Auftriebskörpern an die Oberfläche steigen können. Ebenfalls denkbar wäre es, dass die Auftriebskörper in Form von Gasbehältern fix mit dem Behälter ver- bunden sind, in den zumindest teilweise das gereinigte Wasser eingeleitet wird, und diese dann beim Absenken des Behälters von der Meeresoberfläche wieder mit hinab genommen werden.

Nach einer diesbezüglich vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens wird mindestens ein Auftriebskörper mit mindestens einem Gas, vorzugsweise zumindest teilweise mit Wasserstoff oder Sauerstoff, gefüllt. Dies hat den Vorteil, dass Gase beim Aufsteigen expandieren und somit den Aufstiegsprozess beschleunigen können. Denkbar wäre es, dass mindestens ein Auftriebskörper wahlweise aus einem expandierbaren Material, welches beim Aufsteigen des Auftriebskörpers auf Grund des geringeren Außendrucks mit dem expandierenden Gas im Inneren sich dehnt, oder einem druckbeständigen Material, weiches die Expansion des Gases und damit den Auftrieb relativ limitiert, gefertigt ist. Ebenfalls denkbar wäre es, dass die Auftriebs- körper Gas herausströmen lassen können, um den Auftrieb zu verlangsamen und/oder zu begrenzen, da der ansteigende Auftrieb einer immer geringeren Wassersäule und damit Gewichtskraft gegenübersteht und die aus der Tiefe aufsteigenden Gasbehälter so ihren Aufstieg immer weiter beschleunigen. Diesbezüglich wäre es denkbar, dass während des Aufstiegs über einen Tiefenmesser die Tiefe in Relation zur Zeit bestimmt und daraus die Aufstiegsgeschwindigkeit berechnet wird und zur Geschwindigkeitsre- gulation beim Aufstieg aus mindestens einem Gasbehälter Gas abgelassen wird, was wiederum den Aufstieg verlangsamt. In diesem Sinne wäre es bevorzugt denkbar, dass Sauerstoff abgelassen wird.

Nach einer diesbezüglich vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens wurde mindestens ein Gas, vorzugsweise Wasserstoff und/oder Sauerstoff, über eine Elektrolyse erzeugt. Vorzugsweise wird die Elektrolyse am Ort der Umkeh- rosmose oder in relativer Nähe zu diesen durchgeführt, was den Vorteil hat, dass die Gase nicht über eine längere Strecke zu den Auftriebskörpern transportiert werden müssen. Denkbar wäre es aber auch, dass die Elektrolyse und die Umkehrosmose auf Unterschiedlichen Meerestiefen durchgeführt werden und die Auftriebskörper am Ort der Elektrolyse gefüllt werden und dann, beispielsweise bereits aufsteigend, zur Um- kehrosmoseanlage bewegt werden oder sich bewegen und dort einen Behälter mit gereinigtem Wasser abholen und weiter transportieren. Denkbar wäre es ferner, dass für die Elektrolyse das aus der Umkehrosmose gewonnene gereinigte Wasser verwen- det wird. Diesbezüglich denkbar wäre es folglich, dass ein Teil des gereinigten Was- sers in Wasserstoff und Sauerstoff umgewandelt wird und die Gase zur Beförderung eines weiteren Teils des gereinigten Wassers zur Meeresoberfläche verwendet werden. Abhängig von den Wirkungsgraden der verwendeten Elektrolyseure und der Um- kehrosmoseanlagen können die Menge, die umgewandelt und transportiert, werden angepasst werden. Denkbar wäre es auch, dass das gereinigte Wasser aus mindes- tens einer Umkehrosmoseanlage mit einem Behälter zwischen dieser Umkehrosmo- seanlage und mindestens einem Elektrolyseur transportiert wird.

