Hur vatten från luft kan omforma vattensäkerheten

Infrastruktur för verktyg som el och energi i allmänhet rör sig gradvis från en centraliserad modell (en stor kraftverk, tiotusentals kunder) till en decentraliserad, där tekniker som fotovoltaik och små vindkraftverk hjälper små producenter att ta energisjälvständigheten i egna händer.

En liknande process kan ske med vatten, eftersom produktionen av vatten från atmosfärisk fukt blir ett alltmer ekonomiskt hållbart alternativ. Detta kommer inte att ersätta kommunala system för stora städer, men kan radikalt förändra ekvationen för vattensäkerhet, särskilt i avlägsna områden eller utvecklingsländer, på samma sätt som decentraliserad elproduktion med solpaneler gjorde. Så det gör det till en mer trovärdig kompletterande teknik för motståndskraftig, fristående och byggnadsintegrerad vattenförsörjning.

Potentialen för denna teknik analyserades nyligen i en studie av forskare vid BRAC University (Bangladesh) och Swinburne University of Technology (Australien). De publicerade sina resultat i Applied Thermal Engineering¹, under titeln “From air to water: science, technology, and future of atmospheric water harvesting (AWH)”.

Vatten från tunn luft?

I allmänhet är färskvatten en sällsynt resurs på jorden, med den enorma majoriteten av vatten låst i haven i form av havsvatten, och det mesta av färskvattnet låst i glaciärer, främst över Grönland och Antarktis.

Källa: OpenEdu

Detta problem är naturligtvis mest akut i öken- och torra regioner, men inte bara.

Vattenbrist är inte bara ett problem i torra regioner; även vattenrika områden upplever säsongsbrist på grund av dålig vattenhantering och klimatvariationer. Situationen förväntas förvärras på grund av klimatförändringar, befolkningstillväxt, industriell expansion och överutvinning av grundvatten.

För närvarande lever mer än 1,6 miljarder människor i städer som står inför vattenbrist, och detta antal förväntas fördubblas inom de kommande tre decennierna, eftersom föroreningar och överutnyttjande av grundvattenresurser gör det nödvändigt.

Regioner som Indien, Mellanöstern, Nordafrika och delar av USA ser alarmerande nedgångar i grundvattensnivåer på grund av överanvändning. I många fall kan akvifererna inte återhämta sig, vilket leder till permanent förlust av färskvatten.

Vattenavsaltning är ett alternativ för kustområden, men det är en mycket energikrävande process som också kan skada marina ekosystem. Vissa innovationer kring solenergi och vätgas-kogeneration med färskvatten kan hjälpa, men detta är fortfarande ett pågående arbete.

Avsaltat vatten behåller ofta koncentrationer av bor, klorid och natrium som kan överstiga grödors toleransnivåer för jordbruk. Och avsaltning är nödvändigtvis en mycket centraliserad, infrastrukturintensiv process.

Källa: Applied Thermal Engineering

Det är därför Atmosfärisk Vattengenerering (AWG) betraktas, istället, som en teknik som extraherar fukt från luften och omvandlar den till användbart vatten, eftersom atmosfäriskt vatten redan är färskvatten.

Detta är inte en helt ny teknik, eftersom civilisationer i torra regioner använde rudimentära metoder som dagginsamling, dimskörd och passiva kondensationstekniker. Metoder som förlitar sig på kompression och elektricitet finns, men har ännu inte implementerats effektivt i stor skala. Men nya metoder dyker upp.

Övergripande är denna teknik inte begränsad av geografi eller befintliga vattenkällor, vilket gör den idealisk för:

• Ökenregioner där nederbörd är knapp.
• Isolerade samhällen utan vatteninfrastruktur.
• Katastrofdrabbade områden där vattenförsörjningen har störts.

Hur fungerar atmosfärisk vatteninsamling?

Atmosfärisk vatteninsamling (AWH) fungerar främst genom två mekanismer: kylbaserad kondensation och sorptionsbaserad vattenextraktion.

Kondensationsbaserade metoder är liknande hur en värmepump fungerar, förutom att designens fokus ligger på att maximera vattenkondensation:

Fuktig omgivningsluft kyls till en temperatur under dess daggpunkt, vilket får vattenånga att kondenssera till vätskedroppar på en kyld yta, som sedan samlas in som dricksvatten.

