انرژی اسمزی؛ گام تازه ژاپن در مسیر تجدیدپذیرها

ژاپن با افتتاح نخستین نیروگاه انرژی اسمزی خود در شهر فوکوئوکا، فصل جدیدی در حوزه انرژی‌های پاک آغاز کرده است.

به گزارش تک‌ناک، این نیروگاه که توسط آژانس آب و فاضلاب منطقه فوکوئوکا در اسکله مامیزو به بهره‌برداری رسید، اکنون برق مورد نیاز بخش‌هایی از منطقه را با استفاده از اختلاف غلظت نمک میان آب دریا و آب شیرین تأمین می‌کند.

این پروژه، نخستین نمونه در آسیا و دومین نیروگاه از نوع خود در جهان به‌ حساب می‌آید. دانمارک در سال ۲۰۲۳ نخستین نیروگاه اسمزی جهان را راه‌اندازی کرده بود. بر اساس گزارش‌ها، تأسیسات ژاپنی قادر است حدود ۱۱۰ کیلووات برق خالص تولید کند و سالانه تا ۸۸۰ هزار کیلووات ساعت انرژی در اختیار شبکه قرار دهد؛ رقمی که تقریباً معادل انرژی تولیدی از نصب پنل‌های خورشیدی روی دو زمین فوتبال است.

انرژی اسمزی یا همان «انرژی گرادیان شوری» که با نام «انرژی آبی» نیز شناخته می‌شود، منبعی نوظهور برای تولید برق به حساب می‌آید. این فناوری، برخلاف منابعی مانند خورشید و باد، به شرایط جوی وابسته نیست و جریان برق ثابت و قابل پیش‌بینی فراهم می‌کند. ویژگی مهم آن نیز عدم انتشار دی‌اکسیدکربن و سایر گازهای گلخانه‌ای در فرایند تولید است.

کارکرد نیروگاه اسمزی بر پایه پدیده اسمز قرار دارد؛ جایی که مولکول‌های آب به‌ طور طبیعی از محیطی با غلظت کمتر نمک (آب شیرین) به سمت محیطی با غلظت بیشتر نمک (آب دریا) از طریق غشای نیمه‌تراوا حرکت می‌کنند. همین فرایند در گیاهان هنگام جذب آب از خاک و در سلول‌های انسانی برای جذب رطوبت رخ می‌دهد. در نیروگاه فوکوئوکا، سد نازکی میان فاضلاب تصفیه‌شده و آب دریا قرار داده شده است. با حرکت آب برای ایجاد تعادل غلظت، فشار ایجادشده توربین‌ها را به گردش درمی‌آورد و برق تولید می‌شود.

آکیهیکو تانیوکا، استاد بازنشسته مؤسسه علوم توکیو و متخصص برجسته این حوزه، در مراسم افتتاح نیروگاه گفت: «احساس غرور می‌کنم که توانستیم این فناوری را به عرصه کاربردی برسانیم. امیدوار هستم که این دستاورد نه تنها در ژاپن بلکه در سراسر جهان توسعه یابد.»

با وجود این موفقیت، کارشناسان هشدار می‌دهند که انرژی اسمزی همچنان با چالش‌های مهمی مواجه است. ساندرا کنتیش، استاد مهندسی شیمی دانشگاه ملبورن، در گفت‌وگو با روزنامه گاردین توضیح داد: «بخش زیادی از انرژی در فرایند پمپاژ جریان‌ها، همچنین به دلیل اصطکاک در غشاها از بین می‌رود، بنابراین انرژی خالصی که به دست می‌آید چندان بالا نیست.» او همچنین یادآور شد که نیروگاه ژاپن از شورابه غلیظ باقی‌مانده از فرایند شیرین‌سازی آب به‌ عنوان ورودی استفاده می‌کند؛ عاملی که اختلاف غلظت نمک و در نتیجه میزان انرژی قابل استحصال را افزایش می‌دهد.

در کنار این چالش‌ها، برخی تحقیقات نیز نشان داده‌اند که انرژی اسمزی از منظر اقتصادی هنوز توان رقابت با انرژی‌های بادی و خورشیدی را ندارد. با وجود این، اگر مشکلات مقیاس‌پذیری و کارایی این فناوری حل شوند، پیش‌بینی‌های خوش‌بینانه حاکی از آن است که انرژی اسمزی تا سال ۲۰۵۰ می‌تواند تا ۱۵ درصد از تقاضای جهانی برق را تأمین کند.

در شرایطی که جهان با سرعت به‌ دنبال منابع جایگزین سوخت‌های فسیلی است، انرژی اسمزی می‌تواند فرصتی بزرگ اما کمتر شناخته‌شده برای تکمیل سبد انرژی‌های تجدیدپذیر باشد؛ فرصتی که حالا ژاپن با قدمی جدی‌تر آن را به نمایش گذاشته است.