Nach einer diesbezüglich vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens wird die Elektrolyse zumindest teilweise mittels elektrischer Energie betrieben, welche durch mindestens einen Energieumwandler, welcher mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt, wie beispielsweise ein Dynamo, ein Propeller oder dergleichen, erzeugt wurde, wodurch die Elektrolyse energieeffizient betrieben werden kann. Denkbar ist natürlich auch, dass eine Mischversorgung des Elektrolyseurs mit- tels von mindestens einem Energieumwandler produzierter elektrischer Energie und elektrischer Energie aus einer anderen Quelle, wie beispielsweise einem Osmose- oder Wellenkraftwerk oder einer regenerativen Quelle, wie Sonnenlicht oder Windkraft, für die Elektrolyse genutzt wird. Es wäre auch denkbar, dass die Aufstiegsgeschwin- digkeit durch Zuschalten von Energiewandlern, die mechanische in elektrische Ener- gie umwandeln (wie beispielsweise Dynamos oder Wasserpropeller), verringert wird. Denkbar wäre es weiterhin, dass entlang mindestens einer Führung mindestens ein Behälter, der mit vorgereinigtem Wasser und/oder Luft an der Meeresoberfläche gefüllt wurde, zu mindestens einer submarinen Umkehrosmoseanlage transportiert wird und/oder mindestens ein Behälter, der mit gereinigtem Wasser befällt wurde, zu min- destens einem Elektrolyseur zur Durchführung der Elektrolyse transportiert wird. Denk- bar wäre es ebenso, dass der Behälter zumindest teilweise durch sein Gewicht zur submarinen Umkehrosmoseanlage hinab absinkt. Denkbar wäre es auch, dass die Führung ein Seil, ein Rohr, ein Schlauch, ein Kabel oder dergleichen ist. Ferner denk- bar wäre es, dass mindestens eine Führung an einem Strand, einer im Meer schwim- menden Plattform oder mindestens einem Schiff befestigt ist. Diesbezüglich denkbar wäre es, dass die Führung vom Elektrolyseur wieder zur Meeresoberfläche zurück führt, wo sie entweder an einem Strand, einer im Meer schwimmenden Platform oder mindestens einem Schiff befestigt ist oder von einem Strand, einer im Meer schwim- menden Plattform oder mindestens einem Schiff zur Umkehrosmoseanlage führt. Wei- terhin denkbar wäre es, dass an mindestens einem Behälter mindestens ein Energiewandler angebracht ist, der relativ gesehen an der mindestens einen Führung entlanggleiten kann und die durch das Entlanggleiten an der mindestens einen Füh- rung erzeugte, mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. In diesem Sinne denkbar wäre es, dass der Energiewandler ein Dynamo oder ein anderer elektri- scher Generator ist, der Induktionseffekte ausnützt. In diesem Sinne wäre es weiterhin denkbar, dass mindestens eine Führung eine stromleitende Komponente beinhaltet, die durch mindestens einen Energiewandler erzeugte elektrische Energie an mindes- tens einen Elektrolyseur weiterleitet. Denkbar wäre es, dass die Energie aus einer Quelle, wie beispielsweise einem Osmose- oder Wellenkraftwerk oder einer regenera- tiven Quelle, wie Sonnenlicht oder Windkraft, stammt.

Nach einer diesbezüglich vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens der Energieumwandler von einer erhöhten Position mit hoher Lageenergie, vor- zugsweise durch eine Gewichtskraft, in eine Position mit geringerer Lageenergie bewegt wird, wobei er gleichzeitig elektrische Energie erzeugt, wodurch die natürlich gegebene Gewichtskraft zur Energieerzeugung herangezogen werden kann. In die- sem Kontext wäre es denkbar, dass beispielsweise auf einem Berg, Abhang oder der- gleichen ein Fortbewegungsmittel hangabwärts bewegt wird und Energieumwandler die Bewegungsenergie in Strom umwandeln. Dies könnten beispielsweise Dynamos sein, die an einer Fläche entlang bewegt werden, ebenso wie Propeller die den Luftzug in elektrische Energie umwandeln oder dergleichen. Ebenfalls denkbar wäre es, dass Gleise an einem Berg, Abhang oder dergleichen verlegt werden. In diesem Sinne wäre es ferner denkbar, dass die Gleise dort reversibel verlegt werden, wobei es insbeson- dere denkbar wäre, dass die Gleise bzw. Gleiselemente ausrollbar ausgeführt sind und in einfacher Art und Weise aus- und wieder aufgerollt werden können. Es wäre auch denkbar, dass das Fortbewegungsmittel von einer Position mit hoher Lageenergie, wie einer Bergspitze, Geröll, Sediment, Schnee, Eis, Wasser und/oder andere transpor- table Güter hangabwärts transportiert. In diesem Sinne könnte, eine Temperaturände- rung, beispielsweise von einer Bergspitze hin zum Tal, insbesondere eine Aggregatszustandsänderung bewirken, wobei bevorzugt dies ein Schmelzen von Schnee und/oder Eis wäre, welcher dann, nun als Wasser, wiederrum für eine Umkeh- rosmoseanlage als zu reinigendes Wasser verwendet werden kann, oder für die Was- serspaltung in einem Elektrolyseur eingesetzt werden könnte.

