Электричество из осмоса
Начала работу еще одна альтернативная электростанция. В Норвегии торжественно открыли первую в мире экспериментальную энергоустановку, работающую на осмотическом давлении. В основе работы станции — технология, позволяющая добывать энергию за счет давления, которое возникает при слиянии пресной и соленой воды там, где река впадает в море. Речь идет о так называемом осмосе. Ленточку перерезала наследная принцесса Метте-Марит.
Инженеры продолжают изыскивать все новые и новые альтернативные энергоресурсы — или возвращаются к старым идеям, некогда признанным бесперспективными и потому отвергнутым, а теперь снова сулящим успех – пишет Deutsche Welle. Именно к таким проектам относится и пилотная установка, запущенная в Норвегии. В ее основу положена технология, позволяющая добывать энергию за счет давления, которое возникает при слиянии пресной и соленой воды там, где река впадает в море. Обычно там, где река впадает в море, пресная вода просто перемешивается с соленой, и никакого давления, которое могло бы послужить источником энергии, там не наблюдается. Профессор Клаус-Виктор Пайнеман (Klaus-Viktor Peinemann) из Института изучения полимеров при Научно-исследовательском центре GKSS в городке Гестхахт на севере Германии, называет те условия, которые необходимы для возникновения осмотического давления: «Если перед смешиванием морскую воду и пресную разделить фильтром — специальной мембраной, пропускающей воду, но непроницаемой для соли, — то стремление растворов к термодинамическому равновесию и выравниванию концентраций сможет реализоваться только за счет того, что вода будет проникать в раствор соли, а соль в пресную воду не попадет».
Если же это происходит в закрытом резервуаре, то со стороны морской воды возникает избыточное гидростатическое давление, называемое осмотическим. Чтобы использовать его для производства энергии, в месте впадения реки в море нужно установить большой резервуар с двумя камерами, отделёнными друг от друга полупроницаемой мембраной, пропускающей воду и не пропускающей соль. Одна камера заполняется соленой, другая — пресной водой. «Возникающее при этом осмотическое давление может быть очень велико, — подчеркивает профессор Пайнеман. — Оно достигает примерно 25-ти бар, что соответствует давлению воды у подножия водопада, низвергающегося с высоты в 100 метров».
Находящаяся под столь высоким осмотическим давлением вода подается на турбину генератора, вырабатывающего электроэнергию.
Идея использовать осмос как источник энергии зародилась почти полвека назад. Но… «Одним из главных препятствий в то время стало отсутствие мембран должного качества, — говорит профессор Пайнеман. — Мембраны были чрезвычайно медленными, поэтому эффективность осмотического электрогенератора была бы очень низкой. Но в последующие 20-30 лет произошло несколько технологических прорывов. Мы научились сегодня производить чрезвычайно тонкие мембраны, а это значит, что их пропускная способность стала значительно выше».
Специалисты Научно-исследовательского центра GKSS внесли весомый вклад в разработку той самой мембраны, что позволила теперь на практике реализовать осмотическое энергопроизводство — пусть пока и сугубо экспериментальное. Один из разработчиков, Карстен Бликке (Carsten Blicke), поясняет: «Толщина мембраны составляет около 0,1 микрометра. Для сравнения: человеческий волос имеет в диаметре от 50 до 100 микрометров. Именно эта тончайшая пленка и отделяет, в конечном счете, морскую воду от пресной».
Понятно, что столь тонкая мембрана не может сама по себе выдержать высокое осмотическое давление. Поэтому она наносится на пористую, напоминающую губку, но чрезвычайно прочную основу. В целом такая перегородка выглядит как глянцевая бумага, и то, что на ней имеется пленка, невооруженным глазом заметить невозможно.
Пилотная установка мощностью от 2 до 4 киловатт, возведенная в Осло-фьорде близ городка Тофте предназначена для испытания и совершенствования новаторской технологии. Суммарный мировой потенциал осмотического энергопроизводства оценивается ни много ни мало в 1600-1700 тераватт-часов в год — это примерно половина энергопотребления всего Евросоюза. Важнейшим преимуществом таких установок является их экологичность — они не шумят и не загрязняют атмосферу выбросами парниковых газов. Кроме того, их легко интегрировать в уже имеющуюся инфраструктуру.
Первая в мире осмотическая электростанция вступила в строй в Норвегии
Энергия из осмоса