Pamirškite saulės baterijas ir vėjo jėgaines. Japonai ką tik pasauliui parodė visiškai naują energijos šaltinį. Jėgainė jau dirba ()
Kai didžioji pasaulio dalis daugiausia dėmesio skiria saulės baterijoms ir vėjo jėgainėms, Japonija nusprendė pasirinkti visiškai kitą kelią.
© Fukuoka Area Waterworks Agency (Asmeninis albumas)
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Fukuokoje ką tik pradėjo veikti objektas, galintis pakeisti požiūrį į atsinaujinančius energijos šaltinius. Tai ne dar viena saulės ar vėjo elektrinė, o pirmoji Azijoje jėgainė, naudojanti osmoso reiškinį.
Fukuokos elektrinė oficialiai pradėjo veikti rugpjūčio 5 d. ir planuoja per metus pagaminti apie 880 000 kilovatvalandžių elektros energijos. Nors šie skaičiai nėra įspūdingi, palyginti su tradicinėmis jėgainėmis, juos verta vertinti platesniame kontekste. Ši energija nebus tiekiama paprastiems vartotojams – ji maitins netoliese veikiančią jūros vandens gėlinimo įmonę, sukurdama įdomų simbiotinį ryšį.
Šios netradicinės jėgainės galios pakaktų aprūpinti apie 220 japoniškų namų ūkių. Tai kukli pradžia, tačiau energetikos technologijose svarbus kiekvienas, net ir mažiausias žingsnis į priekį. Japonų projektas yra tik antras toks pasaulyje – pirmoji osmosinė elektrinė pradėjo veikti 2023 m. Danijos mieste Mariageryje, kur bendrovė „SaltPower“ pirmoji nusprendė komerciškai panaudoti osmosinę energiją.
Gamybos mastai ir galimybės
Metinė 880 000 kWh gamyba atrodo gana kukliai, tačiau perskaičiavus į realius poreikius vaizdas jau įdomesnis. Atsižvelgiant į tai, kad vidutinis Japonijos namų ūkis per metus sunaudoja apie 4000 kWh, ši elektrinė iš tiesų galėtų aprūpinti daugiau nei 200 šeimų.
|
Vis dėlto svarbiausia – strateginis požiūris į projektą. Osmosinės jėgainės gaminama energija maitina jūros vandens gėlinimo įrenginį, sukurdama beveik uždarą ciklą. Sūrymas, likęs po gėlinimo proceso, naudojamas tolesnei energijos gamybai, taip elegantiškai sprendžiant šio šalutinio produkto utilizavimo problemą.
Kaip veikia osmosinė energija?
Osmosas – tai natūralus reiškinys, kai vanduo juda per pusiau laidžią membraną iš mažesnės koncentracijos tirpalo į didesnės koncentracijos. Osmosinės elektrinės pasinaudoja šiuo principu, sukurdamos druskingumo gradientą tarp jūros vandens ir gėlo vandens. Taip susidaręs slėgis suka turbinas, kurios gamina elektros energiją.
Praktiškai tai vyksta taip: priešingose specialios membranos pusėse patalpinamas gėlas ir jūros vanduo. Vanduo iš mažiau druskingos pusės pereina į labiau druskingąją, sukeldamas slėgį, kurį galima paversti elektra.
Japonų įrenginys turi esminį pranašumą prieš teorinius modelius – vietoje paprasto jūros vandens naudojamas gėlinimo proceso metu likęs koncentruotas sūrymas. Tai padidina druskingumo skirtumą, o kartu ir galimą energijos kiekį, todėl procesas tampa efektyvesnis.
Didžiausias osmosinės technologijos privalumas – jos nepriklausomumas nuo oro sąlygų. Skirtingai nuo saulės ir vėjo jėgainių, ji gali veikti ištisus metus be pertraukų ir neišskiria anglies dvideginio.
