日本福冈启用了全球第二座、亚洲首座渗透发电厂。福冈地方水道局称,该发电厂于8月5日开始运营,预计年发电量达880,000千瓦时,所发电力将输送至服务当地及周边地区的海水淡化厂。

该机构把渗透能描述为“不受天气或时间影响且不排放二氧化碳的下一代可再生能源”,并将此初创项目视为迈向全天候清洁电力的重要一步。东京科学研究所名誉教授谷冈昭彦通过共同社表示,对这项技术投入实际应用感到激动,希望其能在日本乃至世界各地推广。悉尼科技大学阿里·阿尔泰伊博士向《卫报》透露,福冈发电厂预计可为日本约220个家庭供电。
渗透发电技术近期发展势头良好,2023年丹麦玛利亚赫尔建成了世界上首个商业规模的此类发电设施。渗透发电厂利用渗透原理,水通过半透膜从浓度较低的溶液流向浓度较高的溶液。在福冈,电力由半透膜两侧水流的盐度梯度产生:一侧是提取淡水产生的浓缩海水,另一侧是污水处理厂的处理水。膜允许水通过却阻挡杂质,水向盐度较高一侧移动使压力增大,进而驱动涡轮机和发电机。
据共同社报道,该机构强调,这种方法避免了风能和太阳能的间歇性,且发电时不排放二氧化碳。福冈工厂是继丹麦2023年建成首座工厂后的又一家。此前,挪威和韩国进行过中试规模示范,悉尼科技大学、西班牙和卡塔尔的研究小组也建造了原型机。不过,悉尼科技大学桑德拉·肯蒂什教授向《卫报》指出,虽然咸水与淡水混合会释放能量,但将水流泵入发电厂及膜的摩擦损耗会使大量能量损失,最终净能量较小。她还提到,日本发电厂使用浓缩海水增加了盐浓度差异,从而增加了可用能量。
渗透能量或“蓝色”能量概念已发展数十年。1954年,RE Pattle首次提出从淡水和咸水混合中获取能量的潜力理论。20世纪70年代,反渗透海水淡化共同发明人Sidney Loeb教授观察约旦河和死海自然混合后,开发了压力缓渗(PRO)框架。主要障碍之一是膜的成本和效率,因需要大表面积和高压,压力及摩擦损失会侵蚀净收益。
近期进展旨在突破这些限制。东洋纺公司开发的中空纤维正向渗透膜,可提高现代装置整体效率,已应用于丹麦首座全功能渗透发电厂。同时,法国初创公司Sweetch Energy的离子纳米渗透扩散(INOD)等新兴方法,利用生物源原料和纳米渗透扩散原理增强离子选择性、减少损失,以实现更具可扩展性的蓝色能量捕获。









