Nhà Máy Năng Lượng Thẩm Thấu Đầu Tiên Của Nhật Bản: Ý Nghĩa Đối Với Năng Lượng Sạch
Nhật Bản vừa khánh thành nhà máy năng lượng thẩm thấu đầu tiên tại thành phố ven biển Fukuoka, mở ra một bước tiến vào dạng năng lượng tái tạo còn ít người biết nhưng đầy triển vọng. Cơ sở này, chỉ là nhà máy thứ hai trên thế giới, được thiết kế để sản xuất khoảng 880.000 kilowatt giờ điện mỗi năm, đủ để vận hành một nhà máy khử mặn địa phương cung cấp nước uống cho Fukuoka và các cộng đồng lân cận.
Theo Tiến sĩ Ali Altaee, Đại học Công nghệ Sydney, sản lượng này có thể cung cấp điện cho khoảng 220 hộ gia đình trung bình tại Nhật. Mặc dù vẫn còn ở giai đoạn đầu và quy mô tương đối nhỏ, năng lượng thẩm thấu có một lợi thế lớn so với các nguồn tái tạo khác: nó hoạt động liên tục, không bị ảnh hưởng bởi thời tiết hay ánh sáng ban ngày. Bằng cách khai thác năng lượng từ sự pha trộn tự nhiên của nước mặn và nước ngọt, quy trình này cung cấp nguồn điện ổn định 24/7.
Năng Lượng Thẩm Thấu Là Gì?
Thẩm thấu là hiện tượng tự nhiên, trong đó nước di chuyển qua màng bán thấm từ dung dịch có nồng độ thấp sang dung dịch có nồng độ cao, nhằm cân bằng hai bên. Các nhà máy năng lượng thẩm thấu áp dụng cùng một nguyên lý bằng cách đặt nước biển và nước ngọt ở hai bên của màng được thiết kế đặc biệt, với nước biển được giữ ở áp suất nhẹ. Khi nước ngọt di chuyển sang bên nước mặn, thể tích chất lỏng có áp suất tăng lên, tạo ra năng lượng có thể thu được. Tại Fukuoka, nước sông hoặc nước thải đã xử lý được kết hợp với nước biển. Áp suất tạo ra sẽ đẩy nước đi qua turbine nối với máy phát điện, biến dòng chảy tự nhiên thành điện năng sử dụng được.
Các Nơi Khác Đang Sử Dụng Năng Lượng Thẩm Thấu
Cơ sở Fukuoka chỉ là nhà máy năng lượng thẩm thấu thứ hai trên thế giới, sau nhà máy đầu tiên xây dựng năm 2023 tại Mariager, Đan Mạch. Các dự án thí điểm nhỏ hơn cũng đã được thử nghiệm ở Na Uy, Hàn Quốc, Tây Ban Nha và Qatar.
Những Thách Thức
Một lượng lớn năng lượng tiêu tốn chỉ để bơm nước vào hệ thống và di chuyển qua màng. Việc cải tiến hiệu suất bơm và thiết kế màng đang giúp giảm bớt hạn chế này. Cơ sở Nhật Bản cũng sử dụng nước biển cô đặc – nước thải mặn còn lại từ khử mặn – làm một đầu vào, tăng năng lượng thu hồi.
Tương Lai
Nhà máy Fukuoka cho thấy năng lượng thẩm thấu có thể được áp dụng để phát điện quy mô lớn hơn. Các nguyên mẫu ở Úc có thể được kích hoạt lại nếu có tài trợ từ chính phủ, mở ra khả năng thực hiện các dự án tương đương với cơ sở Nhật Bản.
Tóm tắt:
-
Nhà máy năng lượng thẩm thấu thứ hai trên thế giới, đầu tiên tại Nhật Bản.
-
Sản lượng 880.000 kWh/năm, đủ cho ~220 hộ gia đình, hỗ trợ khử mặn.
-
Hoạt động liên tục, không phụ thuộc thời tiết hay ánh sáng.
-
Khai thác sự chênh lệch nồng độ muối giữa nước biển và nước ngọt.
-
Thách thức: năng lượng tiêu tốn cho bơm và ma sát, nhưng cải tiến hiệu suất giúp tăng hiệu quả.
-
Tương lai: tiềm năng mở rộng ở các quốc gia khác.