Källa: Applied Thermal Engineering

I sorptionsbaserad vattenextraktion används ett torkmedel som fångar ånga, och vattnet frigörs genom naturliga temperaturfluktuationer.

Bland andra system kan även Radiativ daggsamling nämnas, där specialiserade paneler underlättar vattenkondensation via passiv radiativ kylning, och Dimskörd använder nätbaserade strukturer för att fånga och förena vattendroppar som svävar i dimman.

Sorption, radiativ och dimskörd är alla passiva metoder som utnyttjar naturliga fenomen som direkt solstrålning eller termiska gradienter och kräver inte högkvalitativ energi.

Hybridsystem finns också, som kombinerar passiva metoder med aktiv ångkompressionskylcykel (VCRC) eller termoelektrisk kylning.

Vad studien fann

Först analyserade studien den geografiska potentialen för AWH och fann att fuktkoncentrationen kan variera från bråkdelar av ett gram vatten i polarregioner till tiotals gram per kubikmeter i varma, fuktiga klimat.

Dock är relativ luftfuktighet ensam otillräcklig och inte det enda avgörande måttet, särskilt för passiva system. Temperatur, absolut fuktinnehåll, soltillgänglighet och lokala energikostnader bestämmer den tekniska och ekonomiska livskraften för AWH-systemet.

Systemets kostnad kan också vara en avgörande faktor för antagningsgraden, särskilt i regioner med begränsad tillgång till kapital.

Sorption vatteninsamling

Sorptionsbaserade system använder vissa material, såsom silikagel, zeoliter och metallorganiska ramar (MOF), som kan absorbera vattenånga från luften effektivt även under låg luftfuktighet.

Genom att vara mer kostnads- och energieffektiv än den kondensationsbaserade metoden gav sorption nytt liv åt konceptet atmosfärisk vatteninsamling.

Källa: Applied Thermal Engineering

Moderna iterationer av dessa system integrerar nu högtemperaturluftleveransmekanismer som kan nå upp till 128 °C via dubbeländade vakuumrörscollector, vilket säkerställer effektiv torkmedelsregenerering även under ojämn solinstrålning. Vissa konstruktioner nådde avkastning på 4,40 L/dag till en reducerad kostnad av 0,092 $/L.

Hydrerbara kärna-skal polymernätverk, som kan samla in 6,5 liter vatten per kilogram material per dag under solljus, även i låg luftfuktighet.

Den passiva naturen hos dessa system, som kan drivas helt med solenergi, gör dem enkla att implementera, särskilt eftersom de också kräver lågt underhåll och lite teknisk kunskap.

Mätning av föroreningar är avgörande

Precis som med alla vattenkällor är det viktigt att säkerställa att ingen bakteriell förorening uppstår. Men eftersom vattnet skördas från luften kan även luftföroreningar samlas.

Detta är särskilt ett problem för upptaget av flyktiga organiska föreningar (VOC). Här uppnår saltsbaserad sorption (SAWH) överlägsen vattenkvalitet med betydligt lägre VOC-koncentrationer än traditionella kondensationsbaserade atmosfäriska vattengeneratorer (AWG).

Andra potentiella metaller, lösta föroreningar och systemgenererade kontaminationer måste också mätas och övervakas för att vatteninsamlingssystemet ska vara pålitligt och kunna användas säkert i stor skala.

Att anta ett integrerat tillvägagångssätt

Ett hybridsystem kan också integrera fasändringsmaterial (PCM) för att förbättra termisk hantering och driftstabilitet. PCM kan lagra överskottsvärme under perioder med hög solinstrålning och släppa den under perioder med låg strålning, vilket möjliggör förlängd drift och förbättrad energianvändning.

Till exempel uppnådde ett system en maximal vattenavkastning på 4,25 L/dag och en produktionskostnad på cirka 0,11 $/L.

Studieförfattarna rekommenderar ett mer holistiskt tillvägagångssätt än att fokusera på en specifik teknik.

Till exempel, särskilt i mer utvecklade regioner, kan AWH-system genom att extrahera fukt från tilluft eller återcirkulerad luft fungera som aktiva avfuktningsmoduler, vilket avsevärt minskar den latenta värmelasten på primära luftkonditioneringssystem. På så sätt producerar de inte bara färskvatten, utan de minskar också energiförbrukningen för HVAC-system.