Nach einer diesbezüglich vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens wird die Gewichtskraft durch einen zusätzlichen Gewichtskörper erhöht und be- wegt sich der Energieumwandler schneller in eine Position mit geringerer Lageenergie. Denkbar wäre es, dass die Bewegung mindestens eines Behälters in Richtung des (Meeres-)bodens durch zusätzliche Gewichte und/oder einen Antrieb beschleunigt wird und/oder die Bewegung mindestens eines Behälters in Richtung der (Meeres- oberfläche durch einen Antrieb beschleunigt wird. Denkbar wäre es in diesem Sinne, dass der Antrieb von einem Motor, insbesondere ein Elektromotor und/oder Verbren- nungsmotor, angetrieben wird. Ebenfalls denkbar wäre es, dass zusätzliche Gewichte, wie Sandsäcke, bei der Bewegung in Richtung des (Meeres-)bodens verwendet wer- den, um ein schnelleres Absinken zu erreichen. Darüber hinaus wäre es auch denkbar, dass Druckluftflaschen mitgeführt werden, die zur Erzeugung eines zusätzlichen Auf- triebs in einen separaten Gasbehälter eingeleitet werden können. Die erfindungsgemäße Umkehrosmoseanlage, die dazu eingerichtet ist ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen, hat gegenüber dem Stand der Tech- nik den Vorteil, dass sie effizient arbeitet und der Energiebedarf reduziert ist

Denkbar wäre es weiterhin, dass über ein druckstabiles Schlauch- und/oder Rohrlei- tungssystem vorgereinigtes Wasser von der Meeresoberfläche zu mindestens einer Umkehrosmoseanlage transportiert und/oder gereinigtes Wasser von mindestens ei- ner Umkehrosmoseanlage zu mindestens einem Elektrolyseur transportiert. Denkbar wäre es auch, dass Wasserstoff und/oder Sauerstoff über ein Schlauch- und/oder Rohrleitungssystem in Richtung der Meeresoberfläche transportiert werden. Eine bei- spielhafte Vorrichtung könnte aus mindestens einer Umkehrosmoseanlage und min- destens einem Elektrolyseur bestehen und mindestens eine Umkehrosmoseanlage und mindestens ein Elektrolyseur wären so direkt oder indirekt miteinander verbunden, dass ein Teil des gereinigten Wassers, welches von mindestens einer Umkehrosmo- seanlage aus Salzwasser und/oder vorgereinigtem Wasser produziert wird, in mindes- tens einen Elektrolyseur transportiert werden kann, welcher daraus Wasserstoff und Sauerstoff produziert, und an mindestens einem Elektrolyseur reversibel Gasbehälter angeschlossen sind, die so mit diesem verbunden sind, dass der produzierte Wasser- stoff und der produzierte Sauerstoff separat in die Gasbehälter geleitet werden können oder der produzierte Wasserstoff oder der produzierte Sauerstoff in einen Gasbehälter geleitet werden kann, wodurch die Gase gesammelt werden können, um diese dann für den Transport des Behälters zu nutzen. Denkbar wäre es, dass die Gasbehälter fest mit dem Behälter, der mit vorgereinigtem Wasser oder Salzwasser gefüllt werden kann, fest verbunden ist. Ferner denkbar wäre es, dass mindestens eine Umkeh- rosmoseanlage und mindestens ein Elektrolyseur über eine Führung und/oder ein druckfestes Schlauch- und/oder Rohrleitungssystem miteinander verbunden sind.

