To może być energetyczna rewolucja. Japonia znalazła źródło odnawialnej energii niezależne od pogody
Europa skupia się na energii słonecznej i wiatrowej, podczas gdy Japonia z entuzjazmem wybiera nietypowe metody. W Fukuoce zainaugurowano elektrownię osmotyczną, która używa różnicy zasolenia wody do generowania energii elektrycznej. Choć jej moc jest niewielka, ta inwestycja demonstruje, że tak zwana energia niebieska może odgrywać istotną rolę w sieciach na obszarach przybrzeżnych.
- Nowa elektrownia osmotyczna w Fukuoce
- Energia osmotyczna: nowa era elektrowni
- Przyszłość energii osmotycznej: wyzwania i szanse
- Przyszłość energetyki: osmoza kontra wiatr i słońce
Nowa elektrownia osmotyczna w Fukuoce
Na początku sierpnia w Fukuoce odbyło się oficjalne otwarcie pierwszej w Azji elektrowni osmotycznej. Rozmiar tej inwestycji jest stosunkowo mały – roczna produkcja wyniesie bowiem około 880 000 kWh, co umożliwiłoby zasilenie około 220 przeciętnych japońskich domów. Japończykom nie zależało jednak na stworzeniu ogromnej elektrowni. Ich głównym celem było skuteczne wykorzystanie dostępnych zasobów – wytwarzany prąd w całości zasila zakład odsalania wody morskiej, tworząc zamknięty cykl produkcji energii.
To dopiero druga elektrownia osmotyczna na świecie – pierwszą rozpoczęto w 2023 roku w duńskim Mariager. W Fukuoce zastosowano jednak rozwiązania zwiększające efektywność procesu – elektrownia używa skoncentrowanej solanki powstałej po odsalaniu, co zwiększa różnicę stężeń i wytwarzaną moc. Co istotne, elektrownia osmotyczna działa niezależnie od warunków atmosferycznych, w przeciwieństwie do paneli słonecznych i turbin wiatrowych. Funkcjonuje przez cały rok i nie emituje dwutlenku węgla, dzięki czemu takie rozwiązanie może stać się interesującą alternatywą w obszarach nadmorskich.
Energia osmotyczna: nowa era elektrowni
Ta nowoczesna elektrownia wykorzystuje naturalne zjawisko osmozy, które polega na przepływie wody przez półprzepuszczalną membranę z roztworu o niższym stężeniu soli do roztworu o wyższym stężeniu soli. Powstające w ten sposób ciśnienie napędza turbiny generujące energię elektryczną. W elektrowni w Fukuoce przez membrany przepływa świeża woda i skoncentrowana solanka pozostała po procesie odsalania.
Wykorzystanie solanki znacząco podnosi efektywność procesu. Wyższe stężenie soli wytwarza większe ciśnienie na membranę, a tym samym zwiększa produkcję energii elektrycznej. Dzięki temu japońska instalacja jest bardziej wydajna niż ta w duńskim Mariager.
Badania nad energią osmotyczną sięgają lat 50. XX wieku, kiedy R.E. Pattle opisał jej podstawy teoretyczne. Dwadzieścia lat później opracowano osmozę z opóźnionym ciśnieniem, co stanowiło podstawę dla współczesnych instalacji. Obecnie membrany z włókien drążonych, opracowane przez firmę Toyobo, są wykorzystywane zarówno w Japonii, jak i w duńskim Mariager.
Przyszłość energii osmotycznej: wyzwania i szanse
Choć energia osmotyczna ma ogromny potencjał, w najbliższej przyszłości nie będzie szeroko stosowana. Największymi wyzwaniami technologicznymi są wysoki koszt membran, stosunkowo niska efektywność oraz straty energii wynikające z pompowania wody i tarcia na membranach. Część energii jest tracona już podczas transportu wody do instalacji, co zmniejsza opłacalność systemu.
Jednakże projekty pilotażowe w Norwegii i Korei Południowej pokazują, że elektrownie osmotyczne mogą być świetnym rozwiązaniem, ale tylko w niektórych obszarach. Każda nowa elektrownia dostarcza cennych informacji do optymalizacji procesów i zwiększenia zyskowności. Szczególnie interesujące są regiony z dostępem do solanki – Australia oraz kraje Zatoki Perskiej mogą wkrótce stać się kolejnymi liderami osmotycznej energii.
Badania nad energią osmotyczną są kontynuowane – membrany oraz systemy pompujące stają się coraz bardziej wydajne. Niebieska energia może więc stać się istotnym elementem globalnego miksu energetycznego, zwłaszcza w regionach zmagających się z niedoborem wody słodkiej. W międzyczasie Europa wciąż koncentruje się na zielonej energii z wiatru i słońca – niedawno w Hiszpanii postawiono innowacyjną, bezłopatkową turbinę wiatrową.
Przyszłość energetyki: osmoza kontra wiatr i słońce
Elektrownia osmotyczna w Fukuoce jest co prawda mała, lecz wszystko wskazuje, że w przyszłości instalacje tego typu będą stanowiły konkurencję dla innych odnawialnych źródeł energii. Może przynieść korzyści regionom zmagającym się z brakiem słodkiej wody – w końcu ta technologia może służyć do odsalania. Właściciele farm fotowoltaicznych oraz wiatrowych nie muszą się martwić – w najbliższym czasie te źródła energii raczej nie zostaną zastąpione przez elektrownie osmotyczne.
Technologia, która wykorzystuje osmozę do generowania energii, jest wciąż w fazie rozwoju. Japończycy pokazują, że przyszłość energetyki nie musi bazować jedynie na panelach słonecznych i turbinach wiatrowych. Możliwe, że podobne instalacje wkrótce pojawią się również w innych nadmorskich rejonach świata.