Jak działa elektrownia osmotyczna?
Elektrownia w Fukuoce wykorzystuje zjawisko osmozy, które pamiętamy jeszcze ze szkolnych ławek. To naturalny proces przemieszczania się wody przez półprzepuszczalną membranę z roztworu o mniejszym stężeniu do tego o większym. Japońscy specjaliści znaleźli sposób, by to pozornie proste zjawisko zamienić w realne megawaty. Co ciekawe, zamiast standardowej wody słodkiej, po jednej stronie membrany wykorzystują oczyszczone ścieki, a po drugiej – skoncentrowaną solankę pozostałą po odsalaniu. To sprytne posunięcie znacząco zwiększa różnicę w zasoleniu, a co za tym idzie – poprawia wydajność całego systemu.
Czytaj też: Nagły zwrot w chińskiej fotowoltaice zaskoczył wszystkich. Zachodnie firmy już liczą straty
Obiekt ma generować rocznie około 880 tysięcy kilowatogodzin, co wystarczy do zasilenia mniej więcej 220 japońskich domów. Warto jednak zaznaczyć, że energia nie jest przesyłana do ogólnej sieci, lecz bezpośrednio zasila pobliską odsalarnię, która dostarcza świeżą wodę dla miasta i okolic. Agencja Wodociągów Dystryktu Fukuoka określa energię osmotyczną jako źródło odnawialne nowej generacji. Jego główną zaletą jest niezależność od kaprysów pogody i brak emisji dwutlenku węgla. To istotna przewaga nad fotowoltaiką czy wiatrakami, które bywają nieprzewidywalne.
Technologia nie jest jednak pozbawiona wad. Prof. Sandra Kentish z University of Melbourne zwraca uwagę na istotny problem:
Podczas gdy energia jest uwalniana, gdy słona woda miesza się ze słodką wodą, dużo energii jest tracone na pompowanie dwóch strumieni do elektrowni oraz na straty wynikające z tarcia przez membrany. Oznacza to, że netto uzyskana energia jest niewielka.
Postępy w dziedzinie materiałowej stopniowo rozwiązują te problemy. Nowoczesne membrany z włókien drążonych opracowane przez Toyobo pozwalają na swobodny przepływ wody, skutecznie blokując jednocześnie sole i zanieczyszczenia. Francuska firma Sweetch Energy pracuje z kolei nad technologią INOD wykorzystującą materiały pochodzenia biologicznego.
Globalny kontekst. Japonia nie jest pionierem, ale może stać się liderem
Japońska instalacja jest dopiero drugim tego typu obiektem na świecie. Pierwsza elektrownia osmotyczna powstała w 2023 roku w duńskim Mariager. Choć japoński projekt jest fizycznie większy, oba mają zbliżoną moc operacyjną. Koncepcja „niebieskiej energii” sięga lat 50. ubiegłego wieku, kiedy to R.E. Pattle po raz pierwszy opisał teoretyczne możliwości pozyskiwania energii z mieszania wód o różnym zasoleniu. Przez dekady pozostawała jednak w sferze laboratoryjnych eksperymentów. Dla Japonii to element szerszej strategii transformacji energetycznej. Kraj wciąż w 73% zależny jest od paliw kopalnych, a odnawialne źródła stanowią jedynie około 20% miksu. Rząd chce zwiększyć ten udział do 36-38% do 2030 roku.
Czytaj też: Rozwiązali wielki problem baterii litowo-metalowych. Jedna zmiana dała tysiące nowych cykli
Elektrownia w Fukuoce to ważny krok w komercjalizacji energii osmotycznej. Eksperci zgodnie przyznają, że demonstruje realne możliwości tej technologii, choć wciąż wymaga ona znaczących udoskonaleń, by mogła konkurować z innymi źródłami odnawialnymi. Potencjał jako stabilnego, przewidywalnego źródła czystej energii jest niewątpliwy. Pytanie brzmi, czy uda się pokonać wyzwania techniczne i ekonomiczne na tyle, by ta technologia mogła być wdrażana na szeroką skalę. Na razie pozostaje ciekawostką inżynierską, ale jak wiele wynalazków – może kiedyś zrewolucjonizować nasze podejście do pozyskiwania energii.