ژاپن نخستین نیروگاه «برق اسمزی» خود را افتتاح کرد؛ امیدی تازه برای انرژیهای تجدیدپذیر
افتتاح نخستین نیروگاه اسمزی ژاپن در فوکوئوکا امید تازهای برای انرژیهای پاک ایجاد کرد. با ابن حال محدودیتهایی چون هزینه بالا، تلفات انرژی و دشواری مقیاسپذیری آینده آن را مبهم کرده است.
شهر فوکوئوکا در جنوبغرب ژاپن میزبان نخستین نیروگاه اسمزی این کشور و دومین نمونه در جهان شد؛ پروژهای که سالانه حدود ۸۸۰ هزار کیلووات ساعت برق تولید خواهد کرد.
این در حالی است که تولید در نیروگاههای بادی و خورشیدی همچنان به شرایط جوی وابسته است، اما فناوری اسمزی به دلیل اتکا به فرآیند دائمی ترکیب آب شیرین و شور، میتواند شبانهروز و بدون وقفه برق تولید کند. خصلتی که کارشناسان آن را یک نقطه عطف در مسیر توسعه انرژیهای تجدیدپذیر میدانند.
اسمز پدیدهای طبیعی است که طی آن آب از محیط رقیقتر (مثلاً آب شیرین) به محیط غلیظتر (آب شور) حرکت میکند تا غلظت در دو سوی غشاء نیمهتراوا به تعادل میرسد.
نیروگاه اسمزی با بهرهگیری از همین اصل کار میکند: آب دریا و آب شیرین یا پساب تصفیهشده در دو طرف غشاء قرار میگیرند. با حرکت آب به سمت بخش شورتر، حجم و فشار افزایش مییابد، این فشار سپس توربین متصل به ژنراتور را به حرکت درآورده و برق تولید میشود.
به گفته دکتر «علی الطائی» پژوهشگر دانشگاه فناوری سیدنی: «در فوکوئوکا از آب شور غلیظشده حاصل از فرآیند نمکزدایی استفاده میشود که اختلاف غلظت بیشتری ایجاد کرده و توان خروجی بالاتری فراهم میکند.»
نیروگاه فوکوئوکا دومین نیروگاه تجاری جهان است. نخستین بار شرکت SaltPower در سال ۲۰۲۳ نیروگاهی مشابه را در ماریآگر دانمارک راهاندازی کرد.
پروفسور «ساندرا کنتیش» از دانشگاه ملبورن توضیح میدهد: «نیروگاه ژاپن از نظر ابعاد بزرگتر از نمونه دانمارکی است، اما ظرفیت تولید هر دو تقریباً مشابه است.»
پیشتر نیز پروژههای آزمایشی در نروژ، کره جنوبی، اسپانیا و قطر اجرا شده و حتی یک نمونه در دانشگاه سیدنی ساخته شده بود که به دلیل بحران کرونا متوقف شد.
چرا این فناوری هنوز فراگیر نشده است؟
با وجود سادگی ایده، مشکلات فنی و اقتصادی مانع گسترش سریع آن شدهاند. کنتیش میگوید: «بخش قابلتوجهی از انرژی در فرآیند پمپاژ آب و عبور از غشاء از دست میرود. در نتیجه بهره خالص انرژی پایین است. با این حال پیشرفت در فناوری غشاءها و پمپها در حال کاهش تلفات انرژی است.» او اضافه میکند: «ویژگی مثبت پروژه ژاپن استفاده از پساب نمکزدایی است. این موضوع اختلاف شوری را بیشتر کرده و میزان انرژی تولیدی را بالا میبرد.»
در واقع یکی از چالشهای اصلی، هزینه بالا و دوام محدود غشاءهای نیمهتراو است. بدون بهبود در این بخش، نیروگاههای اسمزی در مقیاس بزرگ مقرونبهصرفه نخواهند بود.
فناوری آینده؟
گزارش بانک سرمایهگذاری اروپا نشان میدهد که تا سال ۲۰۵۰ تقاضا برای انرژیهای پاک در آسیا دو برابر خواهد شد. در این میان، انرژی اسمزی به دلیل قابلیت تولید پایدار میتواند جایگاهی ویژه پیدا کند.
اما کارشناسان تردیدهایی دارند. الطائی میگوید: «این فناوری باید از مقیاس آزمایشگاهی فراتر رفته و حمایت مالی بیشتری جذب کند. در استرالیا، ما منابعی مانند دریاچههای نمکی در نیو ساوت ولز داریم که میتواند برای چنین نیروگاههایی استفاده شود، اما بدون سرمایهگذاری دولتی بعید است پیشرفتی حاصل آید.»
برخی رسانههای ژاپنی این پروژه را «نماد اراده توکیو برای کاهش وابستگی به سوختهای فسیلی» دانستهاند. در عین حال تحلیلگران انرژی هشدار دادهاند که با ظرفیت فعلی، نیروگاه فوکوئوکا تنها پاسخگوی نیاز یک منطقه کوچک است و نمیتواند نقشی کلان در امنیت انرژی ژاپن ایفا کند.
با این حال، سرمایهگذاران خصوصی در حال ارزیابی فرصتها هستند. اگر هزینه غشاءها کاهش یابد و بازدهی افزایش پیدا کند، انتظار میرود نیروگاههای اسمزی بتوانند سهمی قابلتوجه در بازار جهانی انرژیهای تجدیدپذیر پیدا کنند.
افتتاح نیروگاه فوکوئوکا گامی مهم اما محدود در مسیر توسعه انرژیهای نو است. این فناوری توانایی منحصربهفردی دارد: برق پاک، شبانهروزی و پایدار بدون وابستگی به باد یا خورشید اما چالشهای اقتصادی و فنی، آینده آن را مبهم کرده است. به بیان پروفسور کنتیش: «نیروگاه فوکوئوکا بیش از آنکه پاسخی نهایی باشد، یک آزمایش حیاتی است. اگر موفق شود، میتواند راه را برای پروژههای بزرگتر در سراسر جهان هموار کند.»
