河水與海水鹽度不同，由此產(chǎn)生的滲透能正成為一種潛力巨大的可再生能源。其發(fā)電原理是利用滲透膜分隔淡水和咸水，通過產(chǎn)生的滲透壓驅(qū)動渦輪發(fā)電。這種方式無污染、零碳排放，且不受天氣影響，能夠全天候持續(xù)供電。2009年，挪威國家電力公司在托夫特建成全球首座滲透能發(fā)電裝置，實(shí)現(xiàn)了人類首次對該能源的實(shí)際應(yīng)用。不過當(dāng)時受技術(shù)所限，發(fā)電能力有限。
世界經(jīng)濟(jì)論壇網(wǎng)站已將滲透能發(fā)電列為2025年十大值得關(guān)注的新興技術(shù)之一，并在稍早時間的報道中指出，納米流體學(xué)與膜技術(shù)的最新突破，有望推動滲透能走向商業(yè)化。據(jù)迪拜未來基金會估算，滲透能未來或可滿足全球近五分之一的電力需求，年發(fā)電潛力高達(dá)5177太瓦時。
技術(shù)進(jìn)步加速商業(yè)化進(jìn)程
自20世紀(jì)50年代起，滲透能就引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的關(guān)注。到70年代，人們開始嘗試?yán)眠@種能源，但由于當(dāng)時用于產(chǎn)生離子電流的膜效率較低，只能產(chǎn)生少量電力，因此未能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
法國Sweetch能源公司致力于推廣滲透能技術(shù)，其聯(lián)合創(chuàng)始人尼古拉斯·赫澤表示，這種發(fā)電方式不產(chǎn)生二氧化碳或其他溫室氣體。與依賴天氣條件的太陽能和風(fēng)能不同，滲透能可以提供穩(wěn)定、可預(yù)測的電力供應(yīng)。更重要的是，在滲透過程中，水最終會回歸原始環(huán)境，對生態(tài)系統(tǒng)的影響極小。據(jù)估計，全球各大三角洲和河口每年釋放的滲透能接近30000太瓦時，已超過全球電力需求總量。
澳大利亞國立大學(xué)控制論學(xué)院院長凱瑟琳·丹尼爾在接受《創(chuàng)新者》采訪時表示，近年來，納米流體學(xué)與膜設(shè)計領(lǐng)域取得重要突破，使?jié)B透能的商業(yè)化成為可能。例如，Sweetch能源公司研發(fā)了一種名為離子納米滲透擴(kuò)散的新型納米多孔膜。該膜采用先進(jìn)納米管技術(shù)，以常見的生物材料制成，孔隙直徑僅10納米，因此具備卓越的離子遷移性能。
測試結(jié)果顯示，該膜的滲透性能是當(dāng)前同類產(chǎn)品的20至25倍。此外，由于采用行業(yè)現(xiàn)有的生物源材料制造，其材料成本預(yù)計可降至當(dāng)前價格的十分之一，從而成為真正節(jié)能且具成本效益的解決方案。
2024年底，該公司位于羅納河與地中海交匯處的中試工廠OsmoRh?ne投入運(yùn)營。之所以選址于此，是因?yàn)榱_納河提供了法國境內(nèi)最大的滲透能，估計約占該河流總水力能的三分之一。
從長遠(yuǎn)來看，OsmoRh?ne的產(chǎn)能有望達(dá)到500兆瓦，足以滿足超過150萬戶家庭的用電需求。預(yù)計到2030年發(fā)電成本將降至每兆瓦時100歐元，這使其能夠與核能、煤炭和天然氣等主要基載能源競爭，甚至比其他可再生能源更具價格優(yōu)勢。
多方競逐藍(lán)能市場
Sweetch能源公司表示，正積極在北美和亞洲等地探索類似的開發(fā)機(jī)遇，這些地區(qū)均擁有豐富的滲透能資源。
與此同時，全球范圍內(nèi)也有多家機(jī)構(gòu)正致力于推廣滲透能應(yīng)用。日本首座滲透能發(fā)電廠于今年8月5日在西南部的福岡縣正式投運(yùn)。據(jù)預(yù)估，該電廠每年可發(fā)電88萬千瓦時，這相當(dāng)于鋪滿兩個足球場的太陽能電池板所產(chǎn)生的電力。這些電力將主要用于海水淡化設(shè)施，為福岡及周邊地區(qū)提供穩(wěn)定的淡水供應(yīng)。
而成立于2015年的丹麥公司SaltPower則另辟蹊徑，他們利用從地?zé)釄龅赜砍龅某邼舛塞}溶液進(jìn)行發(fā)電，為滲透能開發(fā)開辟了新的技術(shù)路徑。
能源韌性有望增強(qiáng)
世界經(jīng)濟(jì)論壇網(wǎng)站的報道強(qiáng)調(diào)，盡管當(dāng)前仍面臨環(huán)境評估、監(jiān)管政策與基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模化等挑戰(zhàn)，但科學(xué)研究和早期試點(diǎn)項(xiàng)目顯示，滲透能發(fā)電有望成為風(fēng)能、太陽能與水力發(fā)電的有力補(bǔ)充。據(jù)earth.org網(wǎng)站報道，若能充分開發(fā)，滲透能有望在2050年前滿足全球高達(dá)15%的電力需求。
此外，一旦滲透能技術(shù)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，公用事業(yè)公司有望開發(fā)出融合滲透能、風(fēng)能、太陽能及水力技術(shù)的混合可再生能源系統(tǒng)，從而顯著增強(qiáng)區(qū)域能源韌性。
迪拜未來基金會則強(qiáng)調(diào)，滲透能的意義遠(yuǎn)不止于發(fā)電。基于滲透能的技術(shù)還可推動海水淡化方法的革新，并在此過程中回收鋰、氮等關(guān)鍵資源。這些應(yīng)用表明，滲透能技術(shù)有望在可持續(xù)資源管理中扮演更廣泛的角色，以創(chuàng)新方式實(shí)現(xiàn)能源、水與關(guān)鍵材料的協(xié)同循環(huán)，構(gòu)建起水資源管理、能源生產(chǎn)與資源開采深度耦合的新型互聯(lián)系統(tǒng)。
（責(zé)任編輯：蔡文斌）
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