في عصر كثُر فيه الحديث عن الطاقة النظيفة، واشتدّ سباق التحول إلى الطاقة المتجددة، بدأ تساؤل جديد يتردد بقوة: ما هي الطاقة التناضحية؟
فقد ظهر مفهوم الطاقة التناضحية، أو كما تُعرف بالطاقة الزرقاء أو الإسموزية (Osmotic Energy)، في سبعينيات القرن الماضي، لكن تطبيقه العملي واجه عقبات ضخمة لعقود.
وبحسب تعريفها من جانب منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)، هي شكل من أشكال الطاقة المتجددة يُنتَج عند التقاء مسطحين مائيين بمستويات ملوحة مختلفة.
فعندما يتدفق نهر إلى المحيط، يختلط الماء العذب بالماء المالح، محفزًا عملية تسمى التناضح، وتحدث عندما تتحرك جزيئات الماء عبر غشاء شبه نفّاذ من منطقة قليلة الملوحة (النهر) إلى منطقة عالية الملوحة (البحر)، إذ يتولد ضغطًا يمكن استغلاله وتحويله إلى كهرباء.
تطبيقات الطاقة التناضحية
بعد أن تعرّفنا على ما هي الطاقة التناضحية، يبرز سؤال مهم: كيف يمكن تحويل التقاء النهر بالبحر إلى محطة لتوليد الكهرباء؟
فالطاقة التناضحية تعتمد على مسارين:
- أنظمة ضغط التناضح العكسي، حيث تُسحب المياه العذبة عبر غشاء خاص إلى خزّان يحتوي على مياه مالحة، فيزداد الضغط ويدير توربينات لتوليد الكهرباء.
- أنظمة التحليل الكهربائي العكسي، وتعتمد على حركة أيونات الملح عبر أغشية التبادل الأيوني لتوليد تيار كهربائي دون الحاجة إلى حركة المياه نفسها.
وتتعدد تطبيقات هذه التقنية، ومنها:
- تحلية المياه: يمكن دمج الطاقة التناضحية مع تقنيات تحلية أخرى، مثل التناضح العكسي أو التحليل الكهربائي، لتحويل مياه البحر إلى مياه عذبة.
- التخزين: يمكن استغلال الطاقة التناضحية لتخزين الطاقة على شكل مياه عذبة ومياه مالحة مركزة، ويمكن استعمال الفائض لتحلية مياه البحر، ثم مزجه لاحقًا لإنتاج الطاقة التناضحية وتوليد الكهرباء.
- الزراعة والري: يمكن استعمال التناضح المباشر لخلط المياه المالحة بالمياه العذبة للحصول على مياه أقل ملوحة صالحة للري.
- معالجة مياه الصرف الصحي: يمكن فصل الملوثات عن الماء من خلال التناضح المباشر؛ ما يسهّل عملية المعالجة وإعادة استغلال الموارد.
مزايا الطاقة التناضحية
من المهم عند تعريف ما هي الطاقة التناضحية، فهم مزايا هذه التقنية، وتتلخص في إنتاج كهرباء متجددة ومستقرة على مدار الساعة، على عكس الشمس والرياح.
كما أنها لا تنتج أيّ انبعاثات، ويمكن دمجها في البنى التحتية القائمة قرب المصبات والسدود دون الحاجة إلى مساحات أراضٍ ضخمة.
أمّا التحديات والعقبات أمام الطاقة التناضحية، فتتمثل في:
- ارتفاع تكلفة الأغشية وقلة كفاءتها، إذ تسدّ الجسيمات الغشاء، ما يقلل من الكفاءة.
- كفاءة محطات الطاقة التناضحية أقل مقارنة بمصادر الطاقة المتجددة الأخرى.
- قيود البنية التحتية والمواقع، إذ تتطلب مواقع محددة بالقرب من مصبات الأنهار، ما يحدّ من الانتشار.
ومع ذلك، هناك دراسات تجريبية تبحث عن حلول للقضاء على هذه التحديات، بهدف توسيع نطاق استعمال الطاقة التناضحية حول العالم.
على سبيل المثال، تسعى هولندا جاهدةً لتطوير تقنية التحليل الكهربائي العكسي.
وفي عام 2009، افتتحت النرويج أول محطة في العالم للطاقة التناضحية بطاقة تجريبية تراوحت بين 2 و4 كيلوواط، لكن بحلول عام 2013، توقفت الاستثمارات بسبب صعوبة جعل التقنية ذات كفاءة وتكلفة منافسة لمصادر الطاقة الأخرى.
وحاليًا، يوجد تطبيقات واقعية للطاقة للتناضحية، أبرزها:
- إطلاق أول محطة تناضحية في الدنمارك خلال شهر أبريل/نيسان (2023)، بقدرة 100 كيلوواط.
- افتتاح محطة فوكوكا في اليابان خلال 2025، وهي الثانية من نوعها في العالم، بقدرة 880 ألف كيلوواط/ساعة.
وبعد معرفة ما هي الطاقة التناضحية؟.. إليكم بعض مفاهيم الطاقة، ويمكن الاطّلاع عليها كاملةً عبر الضغط (هنا):