Denkbar wäre es, dass die erzeugten Produkte, insbesondere Wasserstoff und Sau- erstoff, zur Energiegewinnung an Land verwendet werden. Denkbar wäre es auch, dass das gereinigte Wasser als Trinkwasser eingesetzt wird.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen entnehmbar. Zeichnungen

Bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gegenstands sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb einer Ilmkehrosmoseanlage auf zwei Meerestiefen,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einer Meerestiefe und

Fig. 3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf zwei Meerestiefen mit Schlauch- und/oder Rohrleitungssystem

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb einer Umkehrosmoseanlage auf zwei Meerestiefen. Am Strand 1 wird zunächst in einer Vorreinigungsstation 2 Meerwasser bzw. Salzwasser vorgereinigt und somit vorgereinigtes Wasser gewonnen, welches von Schwebstoffen befreit ist und bereits einen geringeren Salzgehalt aufweist als das ursprüngliche Salzwasser. Dieses vor- gereinigte Wasser wird in einen druckfesten Behälter 3 eingefüllt. Der Behälter 3 sinkt im Anschluss von der Meeresoberfläche 4 ins Meer 5 hinab zu einer Umkehrosmose- anlage 6, an welcher er ankoppelt. Beim Herabgleiten wird der Behälter 3 entlang einer Führung 7 geführt, an der er über Befestigungsmittel 8 angebracht ist. Die Befesti- gungsmittel 8 erlauben es dem Behälter 3 an der Führung 7 entlangzugleiten. Dabei kommen Energiewandler 9, hier Dynamos, mit der Führung 7 in Kontakt und erzeugen aus der kinetischen Bewegungsenergie elektrische Energie, die über die Führung 7, die eine stromleitende Komponente in Form eines eingebauten Kabels aufweist, an die Umkehrosmoseanlage 6 und weiter an einen Elektrolyseur 10 geleitet wird. Das vorgereinigte Wasser kann durch den Tiefendruck im Behälter 3, der beispielsweise eine arretierbare Druckplatte aufweist, die nach Ausdrücken des vorgereinigten Was- sers wieder zurückgeführt werden kann, aus dem Behälter in die Umkehrosmosean- lage gedrückt werden, wobei es gleichzeitig komprimiert, auf beispielsweise knapp 50 bar bei einer Meerestiefe von -500 m, wird. Denkbar wäre auch, dass durch Pumpen oder mechanisch, das zu reinigende Wasser herausgedrückt wird. In der Umkeh- rosmoseanlage 6 wird das vorgereinigte Wasser anschließend durch die Filtermemb- ran gedrückt, hinter der ein Druck von ungefähr 1 bar anliegt. Die aufkonzentrierte Sole wird ins Meer 5 ausgespült und das gereinigte Wasser zurück in den Behälter 3 und/oder einen weiteren vergleichbaren Behälter gefüllt. Durch ein Rückschlagventil am Ausgang für die aufkonzentrierte Sole kann verhindert werden, dass das einströ- mende zu reinigende Wasser gegen den Tiefendruck arbeiten muss. Während des Filtervorgangs strömt die aufkonzentrierte Sole und das gereinigte Wasser aus der Umkehrosmoseanlage 6 aus, sodass der Druck in dieser abnimmt und durch nach- strömendes zu reinigendes Wasser wieder aufgebaut wird. Der mit gereinigtem Was- ser gefüllte Behälter 3 sinkt, wiederrum an einer Führung 11 , hinab zum Elektrolyseur 10. An diesem dockt der Behälter 3 an und leitet einen Teil des gereinigten Wassers in den Elektrolyseur 10, in welchem aus dem gereinigten Wasser die Gase Sauerstoff und Wasserstoff gewonnen werden. Grundsätzlich denkbar wäre es auch, dass der Elektrolyseur 10 mit Salzwasser betrieben wird. Die Gase Sauerstoff und Wasserstoff werden in separaten Gasbehältern 12 aufgefangen. Diese dehnen sich aus und erzeu- gen einen zusätzlichen Auftrieb, der es erlaubt, den Behälter 3 wieder zur Meeresober- fläche 4 hinauf zu bewegen. An einem Entnahmepunkt 13 werden sowohl das gereinigte Wasser aus dem Behälter 3, als auch die Gase Wasserstoff und Sauerstoff aus den Gasbehältern 12 entnommen. Grundsätzlich denkbar wäre es natürlich auch, dass die Vorreinigung entfällt und der Behälter 3 mit Luft gefüllt zur Umkehrosmose- anlage 6 herabsinkt und Meerwasser für die Umkehrosmose verwendet wird. Denkbar wäre es auch, dass unterschiedliche Behältnisse 3 für die unterschiedlichen Trans- portschritte verwendet werden. Denkbar wäre es, dass an dem Behälter 3 ein zweiter Behälter angebracht ist, der Luft, die im Behälter 3 vorlag und durch das Befüllen mit gereinigtem Wasser herausge- drückt wird, aufnimmt Diesbezüglich denkbar wäre es, dass der Behälter ein dehnba- rer Gasbehälter ist, der ebenfalls beim Aufstieg Auftrieb erzeugt,

