انقلابی در انرژی / اولین نیروگاه اسمزی آسیا افتتاح شد

ژاپن اولین نیروگاه اسمزی آسیا را راه‌اندازی کرده است که با ترکیب آب شیرین و آب شور، الکتریسیته تولید می‌کند. این نیروگاه که دومین نمونه در نوع خود در جهان محسوب می‌شود، برخلاف انرژی خورشیدی یا بادی، قادر است در تمام ساعات شبانه‌روز و در هر شرایط آب‌وهوایی، برقی پایدار و پاک تولید کند. این دستاورد، گامی بلند در مسیر مقابله با تغییرات اقلیمی و بهره‌برداری از منابع بی‌پایان اقیانوسی است.

ژاپن با راه‌اندازی اولین نیروگاه اسمزی آسیا، از ترکیب آب شیرین و آب شور به الکتریسیته دست پیدا کرده است؛ این پروژه احتمالا آغاز برنامه‌ای گسترده در پاسخ به تغییرات اقلیمی خواهد بود.

نیروگاه فوکوئوکا پس از نیروگاهی در دانمارک که در سال ۲۰۲۳ افتتاح شد، دومین نمونه در جهان به شمار می‌رود که از نسخه دانمارکی نیز بزرگتر است. این نیروگاه سالانه حدود ۸۸۰ هزار کیلووات ساعت برق تولید خواهد کرد که برای کمک به اداره یک مرکز نمک‌زدایی مجاور و تأمین برق حدود ۲۲۰ واحد مسکونی کافی است. این میزان تولید معادل خروجی دو زمین فوتبال پنل خورشیدی است، با این تفاوت که نیروگاه اسمزی در تمام طول شب و روز و در هر وضعیتی به فعالیت خود ادامه می‌دهد.

توان اسمزی چیست؟

اسمز همان فرآیندی است که به گیاهان کمک می‌کند آب را از خاک جذب کنند و به سلول‌های بدن ما اجازه هیدراته ماندن می‌دهد. به زبان ساده، اسمز حرکت آب از نواحی با غلظت نمک کم (مانند آب شیرین) به نواحی با غلظت نمک بالا (مانند آب دریا) از طریق یک غشای خاص است. نیروگاه‌های اسمزی این حرکت غیرفعال را به کار می‌گیرند.

در این فرآیند، آب شیرین (یا فاضلاب تصفیه شده) در یک طرف غشا و آب دریا در طرف دیگر قرار می‌گیرد. غلظت نمک در سمت آب دریا، با اضافه کردن شورآبه‌های باقی‌مانده از فرآیند نمک‌زدایی، حتی بیشتر هم می‌شود. اختلاف غلظت نمک، آب شیرین را از میان غشا به سمت دیگر می‌کشد و باعث افزایش فشار در سمت آب شور می‌شود. سپس از این فشار برای چرخاندن توربین و تولید الکتریسیته استفاده می‌گردد.

نکته قابل توجه این است که نیروگاه ژاپنی از آب دریای غلیظ شده (شورآبه باقی‌مانده از تصفیه‌خانه‌ها) به عنوان خوراک استفاده می‌کند که اختلاف غلظت و در نتیجه انرژی در دسترس را افزایش می‌دهد. این فرآیند کاملاً تجدیدپذیر است، دی‌اکسید کربن تولید نمی‌کند و به دلیل وسعت بی‌کران اقیانوس‌ها، منبعی پایدار است که می‌تواند ۳۶۵ روز سال به صورت شبانه‌روزی فعالیت کند.

چرا پیش از این از این انرژی استفاده نشده بود؟

با وجود سادگی ظاهری، مقیاس‌پذیری توان اسمزی به شدت دشوار بوده است. اگرچه هنگام اختلاط آب شور و شیرین انرژی آزاد می‌شود، اما مقدار زیادی از انرژی صرف پمپاژ آب به داخل نیروگاه و غلبه بر اصطکاک غشاها می‌شود که باعث می‌گردد سود خالص انرژی کم باشد.

لحظه موفقیت در سال ۲۰۰۹ رقم خورد، زمانی که شرکت نروژی Statkraft یکی از اولین نمونه‌های اولیه نیروگاه اسمزی جهان را رونمایی کرد. آن مرکز آزمایشی ۴ کیلوواتی ثابت کرد که می‌توان از اختلاط آب شور و شیرین برق گرفت. اما علیرغم اثبات علمی، هزینه‌های بالا باعث شد این فناوری در آزمایشگاه‌ها باقی بماند. چالش اصلی در بهره‌وری است؛ پمپ‌ها انرژی مصرف می‌کنند و غشاها ممکن است سرعت فرآیند را کاهش دهند. با این حال، این موانع غیرقابل حل نیستند و تیم‌های تحقیقاتی در سراسر جهان، از جمله در نروژ، کره جنوبی، اسپانیا و قطر، این ایده را زنده نگه داشته‌اند.

آیا ورق برای انرژی اسمزی برمی‌گردد؟

امروزه توان اسمزی تنها بخش بسیار کوچکی از برق جهانی را تأمین می‌کند. اما محققان می‌گویند اگر چالش‌های فنی حل شوند، این منبع می‌تواند تا سال ۲۰۵۰ تا ۱۵ درصد از تقاضای انرژی جهانی را پوشش دهد. این امر، اسمز را به یکی از بزرگترین منابع انرژی دست‌نخورده روی زمین تبدیل می‌کند.

آنچه به توان اسمزی برتری منحصربه‌فردی می‌دهد، پایداری آن است. باد ممکن است از وزش بایستد و ابرها مانع خورشید شوند، اما رودخانه‌ها هرگز از ریختن به دریا باز نمی‌مانند. هر جا که آب شیرین به آب شور می‌رسد (مانند مصب رودخانه‌ها و دلتاها)، پتانسیل تولید انرژی وجود دارد. تأسیسات فوکوئوکا در مقایسه با استانداردهای جهانی کوچک است، اما واقعی، عملیاتی و اولین در نوع خود در آسیاست. با افزایش نیاز به انرژی پاک و قابل اطمینان، عمل ساده‌ی اختلاط آب شور و شیرین می‌تواند نقشی کلیدی در آینده ایفا کند.

منبع: خبرآنلاین