Osmosinės energijos raidos istorija
Osmosinės, arba mėlynosios energijos, koncepcija siekia XX a. 6-ąjį dešimtmetį, kai R.E. Pattle pirmą kartą aprašė teorinius pagrindus. Lūžį atnešė profesoriaus Sidney’io Loebo darbai 8-ajame dešimtmetyje – jis sukūrė atidėto slėgio osmoso modelį, tapusį šiuolaikinių sprendimų pagrindu.
Naujausi pasiekimai – „Toyobo“ sukurtos tuščiavidurių skaidulų membranos, naudojamos ir Danijos elektrinėje. Lygiagrečiai vystomos ir kitos inovacijos, pavyzdžiui, „Sweetch Energy“ įmonės technologija INOD, galinti dar labiau padidinti proceso efektyvumą.
Iššūkiai ir perspektyvos
Nepaisant potencialo, osmosinė energija vis dar susiduria su rimtais techniniais sunkumais. Pagrindinės problemos – aukšta membranų kaina, ribotas našumas ir dideli energijos nuostoliai, atsirandantys pumpuojant vandenį bei dėl trinties tekant per membranas.
Daug energijos prarandama dar pumpuojant du vandens srautus į jėgainę. Papildomų nuostolių sukelia trintis, todėl grynasis gaunamos energijos kiekis kol kas nėra didelis. Membranų ir siurblių technologijų pažanga pamažu mažina šias problemas, tačiau kelias iki visiško ekonominio efektyvumo dar ilgas.
Vis dėlto bandomieji projektai Norvegijoje ir Pietų Korėjoje rodo realų technologijos potencialą. Kiekviena nauja instaliacija suteikia vertingų duomenų, padedančių tobulinti procesą ir didinti jo pelningumą.
Ypač sparčiai osmosinės energijos plėtra galėtų vykti šalyse, turinčiose natūralių sūrymų šaltinių. Australija, kurioje Naujojo Pietų Velso valstijoje yra druskingų ežerų, galėtų tapti viena šios technologijos pionierių, jei sulauktų tinkamos valdžios paramos.
Globalus potencialas ir ateities taikymas
Osmosinės energijos galimybės pasauliniu mastu yra išties didelės, ypač regionuose, kuriuose natūralūs vandens telkiniai pasižymi dideliu druskingumu. Valstybės, aktyviai vykdančios jūros vandens gėlinimą – tokios kaip Persijos įlankos šalys, Australija ar Izraelis – galėtų panaudoti sūrymo atliekas energijai gaminti vietoje to, kad jas tiesiog šalintų.
Japonijos elektrinė yra svarbus įrodymas, kad technologiją galima taikyti platesniu mastu. Nors dabartinės instaliacijos dar palyginti nedidelės, kiekviena jų priartina prie momento, kai osmosinė energija taps konkurencinga kitų atsinaujinančių išteklių atžvilgiu.
Vandens gėlinimo ir energijos gamybos derinimas sukuria sinergiją, kuri ypač patraukli regionams, susiduriantiems su gėlo vandens trūkumu. Klimatui kintant ir augant gėlinimo poreikiui, osmosinė energija gali rasti savo nišą pasaulinėje energetikoje.
Fukuokos elektrinė – tik šio kelio pradžia. Jei japonų patirtis pasiteisins, panašių instaliacijų galima tikėtis ne tik Azijoje, bet ir visame pasaulyje. Mėlynoji energija pamažu nustoja būti vien teorinė idėja ir tampa realia alternatyva tradiciniams energijos šaltiniams.
Kas laukia mėlynosios energijos?
Žvelgiant į Japonijos projektą, sunku neįžvelgti technologijos, kuri dar tik žengia pirmuosius žingsnius, bet turi milžinišką potencialą. Japonų sėkmė gali atverti kelią panašiems projektams kitose pasaulio vietose, ypač ten, kur jūros vandens gėlinimas jau yra įprasta praktika. Tai gali tapti vienu iš tų atvejų, kai iš pirmo žvilgsnio nišinė technologija pasirodo esanti trūkstamas elementas tvarios energetikos dėlionėje.
