پایان وابستگی به خورشید و باد؟ / ژاپن با فناوری جدید برق ۲۴ ساعته تولید می‌کند

دنیای انرژی تجدید پذیر هر روز شاهد نوآوری های جدید است. از باد و خورشید گرفته تا هیدروژن زمین گرمایی و سبز. اکنون ژاپن با راه اندازی اولین نیروگاه اسمزی خود در فوکوکا ، گام مهمی در استفاده از انرژی “آبی” برداشته است. این فناوری که از تفاوت های شوری آب برای تولید برق استفاده می کند ، سالهاست که در این آزمایش قرار گرفته است ، اما امروز به نقطه ای رسیده است که می تواند در مقیاس تجاری کار کند. اهمیت این دستاورد این است که برخلاف خورشید و باد ، انرژی اسمزی به شرایط آب و هوایی بستگی ندارد و می تواند یک شبه برق ایجاد کند.

شروع اولین نیروگاه اسمزی آسیا

نیروگاه Fukoka در 5 اوت فعالیت می کند و پیش بینی می شود سالانه 6000 کیلووات ساعت تولید کند. این انرژی به یک مرکز نمک زدایی منتقل می شود که آب شیرین را برای Fukoka و مناطق اطراف آن فراهم می کند. براساس برآوردها ، قدرت تولید شده توسط نیروگاه می تواند نیاز تقریبی به چهار خانوار ژاپنی را پوشش دهد.

ژاپنی ها این فناوری را به عنوان “منبع انرژی تجدید پذیر نسل بعدی” معرفی کرده اند. زیرا نه دی اکسید کربن و نه به آب و هوا بستگی ندارد. به عبارت ساده ، این نیروگاه می تواند بدون در نظر گرفتن شب یا روز ، باران یا خورشید ، برق پایدار و تمیز تولید کند.

فناوری نیروگاه

اصل کار این نیروگاه پدیده اسمز است. هنگامی که آب از محلول نازک تر به محلول ضخیم تر از طریق غشای نیمه هادی حرکت می کند. در نیروگاه Fukokuka ، یک طرف غشاء از آب دریا تشکیل شده است که پس از آب شیرین کن ضخیم می شود و طرف دیگر حاوی آب تصفیه شده است. حرکت طبیعی آب باعث فشار می شود ، توربین ها را حرکت می دهد و در نهایت برق تولید می کند.

مزیت اصلی این روش ثبات آن است. بر خلاف باد متناوب یا خورشید که در شب غایب است ، همیشه تفاوت شوری آب وجود دارد. به همین دلیل ، این فناوری می تواند برق دائمی و بدون وقفه ایجاد کند.

مکان جهانی و مسیر تکامل

ژاپن دومین کشور است که از این فناوری به صورت تجاری بهره برداری می کند. اولین گیاه اسموز تجاری جهان در Mariage در دانمارک افتتاح شد. پیش از این ، نمونه های آزمایشی در نروژ ، کره جنوبی ، اسپانیا ، قطر و فناوری دانشگاه سیدنی ساخته شده بودند ، اما هیچ یک به دلیل مشکلات مقیاس پذیری کاملاً عملیاتی نبودند.

یکی از بزرگترین چالش ها در توسعه این فناوری ، هزینه و کارآیی نیمه هادی ها بوده است. این غشاها باید سطح بزرگی داشته باشند ، در حالی که اصطکاک و تلفات انرژی را کاهش می دهند ، فشار بالایی دارند. هرچه غشای کارآمدتر باشد ، از تفاوت شوری می توان برق بیشتری بدست آورد.

پیشرفت های کلیدی در ژاپن

نیروگاه Fukokuka توانسته است با استفاده از آب دریا غلیظ (بای پس نمک زدایی) تفاوت های شوری را افزایش دهد و در نتیجه انرژی بیشتری ایجاد کند. همچنین از غشای فیبر اسموز مستقیم که توسط شرکت ژاپنی Toobo ساخته شده است استفاده می کند. این غشاها اجازه می دهند آب عبور کند ، اما نمک و ناخالصی ها را مسدود می کند ، که این کارآیی را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

گذشته و آینده انرژی اسمزی

ایده تولید برق از آب شور و شیرین بیش از نیم قرن است. در سال 2 ، Ra Pettel برای اولین بار به احتمال استخراج انرژی از این پدیده اشاره کرد. سپس ، در دهه 1980 ، پروفسور سیدنی لوب – مخترع اسموز معکوس – نظریه فشار اسمزی کاهش یافته (PRO) را ارائه داد. او پس از دیدن مخلوط کردن رودخانه اردن و دریای مرده ، این ایده را توسعه داد.

اکنون ، پس از چندین دهه تحقیق ، فناوری به مرحله ای رسیده است که می تواند از نظر تجاری فعالیت کند. حتی راه اندازی های نوظهور ، مانند شرکت فرانسوی Sweetch Energy ، با استفاده از روش های مدرن مانند “INOD” ، کارآیی را بهبود می بخشند.

به گفته IE ، نیروگاه Fukoka نه تنها موفقیت بزرگی برای ژاپن بلکه یک گام مهم در مسیر جهانی سازی انرژی Sluxe است. این پروژه با تولید سالانه 6000 کیلووات ساعت برق بدون انتشار کربن و منبع تغذیه برای صدها خانوار ، نشان می دهد که ترکیب آب دریا و فاضلاب تصفیه شده می تواند به منبع پایدار برق تبدیل شود.

اگرچه چالش های هزینه و مقیاس پذیری هنوز همچنان باقی مانده است ، پیشرفت های اخیر در طراحی غشای و استفاده از پساب آب شیرین کن امیدهای تقویت شده ای برای توسعه این فناوری دارد. Akihiko Tanyuka ، استاد بازنشسته در انستیتوی علوم توکیو می گوید: “این تنها آغاز جاده است و امیدواریم که انرژی المسی نه تنها در ژاپن بلکه در سراسر جهان گسترش یابد.”