Kosten‑effectieve strategieën kunnen de water‑ en energiebehoefte bij afvalwaterzuivering in China tegen 2035 verminderen

Waarom dit belangrijk is voor water en stroom

Moderne steden zijn afhankelijk van omvangrijke zuiveringsinstallaties om afvalwater te reinigen voordat het terugkeert naar rivieren, meren en kusten. Toch verbruikt deze essentiële dienst stilletjes grote hoeveelheden water en elektriciteit. In een land zo groot en snelgroeiend als China kunnen zelfs kleine verbeteringen in ontwerp en beheer van installaties leiden tot enorme besparingen. Deze studie stelt een eenvoudige maar urgente vraag: kan China meer afvalwater zuiveren, strengere vervuilingsnormen halen en tegelijk het gebruikte water en de energie verminderen — zonder de bank te breken?

Water en stroom van begin tot eind volgen

De onderzoekers verzamelden gedetailleerde informatie van 90 echte zuiveringsprojecten en meer dan 10.000 stedelijke afvalwaterzuiveringsinstallaties in heel China. Ze volgden water- en energiegebruik over de volledige levensduur van een installatie — van het storten van beton en het installeren van apparatuur, via dagelijks gebruik, tot uiteindelijke sloop. Dit “van wieg tot poort”-perspectief toont niet alleen hoeveel elektriciteit pompen en beluchters gebruiken, maar ook hoeveel water nodig is om de installaties te bouwen en hoeveel verborgen energie in chemicaliën en materialen zit. Alle resultaten werden uitgedrukt per kubieke meter gezuiverd afvalwater, zodat verschillende technologieën en regio’s eerlijk vergeleken konden worden.

Welke zuiveringsmethoden minder verbruiken

China vertrouwt op verschillende biologische zuiveringsmethoden die verschillen in de opstelling van tanks en in hoe zuurstof aan microben wordt geleverd die vervuiling afbreken. Het team vond grote verschillen in de ‘voetafdrukken’ van deze methoden. Gemiddeld hadden biologische filtersystemen het laagste water‑ en energieverbruik per eenheid afvalwater, terwijl een flexibele technologie die continu geactiveerde slibbehandeling heet het hoogste verbruik en de grootste spreiding tussen installaties vertoonde. Geavanceerde processen die meer stikstof en fosfor verwijderen verbruikten over het algemeen meer hulpbronnen dan eenvoudigere systemen, maar sommige nieuwe ontwerpen, zoals het Linpor‑systeem, lieten veelbelovend lage water‑ en energiebehoeften zien. Over alle methoden heen vond het meeste watergebruik plaats tijdens de bouw, terwijl het grootste deel van de energie tijdens de exploitatie werd verbruikt, voornamelijk voor beluchting en mengen.

Regionale patronen in een uitgestrekt land

Door procesvoetafdrukken te koppelen aan de daadwerkelijke mix van technologieën die in elke stad worden gebruikt, brachten de auteurs in kaart hoe hulpbrongebruik door heel China varieert. Centraal en oostelijke provincies hadden de hoogste gemiddelde voetafdrukken, wat hun sterke afhankelijkheid van energie-intensieve processen en grote zuiveringsvolumes weerspiegelt. Noordoostelijke provincies gebruikten daarentegen doorgaans iets minder water en energie per kubieke meter. Regio’s die afhankelijk zijn van grondwater en gebieden met schaarse watervoorraden vertoonden vaak lagere voetafdrukken, waarschijnlijk omdat stijgende pomp‑ en beleidskosten nutsbedrijven naar efficiëntere ontwerpen duwen. Gebieden met overvloedig water, waar huishoudelijk afvalwater meer verdund is, hadden paradoxaal genoeg meer energie nodig per eenheid verwijderde vervuiling. Ook sociale factoren speelden een rol: plaatsen met betere afhandeling van menselijke afvalstoffen buiten het rioolstelsel hadden minder intensieve zuivering nodig, terwijl investeringen in hoogwaardige hergebruikinstallaties vaak het elektriciteitsverbruik verhoogden, zelfs wanneer het totale waterverbruik niet veel veranderde.

Toekomstscenario’s testen voor 2035

De afvalwaterbelasting en het totale hulpbronnenverbruik in China zijn sinds 2009 sterk gestegen doordat de zuiveringsdekking toenam en de vervuilingsnormen werden aangescherpt; de totale water‑ en energievoetafdruk is tegen 2022 ruwweg verdrievoudigd. Om te verkennen hoe dit kan veranderen, bouwden de auteurs scenario’s die de verdeling van zuiveringstechnologieën herschikken onder verschillende doelstellingen: kosten verlagen, maximale vervuilingsverwijdering, krimp van water‑ en energievoetafdrukken, of een balans daartussen. Ze projecteerden vervolgens de capaciteit van installaties tot 2035 op basis van bevolkingsontwikkelingen. In het meest ambitieuze optimalisatiescenario vervangen provincies minder efficiënte processen door beter presterende opties, afgestemd op lokale omstandigheden. Dit pakket vermindert de nationale watervoetafdruk met ongeveer 16 procent en de energievoetafdruk met ongeveer 26 procent vergeleken met het voortzetten van de huidige trends, terwijl de stikstofverwijdering stabiel blijft en de fosforverwijdering licht verbetert. De benodigde extra uitgaven blijven onder 8 procent van de totale zuiveringskosten, en in sommige regio’s verlagen slimmere keuzes zelfs de bedrijfskosten.

Wat dit betekent voor het dagelijks leven

Voor niet‑specialisten is de boodschap duidelijk: het is mogelijk om afvalwater grondig te reinigen, rivieren te beschermen en toch aanzienlijke hoeveelheden water en elektriciteit te besparen. Tegen 2035 zullen de zuiveringsinstallaties in China naar verwachting jaarlijks tientallen miljarden kilogram water en tientallen miljarden kilowattuur elektriciteit gebruiken. De in deze studie geschetste strategieën zouden ongeveer een kwart van die vraag kunnen terugdringen, terwijl de kwaliteit van het gezuiverde water hoog blijft. Omdat de analyse technologische keuzes koppelt aan reële kosten en regionale omstandigheden, biedt zij een praktische routekaart voor stadsplanners en nutsbedrijven — niet alleen in China maar ook in andere landen met snelle groei en krappe water‑ en klimaatbeperkingen — om hun afvalwatersystemen op manieren te verbeteren die schoner, goedkoper en duurzamer zijn op de lange termijn.

Bronvermelding: Han, S., Jones, E.R., Yin, T. et al. Cost-effective strategies can reduce water and energy requirements in China’s wastewater treatment by 2035. Nat Commun 17, 3390 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70159-y

Trefwoorden: afvalwaterzuivering, watervoetafdruk, energieverbruik, Chinese infrastructuur, duurzame nutsvoorzieningen