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einer Meerestiefe bei dem der Elektrolyseur 10 direkt an die Umkehrosmoseanlage 6 angeschlossen ist.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf zwei Meerestiefen mit Schlauch- und/oder Rohrleitungssystem als alternative Ausfüh- rungsform. Demnach wäre es denkbar, dass ein Schlauch- und/oder Rohrleitungssys- tem 14 vorgereinigtes Wasser vom Strand 1 zur Umkehrosmose 6 transportiert, wobei das vorgereinigte Wasser durch den Tiefendruck komprimiert werden könnte, sodass dieses mit dem erforderlichen Druck zum Betrieb der Umkehrosmoseanlage 6, bei- spielsweise 50 bar, dort ankommt. Der Behälter 3 würde in diesem Fall mit Luft gefüllt zur Umkehrosmoseanlage 6 absinken und dort mit gereinigtem Wasser befüllt werden.

Diesbezüglich wäre es denkbar, dass ein Teil des gereinigten Wassers über ein Schlauch- und/oder Rohrleitungssystem 14 an die Meeresoberfläche 4 zurück trans- portiert wird.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein schweres, bis ca. 55 bar Druck-verfor- mungsstabiles Behältnis 3 (kostengünstiger als Kugel), z.B. Stahltonnenkörper, - selbst oberflächenluftgefüllt - auf eine Osmosemembran-Leistungstiefe von über -550 m abgesenkt (der Druck gesäuberten Meerwassers hier betrage ca. 55 bar) bzw. sinkt auf diese Tiefe ab und koppelt an die Umkehrosmoseanlage 6 an. Hier füllt sich sein Luftinnenvolumen mit durch die Osmosemembran gereinigten Wasser. Dieses Behält- nis 3 sinkt danach an der fast senkrecht nach unten weiterverlaufenden Führung 11 entlang weiter bis zum tiefst möglichen Grund (geeignete Standortwahl). Dabei wird die Schwerkraft zu möglichst viel Produktion von elektrischem Strom durch Energie- wandler 9 genutzt. Der elektrische Strom wird zur Produktion von Wasserstoff und Sauerstoff gen utzt, die je in getrennten Gasbehältern 12 (elastischen, bis zu vorgebau- ter Maximalgröße) eingeleitet werden.

Die Energiewandler 9, hier Dynamos, nutzen somit bei Ab- und Aufstieg die Schwer- kraft bzw. den Auftrieb zu bewegungsbedingter elektrischer Stromproduktion. An- schließend erfolgt eine Elektrolyse, um dem Stromerzeugungsgrund der Anlagenkonzeption weiter Genüge zu tun.

Die beiden am Grund mittels Elektrolyse produzierten Gase Wasserstoff und Sauer- stoff ziehen dann - in separate Gasbehälter 12 gefüllt - das mit gereinigtem Wasser gefüllte Behältnis 3 zur Entleerung an den Strand bzw. an ein Schiff bzw. an eine Platt- form hoch.

Zur Rundlauf-Produktion kann eine Führung 3 bestehend aus zwei krümmbaren In- nenröhren zur Gas- und/oder Wassertransformation am Strand 1 oder von hier mit einem Boot oder zwischen Booten in U-Form mit (von der Modulspezifikation abhän- genden) Tiefe mit ihrer Spitze auf z.B. - 550 m gehängt sein.

Am Strand 1 bzw. auf einem Schiff bzw, auf einer Plattform erfolgt zugangsbedingt zunächst eine Vorreinigung des zu entsalzenden Salzwassers. Nach der Vorreinigung wird das vorgereinigte Wasser durch mindestens eine Leitung zur Umkehrosmosean- lage 6 geleitet.

Die Gasbehälter 12 bestehen beispielsweise aus einem flexiblen durch Metall(fo- lien)form begrenzbaren (überdruckspeicherndes, „wasserausdrückendes") Volumen. Dieses vergrößert sich bei Gasfüllung aufstiegsbedingt ja gemäß des Außendruckes im Verhältnis zum Innendruck.

