الطاقة الإسموزية أو الطاقة التَنَاضُحِيّة أو الطاقة التَنَافُذِيّة أو توليد الكهرباء باستخدام الخاصّية الإسموزية (Osmotic power) يتم بناءََ على استغلال اختلاف نسبة الأملاح بين المياه العذبة ومياه البحر من أجل الحُصول على الطاقة وتوليد التيار كهربائي.
أولى الاقتراحات لتوليد الكهرباء بهذه الطريقة كانت في سبعينيات القرن الماضي[1]. المحطة التجريبية الأولى تم تشغيلها في 24 سبتمبر 2009 في مدينة توفته في منطقة خليج أوسلو النرويجية.[2][3][4]
مبدأ العمل
تتم الاستفادة من ظاهرة الضغط الإسموزي من أجل إنشاء ضغط يؤدي إلى حركة أو دوران التوربين (turbine) وبالتالي توليد الكهرباء. مبدأ العمل كالآتي:
عند التقاء ماء عذب وآخر مالح، يربط بينهما غشاء رقيق حاجز، فينتقل الماء العذب (الحُلو) إلى المالح عبر الغشاء مولداً بذلك ضغطا يُستخدم لتحريك التوربين وتوليد الكهرباء. فمثلا بنسبة أملاح 3.5 % و بدرجة حرارة 10 سيلسيوس فإن الضغط الناشئ يكون 28 بار،و الذي ينخفض إلى النصف تقريبا داخل المحطة.
الغشاء المستعمل هو من نوع خاص، والذي يمنع مرور الأملاح عبره ويقاومها بفعالية ولكن بنفس الوقت يسمح لمرور الماء بسلاسة.
بسبب عدم توفر غشاء من هذا النوع لم يتم إنجاز المحطة في السبعينيات عند نشوئها ومنذ التسعينيات نشأت أفكار جديدة لبناء هذا الغشاء الخاص مكوناٌ من مبلمرات خاصة.
محصول الطاقة
الأماكن المحتملة لإنشاء محطات اسموزية هي الأماكن التي يصب فيها نهر (ماء عذب) في البحر (ماء مالح) أو ملتقى مصبين يختلفان في نسبة أملاحهما، كمجرى المياه العادمة مثلا في النهر.
الطاقة المحصلة تتناسب طرديا مع الاختلاف في نسبة الأملاح في المجريين وطرديا مع معدل التدفق بين القسمين.
من المعيقات للمحطات الاسموزية هو مراعاة حركة السفن في مجرى التقاطع (نهر مع بحر مثلا) و محدودية كمية المياه التي يمكن استخدامها كي لا تؤثر على البيئة سلبا.
التنفيذ
الشرط الأساسي للاستخدام التقني للمحطة الإسموزية هو توفر الغشاء الرقيق بالخصائص المذكورة سابقا والتي تم تحديدها منذ 2004 بمشروع ممول من الاتحاد الاوروبي.
المساهمين في المشروع هم[5]:
- Statkraft في النرويج
- Instituto de Ciencia e Tecnologia de Polimeros من البرتغال
- جامعة آلتو الفنلندية
- Helmholtz-Zentrum Geesthacht من ألمانيا
حالياً فإن القدرة التي تولدها المحطة هي 3 واط لكل متر مربع للغشاء[6].
في خريف 2007 أعلنت الشركة الحكومية النرويجية ستاتكرافت (Statkraft) عن بناء أول محطة إسموزية في العالم في مقاطعة هوروم في مصب نهر جنوب خليج أوسلو. في نوفمبر 2009 تم تشغيل المحطة واستعمال أغشية وتوليد القدرة الحالية (3 واط لكل متر مربع).
المؤسسات البحثية المشاركة في المشروع ما زالت تعمل على زيادة محصلة الطاقة الناتجة بالعمل على تطوير الغشاء ويقول المسؤول عن Helmholtz-Zentrum Geesthacht المشاركة في المشروع أنه لا بد من الوصول إلى 5 واط لكل كم مكعب حتى يتاح استخدام المحطة بشكل اقتصادي.
في عام 2015 تخطط ستاتكرافت النرويجية لإنشاء محطة إسموزية بقدرة 25 ميجا واط بمساحة غشاء قدرها 5 ميلون متر مربع، وتتوقع الشركة بأن النرويج ستحصل في المستقبل على 10 % من الطاقة باستخدام هذا النوع من المحطات[7].
مقالات ذات صلة
المصادر
- Osmosekraftwerk – Wikipedia
- John Gartner (2009-11-24). "World's First Osmotic Power Plant Opens". Reuters. مؤرشف من الأصل في 24 سبتمبر 201525 أبريل 2011.
- November 24, 2009, cnet.com: Norway opens world's first osmotic power plant - تصفح: نسخة محفوظة 03 نوفمبر 2013 على موقع واي باك مشين.
- 30 November 2009, itnsource.com: NORWAY: World's first osmotic power plant opens in Tofte - تصفح: نسخة محفوظة 03 مارس 2016 على موقع واي باك مشين.
- Max-Planck-Institut für Plasmaphysik Olivia Meyer: Osmosekraftwerk: Die Mischung machts. In: Energie-Persketiven. Newsletter des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik. Ausgabe 03/2005
- Sebastian Balzter: Zukunftsmusik aus der Doppelgarage. In: صحيفة فرانكفورتر العامة 20. November 2008, S. 20
- Anna-Lena Gehrmann: Flussmündungen: Sauberen Strom mit Osmose erzeugen. In: صحيفة شبيغل الإلكترونية. 2. April 2006 نسخة محفوظة 31 أغسطس 2009 على موقع واي باك مشين.