Nhà máy sản xuất điện từ nước biển đầu tiên ở châu Á

Theo Interesting Engineering, cơ quan cấp nước Fukuoka cho biết nhà máy điện bắt đầu hoạt động từ ngày 5/8, mục tiêu sản xuất 880.000 kilowatt-giờ (kWh) mỗi năm, cung cấp điện cho cơ sở khử mặn phục vụ thành phố và các khu vực lân cận. Năng lượng thẩm thấu là "nguồn năng lượng tái tạo thế hệ mới không bị ảnh hưởng bởi thời tiết hay thời gian trong ngày và không phát thải khí carbon dioxide" và khởi động nhà máy là một bước tiến hướng tới sản xuất điện sạch xuyên suốt cả ngày.

Nhà máy điện thẩm thấu hoạt động dựa trên nguyên lý thẩm thấu: nước di chuyển từ dung dịch ít đậm đặc sang dung dịch đậm đặc hơn qua màng bán thấm. Tại Fukuoka, điện được sản xuất từ sự chênh lệch độ mặn giữa hai dòng nước đặt ở hai bên của màng bán thấm. Một bên là nước biển đậm đặc được tạo ra thông qua chiết xuất nước ngọt, bên kia là nước đã qua xử lý từ cơ sở xử lý nước thải. Lớp màng cho phép nước đi qua nhưng chặn các tạp chất.

Khi nước tự nhiên di chuyển sang bên mặn hơn, áp suất tăng lên được sử dụng để quay turbine giúp chạy máy phát điện. Các nhà chức trách cho biết phương pháp này không bị gián đoạn như điện gió và điện mặt trời, đồng thời không phát thải khí carbon dioxide tại điểm phát điện.

Theo Guardian, nhà máy Fukuoka là nhà máy thứ hai trên thế giới thuộc loại này. Nhà máy đầu tiên sử dụng công nghệ tương tự được xây dựng năm 2023 tại Mariager, Đan Mạch, bởi công ty khởi nghiệp SaltPower, theo giáo sư Sandra Kentish từ Đại học Melbourne. Nhà máy điện Nhật Bản lớn hơn nhà máy ở Đan Mạch dù công suất hoạt động của chúng gần như tương đương. Nhiều dự án thí điểm khác cũng diễn ra tại Na Uy và Hàn Quốc.

Ý tưởng về năng lượng thẩm thấu hay "năng lượng xanh" đã được phát triển trong nhiều thập kỷ. Năm 1954, R.E. Pattle lần đầu tiên đưa ra lý thuyết về khả năng thu thập năng lượng từ sự pha trộn giữa nước ngọt và nước mặn. Vào thập niên 1970, giáo sư Sidney Loeb, nhà đồng phát minh công nghệ khử mặn thẩm thấu ngược, phát triển khung lý thuyết cho thẩm thấu áp suất chậm (PRO) sau khi quan sát sự pha trộn tự nhiên của sông Jordan và Biển Chết.

Một trong những rào cản lớn đối với sản xuất điện bằng năng lượng thẩm thấu là chi phí và hiệu quả của màng vì cần diện tích bề mặt lớn và áp suất cao, và thất thoát do áp suất và ma sát làm giảm mức thực thu. Những tiến bộ gần đây hướng tới giải quyết hạn chế đó. Màng thẩm thấu xuôi sợi rỗng do Toyobo phát triển được thiết kế để cho phép phân tử nước đi qua trong khi loại bỏ muối và tạp chất, cải thiện hiệu quả tổng thể. Loại màng này đang được sử dụng trong nhà máy điện thẩm thấu tại Đan Mạch.

An Khang (Theo Interesting Engineering, Guardian)