تینا مزدکی_به تازگی در شهر ساحلی فوکوئوکا در جنوب ژاپن، نوع جدیدی از انرژی پاک وارد مدار شده است. ژاپن اولین نیروگاه برق اسمزی (Osmotic) آسیا را افتتاح کرد، نیروگاهی که الکتریسیته را تنها با مخلوط کردن آب شیرین و آب شور تولید می‌کند. این نیروگاه که در مرکز آب‌شیرین‌کن این شهر قرار دارد، سالانه حدود ۸۸۰,۰۰۰ کیلووات ساعت برق تولید خواهد کرد که برای تامین انرژی بخشی از همین مرکز و برق حدود ۲۲۰ خانوار کافی است. این میزان تولید معادل برق حاصل از دو زمین فوتبال پنل خورشیدی است، با این تفاوت بزرگ که انرژی اسمزی شب و روز و در هر آب و هوایی به تولید خود ادامه می‌دهد.
انرژی اسمزی چیست و چگونه کار می‌کند؟
اساس کار این نیروگاه پدیده طبیعی اسمز (Osmosis) است؛ همان فرآیندی که به گیاهان کمک می‌کند آب را از خاک جذب کنند و سلول‌های بدن ما را هیدراته نگه می‌دارد. به زبان ساده، اسمز یعنی حرکت طبیعی آب از محیط با غلظت نمک پایین (مانند آب شیرین) به سمت محیط با غلظت نمک بالا (مانند آب دریا) از طریق یک غشاء خاص.
نیروگاه اسمزی از این حرکت طبیعی برای تولید برق استفاده می‌کند:
- آب شیرین (یا فاضلاب تصفیه‌شده) در یک سمت یک غشاء نیمه‌تراوا قرار می‌گیرد.
- در سمت دیگر، آب دریا قرار دارد که با استفاده از پساب شور حاصل از فرآیند شیرین‌سازی آب، غلظت نمک آن حتی از حالت عادی هم بیشتر شده است.
- تفاوت شدید شوری باعث می‌شود آب شیرین با فشار زیادی از غشاء عبور کرده و به سمت آب شور حرکت کند.
- این جریان، فشار سمت آب شور را به شدت افزایش می‌دهد و از این فشار برای چرخاندن یک توربین و تولید الکتریسیته استفاده می‌شود.
این فرآیند کاملاً تجدیدپذیر است، هیچ دی‌اکسید کربنی تولید نمی‌کند و به گفته کنجی هیروکاوا، مدیر این مرکز، «یک منبع پایدار تولید برق است که می‌تواند ۲۴ ساعت شبانه‌روز و در تمام روزهای سال فعال باشد.»
چرا تاکنون از این فناوری استفاده نشده بود؟
با اینکه ایده انرژی اسمزی بسیار ساده و هوشمندانه به نظر می‌رسد، توسعه آن در مقیاس بزرگ با چالش‌های فنی روبرو بوده است. پروفسور ساندرا کنتیش، مهندس شیمی در دانشگاه ملبورن، توضیح می‌دهد: «هرچند هنگام ترکیب آب شور و شیرین انرژی آزاد می‌شود، اما بخش زیادی از این انرژی صرف پمپاژ آب به داخل نیروگاه و غلبه بر اصطکاک در غشاها می‌شود. این بدان معناست که انرژی خالص به دست آمده تاکنون کم بوده است.»
این چالش‌های مربوط به بهره‌وری باعث شده انرژی اسمزی در سایه رقبای دیگر خود مانند انرژی بادی، خورشیدی و برق‌آبی باقی بماند. با این حال، تیم‌های تحقیقاتی در سراسر جهان این ایده را زنده نگه داشته‌اند و پروژه‌های آزمایشی در نروژ، کره جنوبی، اسپانیا و قطر نیز در حال انجام است.
آیا ورق برای انرژی اسمزی برمی‌گردد؟
در حال حاضر، سهم انرژی اسمزی در تولید برق جهانی تقریباً صفر است. اما محققان معتقدند اگر چالش‌های فنی آن حل شود، این فناوری می‌تواند تا سال ۲۰۵۰ تا ۱۵ درصد از تقاضای جهانی انرژی را تامین کند. این پتانسیل، آن را به یکی از بزرگترین منابع انرژی تجدیدپذیر دست‌نخورده روی زمین تبدیل می‌کند.
بزرگترین مزیت انرژی اسمزی پایداری آن است. باد ممکن است متوقف شود و ابرها جلوی خورشید را بگیرند، اما رودخانه‌ها هرگز از ریختن به دریا باز نمی‌ایستند. هر کجا که آب شیرین به آب شور می‌رسد، پتانسیل تولید برق وجود دارد. نیروگاه فوکوئوکا در مقیاس جهانی کوچک است، اما یک پروژه واقعی و در حال کار است و اولین نمونه در آسیا محسوب می‌شود. با افزایش نیاز جهان به انرژی پاک و قابل اعتماد، عمل ساده مخلوط کردن آب شیرین و شور می‌تواند نقش بسیار بزرگتری در آینده ایفا کند.
منبع: zmescience
۵۸۳۲۳
