Japan har åbnet sit første osmotiske kraftværk i den sydvestlige by Fukuoka.
Det er kun det andet kraftværk af sin art i verden, og det forventes at producere omkring 880.000 kilowattimer elektricitet om året – nok til at forsyne et afsaltningsanlæg, der leverer ferskvand til byen og de omkringliggende områder.
Det svarer til at forsyne omkring 220 japanske husstande med strøm, ifølge Dr. Ali Altaee fra University of Technology Sydney (UTS), der er specialist i udvikling af alternative vandkilder.
Selvom det stadig er en ny teknologi, der kun anvendes i beskedent omfang, har den en fordel i forhold til nogle andre vedvarende energikilder, idet den er tilgængelig døgnet rundt, uanset vind, vejr eller andre forhold.
Den er simpelthen baseret på blanding af ferskvand og saltvand, så energistrømmen kan fortsætte dag og nat og levere en stabil strømkilde.
Så hvad er osmotisk energi, og kan den bruges andre steder?
Hvad er osmotisk energi?
Osmosis er den naturlige proces, hvor vand bevæger sig gennem en semipermeabel membran fra en mindre koncentreret opløsning til en mere koncentreret opløsning i et forsøg på at udligne koncentrationen på begge sider.
Forestil dig en kop, der er delt lodret af et tyndt, semipermeabelt lag – hvis den ene side indeholder saltvand og den anden side rent ferskvand, vil vandet strømme mod den salte side for at fortynde det, fordi saltet ikke kan passere gennem membranen.
Osmotiske kraftværker bruger det samme princip ved at placere ferskvand og havvand på hver side af en speciel membran, hvor havvandet er let trykket.
Når vandet strømmer over til den mere salte side, øger det volumenet af den trykpåvirkede opløsning, som derefter kan udnyttes til at producere energi.
I anlægget i Fukuoka placeres ferskvand – eller renset spildevand – og havvand på hver sin side af en membran. Når trykket på den side, hvor havvandet befinder sig, øges, og saltholdigheden falder, ledes en del af vandet gennem en turbine, der er forbundet med en generator, som producerer strøm.
Hvor ellers anvendes denne teknologi?
Anlægget i Fukuoka er det andet af sin art i verden. Det første blev bygget i 2023 i Mariager, Danmark, af venturevirksomheden SaltPower, siger professor Sandra Kentish fra University of Melbourne.
Det japanske kraftværk er større end det i Danmark, ifølge Dr. Altaee, selvom de har næsten samme driftskapacitet. Der er også gennemført pilotdemonstrationer i lande som Norge og Sydkorea.
Altaee siger, at UTS har sin egen prototype i Sydney, men programmet mistede momentum under Covid. Han har også hjulpet med at bygge prototyper i Spanien og Qatar.
Hvad er udfordringerne?
Selvom ideen er enkel, er det svært at skalere den op.
Kentish siger, at der går meget energi tabt, når vandet pumpes ind i kraftværket og passerer gennem membranerne.
»Selvom der frigives energi, når saltvandet blandes med ferskvand, går der meget energi tabt ved pumpning af de to strømme ind i kraftværket og ved friktionstabet gennem membranerne. Det betyder, at den nettoenergi, der kan opnås, er lille«
Men fremskridt inden for membran- og pumpeteknologi mindsker disse problemer, siger Kentish.
»Det er også bemærkelsesværdigt, at det japanske anlæg bruger koncentreret havvand, den saltlage, der er tilbage efter fjernelse af ferskvand i et afsaltningsanlæg, som foder, hvilket øger forskellen i saltkoncentrationer og dermed den tilgængelige energi.«
Hvad betyder dette for fremtiden?
Kentish og Altaee er enige om, at det japanske anlæg markerer et spændende øjeblik for osmotisk energi, fordi det giver yderligere bevis for, at teknologien kan bruges til energiproduktion i stor skala.
Altaee sagde, at prototypanlægget ved det australske universitet UTS kunne genstartes, hvis der blev stillet offentlige midler til rådighed, hvilket ville øge potentialet for en større implementering i Australien, svarende til anlægget i Fukuoka.
»Vi har saltsøer omkring New South Wales og Sydney, der kunne bruges som ressource, og vi har også ekspertisen til at bygge det.«
