Termin "osmoza" przywoła zapewne u większości wspomnienia lekcji biologii ze szkoły średniej. Jest to proces, w którym woda przemieszcza się roztworu o niższej gęstości, na przykład soli, do roztworu o wyższej gęstości poprzez membranę.

Stary pomysł

Postanowili to wykorzystać Norwegowie z zajmującej się energią odnawialną firmy Statkraft. To fascynujący projekt - z szacunków naukowców ze Statkraft, gdyby policzyć ilość odpowiednich rzek na całym świecie, ten sposób pozyskiwania energii mógłby zapewniać 1,7 tys. terawatogodzin energii rocznie. To całe zużycie energii w Chinach w 2002 roku.

W czerwcu Statkraft rozpoczęło budowę pierwszej na świecie elektrowni wykorzystującej osmozę i ma nadzieję uruchomić ją przed końcem roku. Zajmuje ona 100 metrów kwadratowych i mieści się w fabryce celulozy koło fiordu Oslo. Powinna produkować cztery kilowaty energii. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, Norwegowie chcą w przeciągu siedmiu lat skonstruować prawdziwą elektrownię, dającą 100 megawatów energii rocznie.

O wykorzystaniu osmozy do produkcji energii mówi się od lat siedemdziesiątych. Teoria jest prosta - woda morska i słodka są filtrowane, aby usunąć muł, a następnie wpompowywane do rur. Potem przechodzą do systemu membran ukształtowanych w spirale, aby zwiększyć ich powierzchnię. Zawarta w słonej wodzie sól przeciąga słodką wodę przez membranę, co powoduje wzrost ciśnienia i przepuszczenie wody przez turbinę.

Tak więc dlaczego nikt nie wykorzystał tego pomysłu wcześniej? - Membrana to największe wyzwanie - mówi Stein Eirk Silhagen, wiceprezes zajmujący się projektem energii z osmozy w Statkraft. - Testowaliśmy bardzo wiele dostępnych na rynku materiałów, ale żadne nie spełniały naszych oczekiwań.

Badania nabrały tempa

Skilhagen tłumaczy, że istniejące membrany tworzone są z myślą o przemyśle odsalającym i nie są w stanie sprostać dwóm podstawowym wymaganiom elektrowni opartej na osmozie. Membrana w elektrowni musi poradzić sobie z bardzo dużą ilością przepływającej wody, a jednocześnie materiał, z którego jest zrobiona, musi mieć szczeliny na tyle drobne, by woda słodka i słona nie zmieszały się.

Po konsultacjach z 20 naukowcami z centrów badawczych w całej Europie, Statkraft znalazło membranę, która może być wykorzystana w małej elektrowni, ale nie sprawdzi się do końca w dużej.

Statkraft nie wyjawia swoich sekretów. Wiadomo tylko, że membrana wykonana jest z polimeru bardzo podobnego do plastiku i niesamowicie cienkiego. - Gdybyście ją zobaczyli i dotknęli, to nie odróżnilibyście jej od kartki papieru - twierdzi Skilhagen.

Jednak do dużej elektrowni nie wystarczy. - W przeciągu dwóch lat planujemy dokonać znaczących postępów w badaniach - dodaje Skilhagen.

To zdecydowany postęp w porównaniu z latami siedemdziesiątymi, gdy Sidney Loeb z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles zajmował się procesem odsalania i wpadł na pomysł wykorzystania osmozy do produkcji energii. Ideę rozwijali Torleif Holt i Thor Thornsen, naukowcy z norweskiego instytutu badawczego SINTEF.

Badania nabrały tempa, gdy w 1997 roku zainteresował się nimi Statkraft, firma, która już wtedy zajmowała ważne miejsce w sektorze energii odnawialnej w Europie. W 2003 roku firma testowała prototyp tak mały, że jedna z jego wersji znajduje się na biurku Skilhagena. Od tego czasu firma zdecydowanie powiększyła rozmiar generatorów korzystających z osmozy.

Surowca nie zabraknie

Statkraft nie jest ślepy na wyzwania stojące przed nową technologią, a zwłaszcza jej opłacalnością. Choć elektrownie można budować pod ziemią, są ogromne - potrzeba powierzchni stadionu piłkarskiego, aby dostarczyć prąd 15 tys. domów.

Do tego, jak wszystkie inne alternatywne źródła energii, prąd z osmozy nie jest tani. - Nie możemy konkurować z elektrowniami gazowymi ceną, ale wydaje mi się, że powinniśmy być konkurencyjni wobec energii wiatrowej z generatorów stawianych na morzu i z elektrowniami pływowymi - mówi Skilhagen. Cena energii z jego elektrowni szacowana jest na 100 euro za megawatogodzinę.

Jednak w przeciwieństwie do innych alternatywnych źródeł energii, takich jak słońca i wiatru, podstawowych składników potrzebnych do produkcji energii drogą osmozy, wody słonej i słodkiej, nie brakuje. Skilhagen mówi, że potrzebne jest jedynie miejsce, gdzie dostępna jest wystarczająco słona woda i woda słodka, a takich miejsc jest w bród w pobliżu miast i centrów przemysłowych. W przeciwieństwie do innych technologii wytwarzania energii w morzu, osmoza nie wymaga walki z ciężkim środowiskiem głębokomorskim. Dodatkowo przepływ wody można regulować, więc sezonowe i dzienne zmiany w pogodzie i pływach wody nie są problemem.

Reese Tisdale z Emerging Energy Research, twierdzi, że dzięki zwolnieniom podatkowym i innym pomocom ze strony rządów, Europa staje się epicentrum rozwoju energii odnawialnej.

Wsparcie rządowe raczej będzie coraz mocniejsze. W marcu zeszłego roku, kraje Unii Europejskiej zgodziły się na ustalenie celu - 20 proc. energii z odnawialnych źródeł do roku 2020.

Tyle czasu może wystarczyć, aby energia z osmozy stała się jednym elementów wchodzących w skład rozwiązania zapewniającego energię Europie, a w przyszłości całemu światu.

- Jakby nie patrzeć, każda technologia ma swoje słabe strony - stwierdza Tisdale. - Wiatr nie zawsze wieje, słońce nie zawsze świeci. Idealne jest to, że nasze potrzeby energetyczne zaspokoi cały wachlarz technologii.

 

źródło: www.gazeta.pl

 

Czytaj o wpływie energetyki konwencjonalnej na globalne ocieplenie.