渗透能将成可再生能源新“潜力股”

Sweetch能源公司的实验装置。图片来源：Sweetch能源公司官网

河水与海水盐度不同，由此产生的渗透能正成为一种潜力巨大的可再生能源。其发电原理是利用渗透膜分隔淡水和咸水，通过产生的渗透压驱动涡轮发电。这种方式无污染、零碳排放，且不受天气影响，能够全天候持续供电。2009年，挪威国家电力公司在托夫特建成全球首座渗透能发电装置，实现了人类首次对该能源的实际应用。不过当时受技术所限，发电能力有限。

世界经济论坛网站已将渗透能发电列为2025年十大值得关注的新兴技术之一，并在稍早时间的报道中指出，纳米流体学与膜技术的最新突破，有望推动渗透能走向商业化。据迪拜未来基金会估算，渗透能未来或可满足全球近五分之一的电力需求，年发电潜力高达5177太瓦时。

技术进步加速商业化进程

自20世纪50年代起，渗透能就引起了学术界和工业界的关注。到70年代，人们开始尝试利用这种能源，但由于当时用于产生离子电流的膜效率较低，只能产生少量电力，因此未能实现商业化。

法国Sweetch能源公司致力于推广渗透能技术，其联合创始人尼古拉斯·赫泽表示，这种发电方式不产生二氧化碳或其他温室气体。与依赖天气条件的太阳能和风能不同，渗透能可以提供稳定、可预测的电力供应。更重要的是，在渗透过程中，水最终会回归原始环境，对生态系统的影响极小。据估计，全球各大三角洲和河口每年释放的渗透能接近30000太瓦时，已超过全球电力需求总量。

澳大利亚国立大学控制论学院院长凯瑟琳·丹尼尔在接受《创新者》采访时表示，近年来，纳米流体学与膜设计领域取得重要突破，使渗透能的商业化成为可能。例如，Sweetch能源公司研发了一种名为离子纳米渗透扩散的新型纳米多孔膜。该膜采用先进纳米管技术，以常见的生物材料制成，孔隙直径仅10纳米，因此具备卓越的离子迁移性能。

测试结果显示，该膜的渗透性能是当前同类产品的20至25倍。此外，由于采用行业现有的生物源材料制造，其材料成本预计可降至当前价格的十分之一，从而成为真正节能且具成本效益的解决方案。

2024年底，该公司位于罗纳河与地中海交汇处的中试工厂OsmoRhône投入运营。之所以选址于此，是因为罗纳河提供了法国境内最大的渗透能，估计约占该河流总水力能的三分之一。

从长远来看，OsmoRhône的产能有望达到500兆瓦，足以满足超过150万户家庭的用电需求。预计到2030年发电成本将降至每兆瓦时100欧元，这使其能够与核能、煤炭和天然气等主要基载能源竞争，甚至比其他可再生能源更具价格优势。

多方竞逐蓝能市场

Sweetch能源公司表示，正积极在北美和亚洲等地探索类似的开发机遇，这些地区均拥有丰富的渗透能资源。

与此同时，全球范围内也有多家机构正致力于推广渗透能应用。日本首座渗透能发电厂于今年8月5日在西南部的福冈县正式投运。据预估，该电厂每年可发电88万千瓦时，这相当于铺满两个足球场的太阳能电池板所产生的电力。这些电力将主要用于海水淡化设施，为福冈及周边地区提供稳定的淡水供应。

而成立于2015年的丹麦公司SaltPower则另辟蹊径，他们利用从地热场地涌出的超高浓度盐溶液进行发电，为渗透能开发开辟了新的技术路径。

增强区域能源韧性

世界经济论坛网站的报道强调，尽管当前仍面临环境评估、监管政策与基础设施规模化等挑战，但科学研究和早期试点项目显示，渗透能发电有望成为风能、太阳能与水力发电的有力补充。据earth.org网站报道，若能充分开发，渗透能有望在2050年前满足全球高达15%的电力需求。

此外，一旦渗透能技术实现规模化应用，公用事业公司有望开发出融合渗透能、风能、太阳能及水力技术的混合可再生能源系统，从而显著增强区域能源韧性。

迪拜未来基金会则强调，渗透能的意义远不止于发电。基于渗透能的技术还可推动海水淡化方法的革新，并在此过程中回收锂、氮等关键资源。这些应用表明，渗透能技术有望在可持续资源管理中扮演更广泛的角色，以创新方式实现能源、水与关键材料的协同循环，构建起水资源管理、能源生产与资源开采深度耦合的新型互联系统。