Змішування солоної та прісної води: унікальний спосіб виробництва електроенергії в Азії в Японії

(Ден Трі) - Уявіть собі день, коли естуарії та морські порти стануть не лише місцем зустрічі прісної та солоної води, а й «природними електростанціями», що забезпечуватимуть стабільне джерело енергії для мільйонів людей.

Уявіть собі світ , де електроенергія виробляється простим змішуванням прісної та солоної води, без палива, без викидів, без відходів.

Цей, здавалося б, науково-фантастичний сценарій щойно був реалізований у Японії з відкриттям першої осмотичної електростанції в Азії, другої за величиною лише у світі.

Забуте джерело чистої енергії

За даними The Guardian , осмотична енергія, також відома як енергія градієнта солоності, вже давно класифікується вченими як потенційне відновлюване джерело енергії.

Його механізм заснований на природному процесі осмосу: вода переміщується з області з низьким вмістом солі (прісна вода) до області з високим вмістом солі (морська вода) через напівпроникну мембрану, створюючи тиск, який можна використовувати для обертання турбін та виробництва електроенергії.

Завод у Фукуоці розрахований на виробництво близько 880 000 кВт·год електроенергії на рік (Фото: TG).

Цей принцип вже відбувається в природі щодня – це спосіб, яким рослини поглинають воду з ґрунту для живлення своїх клітин. Але лише у 21 столітті технологія напівпроникних мембран стала достатньо міцною та досконалою, щоб люди могли використовувати це явище для генерації постійного потоку електроенергії.

Однак у глобальній гонитві за зелену енергетику осмотичній енергії приділяється менше уваги, ніж вітровій, сонячній чи гідроенергетиці. Причина полягає в проблемі ефективності та початкових інвестиційних витратах.

Однак, завдяки зусиллям Японії, це «забуте» джерело енергії повертається до перспективних позицій.

Нещодавно Японія офіційно ввела в експлуатацію осмотичну електростанцію в місті Фукуока на острові Кюсю. Це перший проект в Азії та другий у світі після осмотичної електростанції Mariager (Данія), запущеної у 2023 році.

Спираючись на свій багаторічний досвід у гідроенергетиці, Японія «модернізувала» технологію осмосу до промислового масштабу.

Електростанція у Фукуоці розрахована на виробництво близько 880 000 кВт·год електроенергії на рік. Це еквівалентно споживанню електроенергії приблизно 220 домогосподарствами – невелика кількість, але вона відкриває шлях для майбутнього розширення.

Примітно, що вся вироблена електроенергія буде використовуватися для живлення розташованої неподалік опріснювальної установки, забезпечуючи прісною водою місто Фукуока. Це вважається подвійною комбінованою моделлю: виробництво електроенергії та вирішення потреби в чистій воді, особливо корисно для прибережних міст, де прісна вода є дефіцитною.

Унікальний механізм роботи

У Фукуоці прісна вода або очищені стічні води подаються з одного боку напівпроникної мембрани, а з іншого — морська вода. Різниця в концентрації солі призводить до руху води через мембрану, збільшуючи тиск з боку морської води.

Цей тиск перетворюється на кінетичну енергію, обертаючи турбіну, підключену до генератора, створюючи безперервний струм.

Професор Сандра Кентіш з Мельбурнського університету (Австралія) зазначила: «Особливістю японського проєкту є використання концентрованої морської води, розсолу, що залишається після процесу опріснення, для збільшення різниці концентрацій. Цей метод допомагає максимізувати ефективність та скористатися побічними продуктами опріснювальної установки».

На відміну від вітрової чи сонячної енергії, які залежать від погоди, осмотичну енергію можна виробляти 24 години на добу, цілий рік. Океани та річки забезпечують практично нескінченне джерело сировини, обіцяючи стабільне, низьковуглецеве та повністю відновлюване постачання електроенергії.

Виклики та перспективи

Незважаючи на свій очевидний потенціал, електроосмос все ще стикається з серйозними технологічними проблемами. Насосні системи потребують багато енергії для проштовхування води через мембрану, тоді як сама мембрана чутлива до тертя та домішок.

Саме ці фактори роблять вартість виробництва осмотичної енергії ще вищою, ніж з популярних відновлюваних джерел.

Однак, за словами експертів, ці бар'єри не є нездоланними. Нові матеріали, передові технології очищення стічних вод та оптимальне проектування системи поступово усувають труднощі.

Кілька країн, включаючи Норвегію, Південну Корею, Іспанію та Катар, також запустили пілотні проекти, розглядаючи Японію як модель для навчання.

Подія у Фукуоці має значення не лише для Японії. Вона показує, що осмотична енергетика перейшла з лабораторій у реальний світ, ставши життєздатним варіантом у глобальній стратегії диверсифікації енергетики.

Оскільки людство прагне скоротити викиди парникових газів та протистояти зміні клімату, будь-яке джерело чистої енергії має стратегічну цінність.

Дослідники вважають, що за умови збільшення масштабів осмотичної енергії вона може стати важливим додатковим джерелом енергії, особливо в прибережних країнах, багатих на річки.

Джерело: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/tron-nuoc-man-va-nuoc-ngot-cach-tao-dien-doc-nhat-chau-a-cua-nhat-ban-20250906074019738.htm