2025/09/22 日本首座滲透發電廠展示了鹽水與淡水如何推動可再生能源

發表日期：2025-09-05
作者：Nryate
引用來源：https://www.optimistdaily.com/2025/09/japans-first-osmotic-power-plant-shows-how-salt-and-fresh-water-can-fuel-renewable-energy/
『參考要點』：日本研發首座滲透發電廠，過程是透過鹽水與淡水（或經處理的廢水）與海水被放置在半透膜的兩側，淡水會自然流向高鹽側，進而增加濃縮溶液中的壓力。這股壓力經由連接發電機的渦輪機轉換為電能，產生穩定的可再生電力。
 
日本福岡悄悄啟用了一座可能指向可再生能源未來的設施。這是日本首座滲透發電廠（也是全球僅有的第二座），每年可產生約88萬千瓦時的電力。這些電力將供應該市的海水淡化廠，確保該地區家庭能持續獲得淡水。雪梨科技大學的阿里·阿爾塔伊（Dr. Ali Altaee）表示，這相當於「約可為220戶日本家庭供電」。
雖然這些數字聽起來不大，但其背後的概念卻具有強大潛力：滲透發電能夠日夜持續運行。與太陽能和風能不同，它不依賴天氣或日照，只需要淡水與鹽水相遇即可。
 
電流背後的科學原理
滲透是一種自然的平衡作用。水會通過膜，從低鹽濃度溶液流向高鹽濃度溶液，以尋求平衡。滲透發電廠正是利用這一原理：淡水與海水分隔在膜的兩側，海水經過輕度加壓，水流動產生的壓力進一步增加。這股壓力推動渦輪機，從而產生電力。在福岡，經處理的廢水也可作為淡水來源，與海水配對使用以驅動渦輪機。
 
一項全球性的實驗
日本與丹麥並列成為全球僅有兩個運行中滲透發電廠的國家。第一座由 SaltPower 公司於2023年在馬里亞格（Mariager）建成。根據墨爾本大學（University of Melbourne）桑德拉·肯提什（Sandra Kentish）教授指出，福岡的設施規模更大，但兩座發電廠的運行容量相近。其他地區也有試點專案在挪威和南韓展開，而阿爾塔伊（Altaee）則曾在西班牙、卡塔爾及雪梨開發原型設施。他表示，澳洲專案在疫情期間失去動力，但相關技術專長依然存在，可重新啟動。
 
為何難以擴大規模
將滲透作用轉化為實際可用的電力，比理論上看起來更為複雜。肯提什解釋道：「雖然鹽水與淡水混合時會釋放能量，但在將兩股水流抽入發電廠，以及水流通過膜時產生的摩擦損失中，會消耗大量能量。這意味著可獲得的淨能量很有限。」
不過，仍有進展可循。泵浦與膜的設計改良正進一步降低能量的損失。福岡的發電廠還展現了一項巧妙做法：它利用海水淡化後剩餘的濃縮海水。這種鹵水使鹽度差異更大，從而提升了能量潛力。
 
展望未來
研究人員認為，日本的啟用被認為是一個轉折點。阿爾塔伊表示：「新南威爾士州和雪梨周邊有鹽湖可作為資源加以利用」，並指出，若有資金支持，澳洲已具備建造自身設施的技術能力。雪梨科技大學的原型設施也可以重新啟用，以達到與日本進展相匹配的規模。
目前，福岡的貢獻規模不大，但作為概念驗證，它仍具有重要意義。滲透發電是少數能夠持續運行的可再生能源之一，不需依賴陽光、風力或季節變化。隨著每一個原型設施和發電廠的建成，這項技術正逐步邁向成為全球潔淨能源組合的一部分。
 
快速回顧：滲透發電的三個運作步驟
1.兩種水相遇
淡水（或經處理的廢水）與海水被放置在半透膜的兩側。
2.水流通過
淡水會自然流向高鹽側，增加濃縮溶液中的壓力。
3.產生電力
這股壓力經由連接發電機的渦輪機轉換為電能，產生穩定的可再生電力。