Покорение осмоса

30 ноября 2009, 00:00

В Норвегии 24 ноября запустили первую в мире экспериментальную энергоустановку, вырабатывающую электричество за счет так называемого осмотического эффекта — давления, которое возникает при смешении соленой и пресной воды в резервуаре через особую полупроницаемую мембрану.

Явление осмоса было открыто французским ученым Жаком Нолле еще в 1748 году. Он поместил сосуд, наполненный вином и плотно закрытый перепонкой из бычьего пузыря, в воду. Вода стала просачиваться через перегородку, создавая давление такой силы, что импровизированный «фильтр» лопался. В середине прошлого века осмотическое давление попробовали использовать в альтернативной энергетике. В два отсека большого резервуара, отделенных друг от друга специальной мембраной, закачивается соленая морская и пресная речная вода. По сути, они представляют собой два раствора с разной концентрацией натрия (соли), а, согласно открытию Нолле, такие растворы всегда стремятся к равновесию — установлению одинаковой степени концентрации тех или иных веществ в обеих жидкостях. Соленая вода через мембрану «засасывает» пресную, и давление в отсеке с морской водой растет. Под этим давлением вода подается на турбину генератора, приводя ее в движение. Однако этот механизм при всей его простоте не работал из-за низкого качества (недостаточной пропускной способности) и дороговизны мембран.

В 1997 году норвежская энергетическая компания Statkraft при финансовой поддержке Евросоюза и при участии научно-исследовательских центров из Германии, Португалии и Финляндии взялась за разработку первой эффективной осмотической энергоустановки. Инженерам компании удалось создать мембрану, которая пропускала бы нужный для работы турбины объем пресной воды. «Толщина мембраны составляет около 0,1 микрометра. Для сравнения: человеческий волос имеет в диаметре от 50 до 100 микрометров», — поясняет Карстен Бликке, один из разработчиков установки из немецкого научно-исследовательского центра GKSS. Такая мембрана напоминает перегородку из глянцевой бумаги: тончайшая пленка нанесена на особую пористую основу, которая делает мембрану достаточно прочной.

Энергоустановка, размещенная в Осло-фьорде близ городка Тофте, обошлась Statkraft в 7 млн долларов, но пока ее мощности в 2–4 киловатта хватает лишь на работу нескольких лампочек или пары кофемолок. Однако представитель норвежской компании Торбьерн Стин заявил, что в ближайшие два-три года Statkraft намерена построить установку мощностью 2–3 МВт, а к 2015 году — уже 25 МВт. Норвежцы предлагают размещать подобные установки на морских побережьях в местах впадения рек. Правда, пока, при всех прочих преимуществах нового способа получения энергии в экологическом отношении, не до конца исследован вопрос о влиянии сброса воды с повышенной соленостью на прибрежные экосистемы.