В городе Фукуока, Япония, начала работу вторая в мире осмотическая электростанция, которая генерирует электроэнергию с помощью процесса опреснения морской воды. Новый объект использует уникальный механизм производства энергии, основанный на разнице концентраций между пресной и соленой водой, которые разделены специальной полупроницаемой мембраной.
Об этом сообщает ProIT
Как работает осмотическая электростанция в Фукуоке
Принцип действия этой технологии заключается в том, что молекулы воды проходят через мембрану из области с низкой концентрацией (пресная вода или очищенные сточные воды) в область с высокой концентрацией (морская вода), стремясь уравнять концентрации. В процессе повышается давление на стороне с морской водой, в результате чего часть воды проходит через турбину, соединенную с генератором, и производится электроэнергия. Важно, что этот процесс не требует сжигания ископаемого топлива и не вызывает вредных выбросов. Кроме того, в отличие от солнечных или ветровых электростанций, осмотическая электростанция не зависит от погодных условий.
Прототип подобной технологии впервые был создан норвежской компанией Statkraft. Их демонстрационная установка мощностью 4 кВт доказала жизнеспособность идеи, но из-за высокой стоимости технологии коммерческого распространения она не получила.
Влияние и перспективы новой технологии
Осмотическая электростанция в Фукуоке является второй в мире после запуска подобного объекта в Дании в 2023 году. Японская станция имеет мощность 880 МВт·ч в год, чего достаточно для обеспечения электроэнергией около 220 домохозяйств, а также покрытия энергетических потребностей самой опреснительной станции.
В отличие от предыдущих решений, объект в Фукуоке использует концентрированный рассол, который ранее сбрасывался в реку, повышая ее соленость выше природных границ. Благодаря более сильному градиенту концентраций станция демонстрирует повышенную эффективность и подтверждает целесообразность использования осмотического процесса не только в лабораторных, но и в промышленных масштабах.
Однако остаются определенные технические вызовы, в частности потери энергии при перекачивании воды и загрязнение мембран, из-за чего эффективность системы может снижаться. Кроме того, замена мембран является довольно дорогой процедурой.
“Хотя при смешивании соленой и пресной воды выделяется энергия, много энергии теряется при перекачивании обоих потоков на электростанцию и из-за потерь на трение мембраны. Это означает, что чистая энергия, которую можно получить, невелика”, — объясняет профессор из Мельбурнского университета Сандра Кентиш.
Несмотря на это, Сандра Кентиш подчеркивает, что современные инновации в области мембранных и насосных технологий помогают преодолевать эти трудности. Ученые прогнозируют значительный глобальный потенциал для развития осмотических электростанций, которые в будущем могут стать серьезными конкурентами гидроэнергетике, если технологии продолжат совершенствоваться, а стоимость снижаться.
