日本在可持续能源领域迈出了重要一步,其首座渗透能发电厂于2025年8月5日在福冈县正式投入运营。该发电厂由福冈地区供水局负责运营,标志着日本在利用自然资源多样化能源供应方面取得了显著进展。
这座位于海边城市福冈的创新设施,利用了淡水与海水之间天然存在的盐度梯度来产生电力。具体而言,该厂通过一种称为压力延迟渗透(PRO)的技术,将盐浓度约为3.5%的海水与盐浓度仅为0.1%的淡水(来自当地的污水处理厂)进行分离。水分子会穿过半透膜,从淡水侧流向盐水侧,由此产生的渗透压驱动涡轮机发电。该厂的年发电能力估计为88万千瓦时,足以满足约220户家庭的年均用电量,并将部分电力用于支持当地的海水淡化设施,从而降低了其能源消耗。
福冈的这座渗透能发电厂是全球第二座实现商业化运行的同类设施,第一座于2023年在丹麦投入使用。专家们对这项技术寄予厚望,认为它是一种“下一代可再生能源”,不受天气或昼夜时间的影响,并且不产生二氧化碳排放。与依赖天气条件的太阳能和风能不同,渗透能发电能够提供稳定可靠的基载电力,这对于能源安全至关重要。世界经济论坛已将渗透能列为2025年十大新兴技术之一,预示着其在未来能源结构中的巨大潜力。
该项目的建设成本约为7亿日元,由长崎市的协和机电工业公司负责安装和实施。该技术的成功应用不仅是日本在可再生能源领域的一项重大成就,也为其他国家提供了宝贵的经验。尽管渗透能发电在膜技术、成本效益和规模化方面仍面临挑战,但日本福冈项目的成功运营,为这项潜力巨大的蓝色能源技术铺平了道路。专家指出,通过进一步的技术研发和政策支持,渗透能有望在全球能源转型中扮演越来越重要的角色,尤其是在沿海地区和与水处理设施相结合的场景下,其应用前景广阔。例如,与海水淡化厂的结合,实现了能源生产与水资源管理的协同增效,体现了循环经济的理念。此外,研究人员还在不断探索更高效的膜材料和系统设计,以克服现有技术瓶颈,进一步提升发电效率和经济性。例如,某些先进的纳米材料膜技术有望将输出功率密度提高数倍,并显著降低成本,为渗透能发电的广泛应用奠定基础。