Япония и Дания: Пионери в производството на ток от осмоза
Япония и Дания са пионери в производството на електроенергия чрез осмоза, използвайки разликата в налягането между солена и прясна вода. Тази чиста и постоянна технология предлага алтернатива на изкопаемите горива, въпреки предизвикателствата при мащабирането.
Осмотичната централа във Фукуока. СНИМКА: Fukuoka Area Waterworks Agency
Япония и Дания станаха първите страни в света, които използват осмоза за производство на електроенергия. Тази иновативна технология предлага чиста и нискорискова алтернатива на традиционните изкопаеми горива. Електроцентрали в датския град Магиагер и японския Фукуока вече разчитат на разликата в налягането между солената и прясната вода.
Процесът на осмоза използва естественото явление, при което водата се движи от области с ниска към области с висока концентрация на сол. Това е същият механизъм, по който растенията абсорбират вода от почвата. В осмотичните електроцентрали се прилага този принцип: сладка вода се отделя от морска вода чрез пропусклива мембрана. Мембраната пропуска само вода, като не позволява преминаването на примеси.
Когато сладката вода премине през мембраната към солената, тя увеличава налягането на солената вода. Именно тази разлика в осмотичното налягане задвижва турбина, която генерира електричество. Това е устойчив и възобновяем енергиен източник, който не създава въглероден диоксид.
„Това е нашият отговор срещу изменението на климата”, казва Кенджи Хирокава, директор на Центъра за обезсоляване на морска вода в японския град Фукуока, пред технологичната платформа Gizmodo.
Югозападният пристанищен град Фукуока, разположен между Жълто и Японско море, стартира своята осмотична електроцентрала през август тази година. Това го прави втория в света след датския град Магиагер. През 2023 г. консорциумът SaltPower обяви планове за прилагане на японска технология, базирана на осмоза, за индустриално производство на енергия.
Едно от най-големите предимства на осмотичната енергия е нейната постоянност. За разлика от вятърната и слънчевата енергия, които зависят от метеорологичните условия, реките постоянно текат към морето. Това осигурява непрекъснат източник на енергия, където прясна вода среща солена – в естуари, делти и по крайбрежията.
„Това е стабилен източник на електроенергия, който може да работи 24 часа в денонощието, всеки ден от годината”, казва Кенджи Хирокава пред обществения портал NHK Japan по повод стартирането на осмотичната електроцентрала през август.
Експертите от Агенцията за водоснабдяване на района Фукуока определят осмотичното електричество като възобновяем енергиен източник от следващо поколение. Той не се влияе от атмосферните условия и не отделя въглероден диоксид. Този метод е особено подходящ за райони с богати подземни пластове от каменна сол и геотермална вода. Цената на производството е сравнима със слънчевата и вятърната енергия.
Въпреки очевидните предимства, мащабирането на осмотичната енергия е предизвикателство. Енергията, необходима за помпите и триенето в мембраните, може да намали ефективността на процеса. Тези пречки дълго време поставяха осмотичната енергия зад другите възобновяеми източници.
Пробивът настъпва през 2009 г., когато норвежката енергийна фирма Statkraft представя един от първите прототипи на осмотична електроцентрала. Демонстрационното съоръжение показва, че смесването на сладка и солена вода може да произвежда електроенергия. Високите разходи обаче ограничават технологията до лабораторни и пилотни проекти.
Днес пилотни проекти съществуват в Норвегия, Южна Корея, Испания и Катар. Австралия също има планове за прототипен завод. Осмотичната електроцентрала във Фукуока е скромен по световните стандарти. Тя ще генерира около 880 000 киловатчаса електроенергия годишно, достатъчна за нуждите на 290 домакинства. Акихико Таниока, почетен професор в Института за наука в Токио, изразява надежда технологията да се разпространи глобално.
Ако техническите предизвикателства бъдат преодолени, осмотичната енергия може да се превърне в един от най-големите възобновяеми източници. Изследователите прогнозират, че тя може да задоволи до 15% от световното търсене на енергия до 2050 г. Това е обещаваща технология за бъдещето на чистата енергия.
