Jepang mencoba energi osmotik – apakah ada manfaatnya? – Beragampengetahuan

Dari CFACT

Oleh Duggan Flanakin

Penduduk kota pesisir Fukuoka di Jepang sedang merintis pembangkit listrik osmotik skala penuh pertama di dunia. yang menghasilkan listrik dengan mencampurkan air tawar dengan air asin. Pembangkit yang dibuka pada 5 Agustus ini dapat menghasilkan sekitar 880.000 kilowatt-jam listrik per tahun. Ini cukup untuk menggunakan sistem desalinasi terdekat. dan dapat membayar kurang lebih 220 rumah di sekitarnya

Konsep energi osmotik didasarkan pada prinsip osmosis. Ini adalah proses yang sama yang membantu tanaman mengambil air dari tanah dan menjaga sel-sel manusia tetap terhidrasi. Energi osmotik dapat dihasilkan ketika air berpindah dari daerah dengan konsentrasi garam rendah (air tawar) ke daerah dengan konsentrasi garam tinggi (air laut) melalui membran khusus.

Untuk menangkap “energi biru” ini, ion-ion berpindah dari sisi membran yang lebih asin ke sisi membran yang kurang asin, mencari keseimbangan. Pergerakan air dan ion menciptakan perbedaan tekanan yang dapat digunakan untuk menggerakkan turbin untuk menghasilkan listrik. agar dampaknya maksimal Oleh karena itu, pabrik di Jepang menggunakan air laut pekat. Ini adalah air garam yang tersisa setelah air tawar dikeluarkan dari pabrik desalinasi terdekat.

Energi osmotik, yang kini dipandang oleh Forum Ekonomi Dunia sebagai salah satu dari sepuluh teknologi baru yang harus diperhatikan pada tahun 2025, muncul pada tahun 1970-an sebagai tanggapan terhadap Hari Bumi yang pertama.

Alasannya sederhana, seperti yang dijelaskan Nicolas Heuzé baru-baru ini, bahwa Sweetch Energy berupaya untuk meningkatkan skala teknologi ini. “Energi osmotik bersih. Benar-benar alami Tersedia 24/7 di seluruh wilayah pesisir. Energi ini dapat diaktifkan hampir secara instan dan dimodulasi dengan sangat mudah.”

Kenji Hirokawa, direktur pusat desalinasi yang mengoperasikan pabrik Fukuoka Ia membanggakan bahwa energi osmotik tidak menghasilkan karbon dioksida dan sepenuhnya terbarukan. Karena samudera dan lautan hampir tidak ada habisnya. dan desalinasi sumber air tawar semakin meningkat. Berbeda dengan angin dan matahari, energi osmotik merupakan sumber energi listrik stabil yang dapat beroperasi 24/7/365.

Kelompok pertama peneliti energi osmotik tidak mampu merancang membran yang cukup efisien untuk pertukaran ion yang efisien. Ini adalah proses kunci untuk produksi energi bersih. Pada tahun 2009, perusahaan energi hijau negara Norwegia, Statkraft, meluncurkan demonstrasi energi osmotik. Perusahaan ini menghentikan operasinya pada tahun 2013 karena kekhawatiran akan kelayakan ekonominya dan produksi energi yang tidak mencukupi.

Pada tahun 2014, perusahaan Belanda Redstack memasang pabrik percontohan yang beroperasi di bendungan yang sangat kecil. Namun perusahaan pertama yang membuka pabrik osmotik yang beroperasi penuh adalah perusahaan patungan Denmark, SaltPower. Pabrik ini berbasis di pabrik garam Nobians di Mariager, Denmark. Ia menggunakan membran hollow fiber osmosis (FO) yang diproduksi oleh perusahaan Jepang berusia 150 tahun Toyobo Co., Ltd.

Toyobo, yang dimulai pada tahun 1882 sebagai mesin pemisah kapas, kini memproduksi, memproses, dan menjual produk di bidang film, ilmu hayati, dan bioteknologi. Bahan dan aplikasi lingkungan serta tekstil fungsional. Pada tahun 1970-an, Toyobo mengembangkan membran serat berongga semi-permeabel yang dapat ditembus oleh molekul air. Tapi itu tidak menembus molekul dan ion yang melebihi ukuran tertentu. Perusahaan ini menggunakan teknologi pemintalan yang telah dikembangkan perusahaan dalam bisnis manufaktur tekstilnya.

