Осмотическая электростанция
Осмотическая электростанция — стационарная установка, основанная на принципе диффузии жидкостей (осмос), которая для производства электроэнергии использует либо механическую силу осмотического давления, либо электрическую энергию обратного электродиализа[1]
Принцип действия
[править | править код]
Осмотическая электростанция берёт под контроль смешивание солёной и пресной воды, тем самым извлекает энергию из увеличивающейся энтропии жидкостей. Смешивание проходит в резервуаре, который разделен на два отсека полупроницаемой мембраной. В один отсек подается вода с высоким содержанием соли (морская вода или, что еще лучше, концентрированный раствор, получающийся при процессе получения пресной воды из морской[1]), а в другой пресная. В качестве пресной воды может быть взята вода из очистных сооружений. За счёт разной концентрации солей в морской и пресной воде, молекулы воды из пресного отсека, стремясь выровнять концентрацию соли, переходят через мембрану в морской отсек. В результате этого процесса в отсеке с морской водой формируется избыточное давление, которое в свою очередь используется для вращения гидротурбины, вырабатывающей электроэнергию.
При обратном электродиализе используется не механическая энергия осмоса, а электрическая энергия, возникающая в результате перехода ионов металлов через мембрану.
Преимущества и недостатки технологии
[править | править код]Преимущества
- В отличие от ветра и солнца, предоставляет из себя непрерывный возобновляемый источник энергии, с незначительными сезонными колебаниями.
- Малый вклад в парниковый эффект по сравенению с альтернативными способами производства электроэнергии.
- Большой потенциал для использования в мире, т.к. существует много мест, где есть вода с различной концентрацией соли
Недостатки
- Сложности изготовления, дороговизна мембран и их способность забиваться и терять производительность.
- Осмотическая электростанция может использоваться там, где есть вода с различной концентрацией солей, например только в устьях рек, где пресная вода вливается в солёную.
История
[править | править код]Первая осмотическая электростанция была построена компанией Statkraft (en:Statkraft) в норвежском городке Тофте (коммуна Хурум), на территории целлюлозно-бумажного комбината «Södra Cell Tofte»[2][3]. Строительство электростанции обошлось в 20 миллионов долларов и 10 лет, проведенных в исследованиях и разработке технологии. На начальном этапе электростанция вырабатывала примерно 2—4 киловатта электрической энергии. Впоследствии планировалось увеличить выработку энергии до 10 киловатт[2].
В 2025 году была запущена осмотическая электростанция в городе Фукуока, Япония, способная выробатывать энергию 110 кВт, что достаточно для снабжения около 200 домохозяйств[4][1]. Вместо соленой воды компания использует концентрат, образующийся при опреснении воды, а в качестве пресной воды используется обработанная сточная вода.
Также в 2025 году во Франции был запущено производство электроэнергии на первой промышленной установке объемом 3000 кубометров на основе обратного электродиализа[1][5].
Потенциал и перспективы осмотической энергетики
[править | править код]- В 2009 году компания Statkraft оценивала потенциал данного типа энергетики в 1600—1700 ТВт*ч. Что составляет около 10 % от всего мирового потребления электроэнергии.[2] . В 2009 году планировалось создание ещё одной экспериментальной электростанции, мощностью до одного мегаватта.[2]
- В 2025 году компания Sweetch -- создатель первого промышленной опытной установки на основе обратного электродиализа -- оценивала потенциал осмотической энергии (оценивая размер впадающих пресных рек в соленые океаны) в мире в размере 30000 ТВт*ч, что превышает текущую меровую потребность электроэнергии. По оценки компании осмотическая энергия могла бы составлять до 15 % мирового производства электроэнергии, существенно сократив негативный вклад электрогенерации в экологию[5].
Примечания
[править | править код]- ↑ 1 2 3 4 A new way to generate electricity from water // The Economist. — ISSN 0013-0613.
- ↑ 1 2 3 4 Первая осмотическая электростанция заработала в Норвегии. Дата обращения: 26 апреля 2011. Архивировано из оригинала 1 мая 2016 года.
- ↑ Первая в мире осмотическая электростанция открылась в Норвегии. Дата обращения: 10 мая 2014. Архивировано 13 мая 2014 года.
- ↑ В Японии запустили в работу прорывную осмотическую электростанцию. www.techcult.ru. Дата обращения: 28 ноября 2025.
- ↑ 1 2 Revolutionizing Energy: Clean Osmotic Power with INOD® - Sweetch Energy (амер. англ.). https://www.sweetch.energy/. Дата обращения: 28 ноября 2025.
Ссылки
[править | править код]- Сайт Норвежской государственной компании, которая разрабатывала осмотическую электростанцию Архивная копия от 16 марта 2021 на Wayback Machine
