Japonia a deschis prima sa centrală electrică osmotică. Ce este aceasta și cum funcționează?

Fiind doar a doua centrală electrică de acest tip din lume, se preconizează că va genera aproximativ 880.000 de kilowați-oră de energie electrică pe an, suficient pentru a alimenta o instalație de desalinizare care furnizează apă potabilă orașului și zonelor învecinate.

Aceasta este echivalentul alimentării cu energie a aproximativ 220 de gospodării japoneze, potrivit dr. Ali Altaee de la Universitatea de Tehnologie din Sydney (UTS), specializat în dezvoltarea surselor alternative de apă.

Deși este încă o tehnologie emergentă, utilizată până acum doar la scară modestă, aceasta are un avantaj față de alte energii regenerabile, în sensul că este disponibilă non-stop, indiferent de vânt, vreme sau alte condiții, potrivit The Guardian.

Se bazează pur și simplu pe amestecarea apei dulci cu apa sărată, astfel încât fluxul de energie poate continua zi și noapte, asigurând o sursă constantă de energie electrică.

Ce este energia osmotică?

Osmoza este procesul natural prin care apa se deplasează printr-o membrană semipermeabilă dintr-o soluție mai puțin concentrată către una mai concentrată, în încercarea de a echilibra concentrația de ambele părți.

Imaginați-vă o ceașcă împărțită vertical de un strat subțire, semipermeabil – dacă o parte conține apă sărată, iar cealaltă parte apă dulce pură, apa va curge spre partea sărată pentru a o dilua, deoarece sarea în sine nu poate trece prin membrană.

Centralele electrice osmotice utilizează același principiu, plasând apă dulce și apă de mare pe ambele părți ale unei membrane speciale, cu apa de mare ușor presurizată.

Pe măsură ce apa curge către partea mai sărată, crește volumul soluției presurizate, care poate fi apoi utilizată pentru a produce energie.

În instalația din Fukuoka, apa dulce – sau apa uzată tratată – și apa de mare sunt plasate pe ambele părți ale unei membrane. Pe măsură ce partea cu apă de mare crește în presiune și scade în salinitate, o parte din apă este canalizată printr-o turbină conectată la un generator, producând energie.

Prima centrală osmotică a fost construită în 2023

Fabrica din Fukuoka este a doua de acest fel din lume. Prima a fost construită în 2023 în Mariager, Danemarca, de către compania SaltPower, a declarat prof. Sandra Kentish de la Universitatea din Melbourne.

Conform dr. Altaee, centrala electrică japoneză este mai mare decât cea din Danemarca, deși au aproape aceeași capacitate de funcționare. Demonstrații la scară pilot au avut loc și în Norvegia și Coreea de Sud.

Altaee a spus că UTS are propriul prototip în Sydney, dar programul a pierdut din avânt în timpul pandemiei de Covid. El a contribuit, de asemenea, la construirea de prototipuri în Spania și Qatar.

Provocările unei astfel de tehnologii

Deși ideea este simplă, scalarea ei este dificilă.

Kentish a spus că se pierde multă energie prin acțiunea de pompare a apei în centrala electrică și când aceasta trece prin membrane.

„Deși se eliberează energie atunci când apa sărată este amestecată cu apă dulce, se pierde multă energie prin pomparea celor două fluxuri în centrala electrică și prin pierderea prin frecare prin membrane. Acest lucru înseamnă că energia netă care poate fi obținută este mică”, a spus ea.

Dar progresele în tehnologia membranelor și a pompelor reduc aceste probleme, a spus Kentish.

„De asemenea, este de remarcat faptul că centrala japoneză utilizează apă de mare concentrată, saramura rămasă după îndepărtarea apei dulci într-o instalație de desalinizare, ca sursă de alimentare, ceea ce crește diferența de concentrație a sării și, prin urmare, energia disponibilă”.

Ce înseamnă acest lucru pentru viitor?

Kentish și Altaee sunt de acord că centrala japoneză marchează un moment interesant pentru energia osmotică, deoarece oferă o dovadă suplimentară că tehnologia poate fi utilizată pentru producția de energie la scară largă.

Altaee a spus că prototipul de uzină de la universitatea australiană UTS ar putea fi repornit dacă ar fi disponibile fonduri guvernamentale, crescând potențialul său de implementare la scară mai mare în Australia, similar cu cel al uzinei din Fukuoka.

„Avem lacuri sărate în jurul New South Wales și Sydney care ar putea fi utilizate ca resursă și avem, de asemenea, expertiza necesară pentru a le construi”.