Ovo je novi način proizvodnje električne energije

Voda je već dugo izvor obnovljive energije. Prije više od 2000 godina Kinezi su koristili vodena kola za mljevenje žita i drobljenje rude. U 18. stoljeću vodna kola pokrenula su industrijsku revoluciju u Britaniji. Sedamdesetih godina 19. stoljeća viktorijanski industrijalac William Armstrong postavio je prvi hidroelektrični sustav na svijetu kako bi osvijetlio svoj obiteljski dom, Cragside, na sjeveroistoku Britanije.

Najnovija ideja temelji se na osmozi, prirodnom procesu u kojem voda prelazi s mjesta gdje ima manje otopljenih tvari, poput soli, prema mjestu gdje ih ima više. To se događa zbog posebne polupropusne membrane koja propušta samo molekule vode, ali ne i sol. Kada s jedne strane membrane imamo slatku vodu, a s druge slanu, voda će se kretati iz slatke u slanu kako bi se izjednačila koncentracija soli na obje strane.

Kako voda ulazi u slaniju stranu, njezin se volumen povećava i stvara se dodatni tlak. Taj se tlak potom može usmjeriti prema turbini, koja se okreće i proizvodi električnu energiju. Na taj se način prirodni proces osmoze može iskoristiti kao oblik obnovljivog izvora energije.

Osmotska energija bi jednog dana mogla pružiti koristan izvor osnovne energije obalnim zajednicama koje imaju u izobilju slanu vodu, poput onih u Australiji i na Bliskom istoku.

Povrat energije

Također bi mogla pomoći pri povratu energije iz postrojenja za desalinizaciju. Nedavni projekti koji se provode u Japanu i Francuskoj pokazuju kako se ova tehnologija razvija. U kolovozu je u Fukuoki, gradu na sjevernoj obali japanskog otoka Kyushu, otvorena osmotska elektrana vrijedna 700 milijuna jena (4,5 milijuna dolara). S proizvodnim kapacitetom od 110 kilovata, što je dovoljno za 200 prosječnih kućanstava, energija će se koristiti za pogon obližnjeg postrojenja za desalinizaciju koje proizvodi pitku vodu za grad.

Postrojenja za desalinizaciju troše mnogo električne energije, a većina njih, poput onog u Fukuoki, koristi proces nazvan reverzna osmoza. Taj proces ide protiv prirodnog osmotskog toka tako što se morska voda pod visokim tlakom pumpa kroz polupropusnu membranu kako bi se uklonila sol. Iza sebe ostavlja otpadnu struju izrazito slane vode koja, kada se ispumpa natrag u more, može naštetiti lokalnom okolišu.

Ovo je platforma koja je razbjesnila ugostitelje, sad se širi u Europu

Osmotska elektrana u Fukuoki koristi otpadnu slanu vodu iz obližnjeg postrojenja za desalinizaciju koja, budući da je izrazito koncentrirana, omogućuje da osmoza djeluje brže. A umjesto da koristi vrijednu slatku vodu dobivenu desalinizacijom, elektrana se opskrbljuje prerađenom vodom iz uređaja za pročišćavanje otpadnih voda. Fukuoka District Waterworks, koji vodi projekt, nada se da će osmotska elektrana s vremenom postati dovoljno učinkovita da proizvodi više električne energije dodavanjem morske vode izravno iz mora u slanicu koja dolazi iz postrojenja za desalinizaciju.

Jedan od glavnih razloga zašto je osmotska energija danas postala izvedivija jest razvoj precizno izrađenih membrana. One imaju poboljšanu propusnost vode i manje su sklone začepljenju nečistoćama. Takve membrane čine postrojenja za desalinizaciju učinkovitijima.

Francuski projekt

Sweetch Energy je tvrtka koja gradi osmotsku elektranu na riječnom delti, tamo gdje se Rhônea ulijeva u Sredozemno more na jugu Francuske. Zbog toplog, sunčanog podneblja koje uzrokuje visoku stopu isparavanja, vode Sredozemnog mora posebno su slane. Ako pokusno postrojenje koje je trenutačno u izgradnji bude radilo prema planu i dokaže da tehnologija funkcionira, tvrtka namjerava izgraditi veće postrojenje tijekom sljedećeg desetljeća.

Nicolas Heuzé, direktor Sweetcha, procjenjuje da će to postrojenje imati proizvodni kapacitet od 500 megavata, što je dovoljno da opskrbi 1,9 milijuna stanovnika obližnjeg grada Marseillea i okolnih područja. Tvrtka također radi na sličnim projektima u drugim dijelovima svijeta.

Americi prijeti farmagedon

Njihova tehnologija oslanja se na drugi oblik osmoze. Umjesto membrane koja dopušta prolazak samo molekulama vode iz jedne otopine u drugu, tvrtka koristi membrane koje umjesto toga propuštaju nabijene čestice, poznate kao ioni. Kretanje iona stvara električni potencijal, što je osnova baterije. Dobiveni električni naboj zatim se koristi za izravno stvaranje električne struje.

Osmotski generatori uz Rhôneu izgrađeni su slaganjem niza ionski selektivnih membrana kroz koje teku slatka i slana voda, izvučene s različitih mjesta u delti. Premda je proces prijenosa iona poznat već godinama, trošak izrade potrebnih membrana bio je previsok. Gospodin Heuzé kaže da je tvrtka razvila jeftinije i učinkovitije verzije koristeći strukture nanocijevi izrađene od prirodnih materijala, kao što je drvo. Detalji, međutim, ostaju poslovna tajna.

Tvrtka se nada da će s vremenom moći proizvoditi električnu energiju po niveliranom trošku proizvodnje (stručni izraz koji znači prosječni trošak proizvodnje električne energije tijekom cijelog životnog vijeka nekog postrojenja) manjem od 100 dolara po megavatsatu. Neki oblici solarne i vjetroenergije mogu ispasti jeftiniji, ali njihova nepouzdanost, sunce ne sja uvijek, niti vjetar puše stalno, znači da su potrebne baterije za održivu isporuku energije. Međutim, Heuzé ističe da bi, sve dok rijeka teče u more, osmotska energija mogla proizvoditi električnu energiju danju i noću, bez obzira na vremenske uvjete.