نیروگاه ژاپنی آب شور را به برق تبدیل می‌کند

شهر فوکوئوکا در ژاپن، دومین شهر جهان است که از نیروی اسمز برای تولید برق در مناطق اطراف استفاده می‌کند.
به گزارش انتخاب و به نقل از gizmodo؛ دانشمندان بر این باورند که آب شور می‌تواند از طریق فرایندی به نام اسمز به منبعی قابل‌اعتماد برای انرژی تجدیدپذیر تبدیل شود. ژاپن اکنون گام بزرگی در این مسیر برداشته است.

اوایل همین ماه، ژاپن نخستین نیروگاه اسمزی خود را در فوکوئوکا، شهری بزرگ در غرب توکیو، رسماً افتتاح کرد. این اقدام، ژاپن را پس از دانمارک به دومین کشور جهان تبدیل کرده که روی انرژی اسمزی سرمایه‌گذاری می‌کند. انتظار می‌رود نیروگاه فوکوئوکا سالانه حدود ۸۸۰ هزار کیلووات ساعت برق تولید کند؛ رقمی که برای تأمین برق تقریبی ۲۹۰ خانوار ژاپنی کافی است.

در حال حاضر، نخستین وظیفه‌ی این تأسیسات، تأمین انرژی برای کارخانه‌ی آب‌شیرین‌کن فوکوئوکا است؛ کارخانه‌ای که آب شیرین مناطق همجوار را فراهم می‌کند. موفقیت این طرح می‌تواند به گسترش انرژی اسمزی منجر شود؛ منبعی طبیعی و کم‌خطر در مقایسه با سوخت‌های فسیلی که تاکنون به دلیل چالش‌های عملی، رشد چندانی نداشته است.

این فناوری چگونه کار می‌کند؟

اسمز یک فرایند ساده است که تمایل طبیعت برای «متعادل کردن شرایط» را بازتاب می‌دهد. در یک نیروگاه اسمزی، غشای ویژه‌ای لایه‌های آب شیرین و آب دریا را از هم جدا می‌کند، و در این میان آب دریا تحت فشار کمی بیشتر قرار دارد. در طول زمان، اسمز باعث می‌شود آب شیرین به سمت لایه‌ی آب شور حرکت کند تا غلظت نمک در هر دو طرف غشا نیمه‌تراوا به تعادل برسد. این جابه‌جایی منجر به افزایش فشار می‌شود و این فشار یک توربین در نیروگاه را به حرکت درمی‌آورد و در نهایت برق تولید می‌شود.

یکی دیگر از مزیت‌های این منبع انرژی آن است که برخلاف نیروهای وابسته به طبیعت (مانند نور خورشید یا وزش باد) دستخوش تغییرات آب‌وهوایی یا ساعات شبانه‌روز نمی‌شود. به گفته‌ی کنجی هیروکاوا، مدیر مرکز آب‌شیرین‌کنی آب دریا در سازمان آب‌رسانی منطقه‌ای فوکوئوکا که اداره‌ی این نیروگاه را بر عهده دارد:
«برخلاف انرژی خورشیدی یا بادی، اسمز در اصل یک منبع پایدار تولید برق است که می‌تواند ۲۴ ساعت شبانه‌روز و در تمام طول سال فعالیت کند.» (نقل‌شده از NHK و ترجمه‌شده از ژاپنی).

فقط دو نیروگاه تا امروز

در اصل، اسمز به نظر می‌رسد که جایگزینی ساده برای کاستی‌های انرژی‌های جایگزین سوخت‌های فسیلی باشد. اما در عمل، پژوهشگران باید بر چند مانع فنی مهم غلبه کنند تا این فناوری به گزینه‌ای عملی تبدیل شود. برای نمونه، هنوز مشکل «اتلاف گسترده‌ی انرژی» در هنگام پمپاژ آب به داخل نیروگاه و سپس عبور دوباره از غشاها حل نشده است. این موضوع را ساندرا کنتیش، مهندس شیمی در دانشگاه ملبورن استرالیا، در گفت‌وگو با گاردین توضیح داده است.

او می‌گوید: «در حالی که هنگام ترکیب آب شور و آب شیرین انرژی آزاد می‌شود، بخش زیادی از انرژی در جریان پمپاژ این دو جریان به داخل نیروگاه و نیز در اثر اصطکاک در عبور از غشاها از بین می‌رود.»
با این حال، او اضافه می‌کند که پژوهشگران سخت در حال کار روی بهبود فناوری غشا و پمپ‌ها هستند تا این مشکلات به حداقل برسد.

مقام‌های فوکوئوکا نسبت به هدف خود برای بهره‌گیری از اسمز به‌عنوان منبعی قابل‌اعتماد برای تأمین انرژی ژاپن خوش‌بین هستند. به گفته‌ی هیروکاوا:
«این یک طرح معنادار است—شاید آغاز یک برنامه—در پاسخ ما به تغییرات اقلیمی.»