En sådan dubbelutgång kan drastiskt förbättra den leveliserade kostnaden för vatten (LCW) och förändra den ekonomiska ekvationen bortom användningsfall i avlägsna eller fattiga regioner.

Rekommendationer för AWH-adoption

Kondensationsbaserade AWH-system uppnår den högsta vattenavkastningen, vilket gör dem attraktiva för tillämpningar där hög vattenproduktion är avgörande, såsom bostads- eller industriell användning.

Sorptionsbaserade AWH-system är särskilt användbara i klimat med låg luftfuktighet, där traditionella kondensationsmetoder misslyckas. Dock kan dyra sorbentmaterial (som MOF eller torkmedelskompositer) öka driftskostnaderna. Mer avancerade material som hydrogeler har större potential, men forskningen startade först 2023.

Hybrid AWH-system visar höga poäng i vattenavkastning och klimatadaptabilitet, vilket gör dem till mångsidiga lösningar som passar olika miljöförhållanden. Men de kräver noggrann integration av flera komponenter (t.ex. sorbenter, kylenheter, styrsystem), vilket ökar deras design- och underhållskostnader.

AWH-marknad & framtid

Den kortsiktiga möjligheten för atmosfäriska vatteninsamlingssystem är sannolikt avlägsna anläggningar, katastrofhjälp, isolerade infrastrukturer och militär/logistik, eftersom dessa användningsområden mest sannolikt har akuta, otillfredsställda vattenbehov som inte enkelt kan lösas med avsaltning, långa ledningar eller grundvatten. I dessa fall kan kostnaden för att bygga alternativa infrastrukturer eller den lägre prioriteringen av kostnadsoptimering hjälpa AWH-system att byggas i större mängder, vilket underlättar uppskalning och mognad av tekniken.

På längre sikt är industriplatser och högfuktiga urbana byggnader sannolikt att utgöra en mycket större marknad, särskilt när avancerade sorbenter som hydrogel och hybridsystem ger ytterligare effektivitet genom att kombineras med befintliga HVAC-system. Detta kan erbjuda ytterligare lågkostnadsvattenförsörjning, men kommer inte att ersätta centrala vattennät i massskala, utan snarare fungera som ett mycket användbart komplement till redan sällsynta och ansträngda resurser.

Investera i vatteninsamling

Carrier Global

Carrier är en ledare inom HVAC (kommersiell och bostads), kylkedja och brand & säkerhet, med över 58 000 anställda. Företaget grundades 1915, förvärvades av United Technologies 1979 och avknoppades igen 2020, före United Technologies sammanslagning med Raytheon.

Även om de inte bara säljer värmepumpar, är det en produktkategori som företaget fokuserar på och ser som branschens framtid. Det inkluderar Carrier-varumärket, men också andra stora varumärken som Toshibas HVAC-verksamhet (förvärvad 2022) och Viessmann.

Det är mest fokuserat på Amerika, där HVAC står för mer än hälften av försäljningen.

Det har en installerad bas på över 330 000 kommersiella HVAC, 33 miljoner bostads-HVAC, 1,8 miljoner kylutrustning och över 90 miljoner brand- och säkerhetssystem. Det expanderar också till batterilagring under Viessmann-varumärket.

Carrier är inte ett rent spel inom atmosfärisk vatteninsamling. Men som ledare inom HVAC-system skulle de direkt dra nytta av marknader som rör sig mot byggnadsintegrerade system där vatteninsamling kan kompensera latenta kylbelastningar, återvinna spillvärme och bli en del av intelligent byggnadsinfrastruktur.

Företaget är också fast beslutet att kraftigt minska sina växthusgasutsläpp (GHG) till 2030, vilket gör det till en bra aktie för investerare som söker exponering mot klimatkontroll och hållbar utveckling.

Senaste Carrier Global (CARR) aktienyheter och utvecklingar

Refererad studie

^{1. Gourab Saha. From air to water: science, technology, and future of atmospheric water harvesting (AWH). Applied Thermal Engineering. Datum: augusti 2026. Artikel: 132073. Volym: Volym 302, Del 5. 10.1016/j.applthermaleng.2026.132073}