افتتحت اليابان أول محطة طاقة تناضحية في مدينة فوكوكا جنوب غربي البلاد.
وحسب صحيفة «الغارديان» البريطانية، تُعدّ هذه المحطة الثانية من نوعها في العالم، ومن المتوقع أن تُولِّد نحو 880 ألف كيلوواط/ ساعة من الكهرباء سنوياً، وهو ما يكفي لتشغيل محطة تحلية مياه تُزوِّد المدينة والمناطق المجاورة بالمياه العذبة.
ومع أنها لا تزال تقنية ناشئة تُستخدم على نطاق محدود حتى الآن، فإنها تتميز عن بعض مصادر الطاقة المتجددة الأخرى بتوفرها على مدار الساعة، بغض النظر عن الرياح أو الطقس أو أي ظروف أخرى.
وتعتمد التقنية ببساطة على خلط الماء العذب والمالح، ما يسمح باستمرار تدفق الطاقة ليلاً ونهاراً، موفراً مصدراً ثابتاً للكهرباء.
فما هي الطاقة التناضحية؟
التناضح هو العملية التي ينتقل فيها الماء عبر غشاء شبه نفاذ (يشبه المصفاة) من محلول أقل تركيزاً إلى محلول أكثر تركيزاً، في محاولة لموازنة التركيز على كلا الجانبين.
على سبيل المثال، تخيل كوباً مقسماً رأسياً بطبقة رقيقة من غشاء شبه نفاذ، يحمل أحد الجانبين ماءً مالحاً بتركيز عالٍ والآخر يحتوي على ماء بتركيز بسيط جداً من الملوحة.
إذا تم الفصل بين المحلولين بغشاء رقيق شبه نفاذ، للسماح للماء فقط بالمرور من هذا الجانب إلى ذاك، دون الملح، سيؤدي ذلك إلى انتقال الماء بشكل طبيعي من الجانب الأقل تركيزاً من حيث ملوحته، إلى الجانب الأكثر تركيزاً. وسيؤدي ذلك إلى زيادة الضغط على أحد الجانبين.
وتستخدم محطات الطاقة التناضحية المبدأ نفسه، بوضع المياه العذبة ومياه البحر على جانبي غشاء شبه نفاذ خاص، وعندما يتدفق الماء إلى الجانب الأكثر ملوحة، فإنه يزيد من الضغط على هذا الجانب، والذي يمكن بعد ذلك تسخيره لإنتاج الطاقة.
وفي محطة فوكوكا، توضع المياه العذبة -أو مياه الصرف الصحي المعالجة- ومياه البحر على جانبي غشاء شبه نفاذ. ومع زيادة الضغط على الجانب الذي يحتوي على مياه البحر وانخفاض الملوحة، يتم توجيه جزء من المياه عبر توربين متصل بمولد كهربائي، فينتج الطاقة.
أين تُستخدم هذه التقنية أيضاً؟
محطة فوكوكا هي الثانية من نوعها في العالم. وقد بُنيت المحطة الأولى عام 2023 في بلدة مارياغر بالدنمارك، من قِبل شركة «سولت باور».
ووفقاً للدكتور علي الطائي من جامعة سيدني للتكنولوجيا (UTS)، والمتخصص في تطوير مصادر المياه البديلة، فإن محطة الطاقة اليابانية أكبر من تلك الموجودة في الدنمارك، على الرغم من أنهما تتمتعان بالقدرة التشغيلية نفسها تقريباً.
وكذلك أُجريت عروض تجريبية على نطاق واسع في النرويج وكوريا الجنوبية.
وأضاف الطائي أن جامعة سيدني للتكنولوجيا لديها نموذجها الأولي الخاص بها في سيدني، ولكن البرنامج فقد زخمه خلال جائحة «كورونا». وكذلك لفت إلى أنه ساعد في بناء نماذج أولية لهذه التقنية في إسبانيا وقطر.
ما التحديات التي تواجهها هذه التقنية؟
مع أن الفكرة بسيطة، فإن توسيع نطاقها صعب. فقد أشارت الدكتورة ساندرا كنتيش، الأستاذة في جامعة ملبورن، إلى أن كثيراً من الطاقة يُفقد في أثناء ضخ المياه إلى محطة الطاقة، وعند مرورها عبر الأغشية.
وأضافت: «بينما تُطلق الطاقة عند خلط المياه المالحة بالمياه العذبة، يُفقد كثير منها في أثناء ضخّ كلا التيارين إلى محطة الطاقة، ومن خلال فقدان الطاقة نتيجة الاحتكاك عبر الأغشية. هذا يعني أن صافي الطاقة المُكتسبة ضئيل».
ولكن التقدم في تكنولوجيا صناعة الأغشية والمضخات يُقلل من هذه المشكلات، كما ذكرت كنتيش.
