Công nghệ phát điện của Nhật Bản tận dụng nước biển

Thay vì chỉ xử lý nước muối như chất thải, Nhật Bản đang tận dụng chênh lệch độ mặn để tạo ra nguồn điện tái tạo. Năng lượng gió và năng lượng mặt trời đã được khẳng định là những nguồn năng lượng tái tạo quan trọng. Tuy nhiên, với các quốc gia có nhiều đường bờ biển, một công nghệ mới đầy hứa hẹn mang tên năng lượng thẩm thấu đang mở ra một khả năng khác. Đây là công nghệ tạo ra điện từ sự tương tác tự nhiên giữa nước mặn và nước ngọt.

Nhật Bản đã tiên phong trong việc triển khai công nghệ năng lượng tái tạo mới với một nhà máy điện thẩm thấu tại thành phố Fukuoka. Nhà máy sử dụng nước muối đậm đặc còn sót lại từ quá trình khử muối nước biển và nước thải đã qua xử lý. Thay vì thải bỏ hai dòng nước này, nhà máy tận dụng sự khác biệt về nồng độ muối giữa chúng để sản xuất điện năng. Quá trình thẩm thấu cho phép các phân tử nước di chuyển từ phía nước ngọt sang phía nước mặn, tạo ra áp suất có thể dẫn động tuabin và máy phát điện.

Năng lượng thẩm thấu có thể trở thành một nguồn năng lượng quan trọng?

Một điểm nổi bật của công nghệ năng lượng thẩm thấu là nó không phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời hay gió, có thể sản xuất điện bất cứ khi nào có đủ hai dòng nước. Tuy nhiên, việc sản xuất điện từ thẩm thấu cũng đối mặt với nhiều thách thức. Nhà máy cần năng lượng để vận hành thiết bị và các màng lọc đặc biệt phải hoạt động hiệu quả và tiết kiệm chi phí để đảm bảo tính khả thi thương mại.

Nhà máy ở Fukuoka có thể sản xuất khoảng 880.000 kWh điện mỗi năm, đủ để cung cấp cho khoảng 300 hộ gia đình Nhật Bản. Tuy nhiên, việc mở rộng quy mô hệ thống vẫn là một thách thức lớn. Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra tổn thất năng lượng do bơm nước và ma sát trên màng lọc có thể làm giảm lượng điện năng khả dụng. Do đó, cải tiến công nghệ màng lọc và máy bơm là rất quan trọng để biến năng lượng thẩm thấu thành một nguồn năng lượng cạnh tranh.

Năng lượng thẩm thấu có thể không phải là đối thủ của các trang trại điện gió và điện mặt trời , thay vào đó, công nghệ này có thể trở thành giải pháp bổ sung cho các cơ sở đã xử lý lượng nước lớn, đặc biệt là ở các vùng ven biển có nhiều cơ sở hạ tầng khử muối như một số khu vực ở Trung Đông. Nhật Bản đã chứng minh khả năng của công nghệ, bước tiếp theo là làm cho nó hiệu quả và giá cả phải chăng hơn để được áp dụng rộng rãi.