Το πρώτο εργοστάσιο οσμωτικής ενέργειας -γνωστή και ως γαλάζια ενέργεια- και δεύτερο αυτού του τύπου στον κόσμο άνοιξε η Ιαπωνία στη νοτιοδυτική πόλη της Φουκουόκα. Το εργοστάσιο αναμένεται να παράγει περίπου 880.000 κιλοβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως – αρκετή για να τροφοδοτήσει ένα εργοστάσιο αφαλάτωσης που παρέχει πόσιμο νερό στην πόλη και τις γειτονικές περιοχές.
Αναμένεται να παράγει περίπου 880.000 κιλοβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας τον χρόνο, σύμφωνα με τον Guardian – αρκετές για να τροφοδοτήσουν μια μονάδα αφαλάτωσης που παρέχει πόσιμο νερό στην πόλη και στις γειτονικές περιοχές.
Το μέγεθος των παραγόμενων κιλοβατόρων επαρκεί επίσης για να καλύψει την ανάγκη 220 ιαπωνικών νοικοκυριών σε ηλεκτρικό ρεύμα, σύμφωνα με τον Δρ Αλί Αλτάι από το Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας του Σίδνεϊ (UTS).
Δεν εξαρτάται από εξωτερικούς παράγοντες
Αν και εξακολουθεί να είναι μια αναδυόμενη τεχνολογία που χρησιμοποιείται μόνο σε μικρή κλίμακα, έχει ένα πλεονέκτημα σε σχέση με άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, καθώς είναι διαθέσιμη όλο το 24ωρο, ανεξάρτητα από τον άνεμο, τις καιρικές συνθήκες ή άλλες συνθήκες.
Βασίζεται στην ανάμιξη γλυκού και αλμυρού νερού, οπότε η ροή ενέργειας μπορεί να γίνεται μέρα και νύχτα, παρέχοντας μια σταθερή πηγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Τι είναι λοιπόν η οσμωτική ενέργεια;
Όταν το γλυκό νερό από ένα ποτάμι συναντά το θαλασσινό νερό, η ανάμειξή τους απελευθερώνει ενέργεια μέσω της φυσικής διαδικασίας της όσμωσης, το αλμυρό νερό περνώντας μέσα από μία μεβράνη, συγχωνεύεται με το μη αλμυρό.
Φανταστείτε ένα ποτήρι χωρισμένο κάθετα από ένα λεπτό, ημιδιαπερατό στρώμα – αν η μία πλευρά περιέχει αλμυρό νερό και η άλλη καθαρό γλυκό νερό, το νερό θα ρέει προς την αλμυρή πλευρά για να το αραιώσει, επειδή το αλάτι δεν μπορεί να περάσει από τη μεμβράνη.
Οι οσμωτικοί σταθμοί παραγωγής ενέργειας χρησιμοποιούν την ίδια αρχή, τοποθετώντας γλυκό νερό και θαλασσινό νερό στις δύο πλευρές μιας ειδικής μεμβράνης, με το θαλασσινό νερό να βρίσκεται υπό ελαφρά πίεση.
Καθώς το νερό ρέει προς την πιο αλμυρή πλευρά, αυξάνεται ο όγκος του διαλύματος υπό πίεση, ο οποίος μπορεί στη συνέχεια να αξιοποιηθεί για την παραγωγή ενέργειας.
Στην εγκατάσταση της Φουκουόκα, γλυκό νερό – ή επεξεργασμένα λύματα – και θαλασσινό νερό τοποθετούνται στις δύο πλευρές μιας μεμβράνης. Καθώς η πλευρά με το θαλασσινό νερό αυξάνεται σε πίεση και μειώνεται σε αλατότητα, μέρος του νερού διοχετεύεται μέσω μιας τουρμπίνας που είναι συνδεδεμένη με μια γεννήτρια, παράγοντας ενέργεια.
Πού αλλού χρησιμοποιείται αυτή η τεχνολογία;
Η μονάδα της Φουκουόκα είναι η δεύτερη του είδους της στον κόσμο. Η πρώτη κατασκευάστηκε το 2023 στο Mariager της Δανίας από την εταιρεία SaltPower, σύμφωνα με την καθηγήτρια Σάντρα Κέντις του Πανεπιστημίου της Μελβούρνης.Σ
Σύμφωνα με τον Δρ Αλτάι, το ιαπωνικό εργοστάσιο είναι μεγαλύτερο από αυτό της Δανίας, αν και έχουν σχεδόν την ίδια λειτουργική ικανότητα. Πιλοτικές δοκιμές έχουν επίσης πραγματοποιηθεί στη Νορβηγία και τη Νότια Κορέα.
Ο Αλτάι είπε ότι το UTS έχει το δικό του πρωτότυπο στο Σίδνεϊ, αλλά το πρόγραμμα έχασε τη δυναμική του κατά τη διάρκεια της πανδημίας Covid. Έχει επίσης βοηθήσει στην κατασκευή προτύπων εγκαταστάσεων στην Ισπανία και το Κατάρ.
Ποιες είναι οι προκλήσεις;
Αν και η ιδέα είναι απλή, η εφαρμογή της σε μεγάλη κλίμακα είναι δύσκολη.
Η Κεντις είπε ότι χάνεται πολλή ενέργεια κατά την άντληση του νερού και κατά τη διέλευσή του από τις μεμβράνες.
«Ενώ η ενέργεια απελευθερώνεται όταν το αλμυρό νερό αναμιγνύεται με το γλυκό νερό, μεγάλη ποσότητα ενέργειας χάνεται κατά την άντληση των δύο υδάτινων πόρων στο εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας και από την τριβή στις μεμβράνες. Αυτό σημαίνει ότι η καθαρή ενέργεια που μπορεί να παραχθεί είναι μικρή», εξήγησε.
Ωστόσο, οι εξελίξεις στην τεχνολογία των μεμβρανών και των αντλιών μειώνουν αυτά τα προβλήματα, σύμφωνα με την Κεντις
Τι σημαίνει αυτό για το μέλλον;
Κέντις και Αλτάι συμφωνούν ότι το ιαπωνικό εργοστάσιο σηματοδοτεί μια συναρπαστική στιγμή για την οσμωτική ενέργεια, επειδή προσφέρει μια ακόμη απόδειξη ότι η τεχνολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ενέργειας σε μεγάλη κλίμακα.Ο Αλτάι είπε ότι το πρότυπο εργοστάσιο στο αυστραλιανό πανεπιστήμιο UTS θα μπορούσε να ξαναρχίσει να λειτουργεί αν διατεθούν κρατικά κονδύλια, αυξάνοντας τις δυνατότητες για την εφαρμογή του σε μεγαλύτερη κλίμακα στην Αυστραλία, παρόμοια με εκείνη του εργοστασίου στη Φουκουόκα.
«Έχουμε αλμυρές λίμνες γύρω από τη Νέα Νότια Ουαλία και το Σίδνεϊ που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν και διαθέτουμε επίσης την τεχνογνωσία για την κατασκευή του».