Da der Behälter 3 schon mit Luftfüllung dichter, also schwerer als das umgebende Meerwasser ist, sinkt er mit gereinigtem Wasser gefüllt weiter verdichtet und be- schwertweiter ab. Hierbei können wieder Dynamos bzw. Energiewandler 9 zugeschal- tet werden, die die Sinkkraft/Bewegung des Körpers nutzen, um daraus elektrischen Strom zu produzieren. Weiterhin denkbar wäre es, dass die Umkehrosmoseanlage derart ausgestaltet ist, dass der Einlass für zu reinigendes Wasser mit dem Auslass für die konzentrierte Sole getauscht werden kann, wodurch es möglich ist durch einen Wechsel der Flussrich- tung die Umkehrosmosemembran und gegebenenfalls vorhandenen Vorfilter frei zu spülen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Behälter auf eine Meerestiefe abge- senkt, die ausreichenden Tiefendruck erzeugt, um Wasser, insbesondere vorgereinig- tes Wasser, durch eine Umkehrosmosemembran zu drücken, hinter der vorzugsweise ein Normaldruck von ungefähr 1 bar, herrscht. Die Umkehrosmosemembran ist in den Behälter eingebaut und beginnt auf der entsprechenden Tiefe automatisch mit der Fil- terung des Wassers, wodurch der Raum hinter der Membran sukzessive mit gereinig- tem Wasser gefüllt wird, was dazu führt, dass der Druck hinter der Membran ansteigt und folglich, die Produktion von gereinigtem Wasser mit der Zeit zum Erliegen kommt. Der Behälter kann anschließend wieder an die Meeresoberfläche befördert werden, wobei dazu beispielsweise Gasbehälter verwendet werden, durch deren Auftrieb der Behälter zur Meeresoberfläche bewegt wird. Die Gasbehälter können beispielsweise durch in der Tiefe oder an Land produzierte Gase gefüllt sein, beispielsweise Wasser- stoff und Sauerstoff, welche über eine Wasserspaltungsreaktion in einem Elektrolyseur produziert wurden, insbesondere aus einem Teil des hergestellten gereinigten Was- sers.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird zunächst ein Fortbewegungsmitel auf einer Position mit hoher Lageenergie, wie beispielsweise einem Berg, befällt, mit beispiels- weise Geröll, Schnee und/oder Eis. Das Fortbewegungsmittel ist bevorzugt in einer Leichtbauweise gefertigt, aus beispielsweise Kunststoff, Aluminium oder dergleichen, und läuft vorzugsweise auf Schienen. Diese sind hangabwärts verlegt, wobei es sich insbesondere um reversibel verlegbare Schienen handelt, die beispielsweise ausge- rollt und später wieder eingerollt werden können. Das Fortbewegungsmittel kann dann hangabwärts Rollen und seine Ladung ins Tal befördern, wobei mitgeführtes Eis und mitgeführter Schnee schmelzen. Am Fortbewegungsmitel angebrachte Energieum- wandler produzieren während des Bewegungsvorgangs Strom, der gespeichert oder zur Elektrolyse des sich bildenden Wassers verwendet werden kann. Die aus der Elektrolyse entstehenden Gase, vorzugsweise Sauerstoff und Wasserstoff, lassen sich in Gasbehältern auffangen und könnten dazu verwendet werden, das Fortbewegungs- mittel zu bremsen und gegebenenfalls einfacher zurück zu seinem Ausgangspunkt zu transportieren. Das Fortbewegungsmittel kann weiterhin in ein Gewässer bewegt wer- den und dort hinabsinken und sofern es sich dabei um einen Behälter handelt mit den Verfahren zum Betrieb einer Umkehrosmoseanlage aus den vorab beschriebenen Ausführungsbeispielen gekoppelt werden. Jeder separate Verfahrensschritt ist selbst- verständlich frei mit den anderen Schritten kombinierbar.

Alle hier dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombi- nation miteinander erfindungswesentlich sein.

Bezugszahlenliste

1 Strand

2 Vorreinigungsstation

3 Behälter

4 Meeresoberfläche

5 Meer

6 Umkehrosmoseanlage

7 Führung

8 Befestigungsmittel

9 Energiewandler

10 Elektrolyseur

11 Führung

12 Gasbehälter

13 Entnahmepunkt

14 Schlauch- und/oder Rohrleitungssystem