ژاپن پیشگام در انرژی اسمزی: فوکوئوکا، دومین شهر جهان با نیروگاه تولید برق از آب شور

شهر فوکوئوکا در ژاپن، با افتتاح نخستین نیروگاه اسمزی خود، گامی بلند در مسیر بهره‌برداری از آب شور به عنوان منبعی قابل‌اعتماد برای انرژی تجدیدپذیر برداشته است. این اقدام، ژاپن را پس از دانمارک، به دومین کشور جهان تبدیل می‌کند که به طور رسمی روی انرژی اسمزی سرمایه‌گذاری کرده است.

تولید برق برای صدها خانوار

نیروگاه تازه تأسیس فوکوئوکا، که اوایل همین ماه در غرب توکیو به بهره‌برداری رسید، انتظار می‌رود سالانه حدود ۸۸۰ هزار کیلووات ساعت برق تولید کند. این میزان برق برای تأمین نیاز تقریبی ۲۹۰ خانوار ژاپنی کافی خواهد بود.

در حال حاضر، وظیفه اصلی این تأسیسات، تأمین انرژی مورد نیاز برای کارخانه آب‌شیرین‌کن فوکوئوکا است که آب شیرین مناطق همجوار را فراهم می‌کند. موفقیت این طرح می‌تواند راه را برای گسترش انرژی اسمزی هموار سازد؛ منبعی طبیعی و کم‌خطر در مقایسه با سوخت‌های فسیلی که تاکنون به دلیل چالش‌های عملی، رشد چندانی نداشته است.

فناوری اسمز چگونه کار می‌کند؟

اسمز یک فرایند طبیعی است که بر اساس تمایل طبیعت برای «متعادل کردن شرایط» عمل می‌کند. در یک نیروگاه اسمزی، این فرایند به شرح زیر است:

• جداسازی آب: غشای ویژه‌ای لایه‌های آب شیرین و آب دریا را از هم جدا می‌کند.
• فشار آب دریا: آب دریا تحت فشار کمی بیشتر قرار می‌گیرد.
• حرکت آب شیرین: اسمز باعث می‌شود آب شیرین به سمت لایه آب شور حرکت کند تا غلظت نمک در دو طرف غشا نیمه‌تراوا به تعادل برسد.
• تولید برق: این جابه‌جایی منجر به افزایش فشار می‌شود که یک توربین را به حرکت درآورده و در نهایت برق تولید می‌کند.

کنچی هیروکاوا، مدیر مرکز آب‌شیرین‌کنی آب دریا در سازمان آب‌رسانی منطقه‌ای فوکوئوکا، می‌گوید: «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.»

چالش‌ها و چشم‌انداز آینده

با وجود مزایای فراوان، انرژی اسمزی هنوز با چالش‌هایی روبروست. ساندرا کنتیش، مهندس شیمی در دانشگاه ملبورن استرالیا، به مشکل «اتلاف گسترده انرژی» در هنگام پمپاژ آب به داخل نیروگاه و عبور از غشاها اشاره می‌کند.

او توضیح می‌دهد: «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، پژوهشگران به طور جدی در حال کار بر روی بهبود فناوری غشا و پمپ‌ها هستند تا این مشکلات به حداقل برسد. مقامات فوکوئوکا نسبت به هدف خود برای بهره‌گیری از اسمز به عنوان منبعی قابل‌اعتماد برای تأمین انرژی ژاپن خوش‌بین هستند.

هیروکاوا این طرح را «یک طرح معنادار و شاید آغاز یک برنامه در پاسخ ما به تغییرات اقلیمی» توصیف می‌کند.