Selama bertahun-tahun, Toyobo telah menjual produk ke pabrik desalinasi sebagai membran reverse osmosis (RO) untuk mengubah air laut menjadi air tawar. Membran RO milik perusahaan saat ini digunakan untuk memproduksi sekitar 1,6 juta ton air tawar per hari. Ini cukup untuk sekitar 6,4 juta orang.

Membran Toyobo yang digunakan di pembangkit listrik SaltPower memiliki ketahanan tekanan yang sangat baik. dan dapat bekerja di bawah tekanan kerja tinggi yang diperlukan untuk produksi energi osmotik yang efisien. dan mempertahankan tingkat efisiensi produksi energi yang tinggi.

Di pabrik di Denmark Air garam pekat dipompa dari endapan garam batu bawah tanah. Setelah itu air dialirkan dari atas ke lapisan garam dengan pompa hidrolik. Pabrik tersebut menghasilkan sekitar 100 kilowatt-jam energi dengan mencampurkan air asin mendekati jenuh yang dipompa dari pabrik garam dengan air tawar melalui membran.

SaltPower berencana untuk secara agresif mempromosikan pembangkit listrik osmotik menggunakan membran FO Toyobo di lokasi lain di seluruh Eropa, tanpa memerlukan air laut. Pabrik garam yang menggunakan penambangan slurry dan industri klor-alkali akan mendapatkan keuntungan segera. Energi osmotik juga dapat digunakan untuk menghasilkan tenaga ketika membangun gua garam untuk menyimpan hidrogen secara musiman.

Profesor Sandra Kentish, seorang insinyur kimia di Universitas Melbourne, mengatakan hambatan utama terhadap kelangsungan komersial energi osmotik adalah besarnya jumlah energi yang hilang dalam memompa kedua aliran tersebut. (air asin dan air tawar) memasuki pembangkit listrik dan dari hilangnya gesekan melintasi membran. Mencapai hasil yang lebih baik Dan pabrik Fukuoka akan benar-benar menguji apakah energi osmotik konstan siap bersaing dengan angin dan matahari yang terputus-putus.

Ketertarikan terhadap energi osmotik semakin meningkat. Selain pabrik kecil di Denmark dan pabrik besar di Jepang, proyek percontohan sedang berlangsung di Norwegia, Korea Selatan, Spanyol, dan Qatar, meskipun pabrik percontohan Australia di Universitas Teknologi Sydney belum dibuka kembali sejak ditutup selama pandemi COVID.

Pada peluncuran fasilitas tersebut di Fukuoka, Akihiko Tanioka, profesor emeritus di Institut Sains Tokyo dan pelopor dalam bidang ini, mengatakan: “Saya sangat kagum karena kami dapat memanfaatkannya dengan baik. Saya berharap ini menyebar tidak hanya di Jepang tetapi di seluruh dunia.”

Dengan dorongan kuat dari Forum Ekonomi Dunia (WEF), pendanaan untuk penelitian lebih lanjut guna menjadikan produksi energi osmotik lebih efisien kemungkinan akan meningkat. Peningkatan sebesar ini belum pernah terjadi sebelumnya. Misalnya saja keberhasilan industri otomotif dalam meningkatkan efisiensi mesin.

Setiap kali air tawar bertemu air asin (atau di mana pun terdapat tambang garam), ada kemungkinan energi osmotik akan dihasilkan. Dengan meningkatnya permintaan energi listrik di seluruh dunia, energi osmotik dapat memenuhi hingga 15% permintaan energi global pada tahun 2050 jika kehilangan energi dapat dikurangi. Menurut beberapa perkiraan, hal ini akan menjadikan energi osmotik sebagai sumber daya terbarukan terbesar di dunia yang belum dimanfaatkan.

Bebas karbon 24/7/365. Tidak ada penambangan. (tidak termasuk tambang garam) terkait Dapat digunakan dimana saja dimana air tawar dan air asin bertemu. Bekerja dengan pabrik desalinasi Apa yang tidak disukai – dengan harga terjangkau?

terkait