Biến nước thải thành năng lượng
Với công nghệ phát điện từ nước mới sử dụng cơ chế tự nhiên gọi là áp suất thẩm thấu, Nhật Bản đang tiến một bước dài trong lĩnh vực năng lượng sạch.
Hệ thống này được phát triển tại một viện nghiên cứu ở Fukuoka, tạo ra điện năng bằng cách tận dụng sự chuyển động của các phân tử nước giữa các dung dịch có độ mặn khác nhau, đặc biệt là nước thải đã qua xử lý và nước biển có nồng độ muối cao.
Phương pháp được gọi là phát điện bằng áp suất thẩm thấu này đã được nghiên cứu trong một thời gian rất dài, nhưng do những khó khăn về thiết kế màng lọc và hiệu suất, nó vẫn chưa được đưa vào sử dụng thực tế.
Nhờ sự hợp tác giữa các kỹ sư Nhật Bản và các doanh nghiệp tư nhân nhằm giải quyết những vấn đề kỹ thuật cốt lõi, dường như họ đã đưa vào hoạt động một trong số ít các nhà máy điện áp suất thẩm thấu trên thế giới.
Ở quy mô lớn, áp suất sinh ra từ chuyển động phân tử này có thể được sử dụng để làm quay tuabin và phát điện. Do đó, năng lượng áp suất thẩm thấu đóng vai trò như một nguồn năng lượng liên tục và ổn định.
Trái ngược với điện mặt trời và điện gió, năng lượng áp suất thẩm thấu không bị ảnh hưởng bởi thời tiết, vì vậy nó có thể gia tăng thêm độ tin cậy cho các hệ thống năng lượng tái tạo hiện có.
Việc tận dụng tài nguyên phế thải là một trong những đặc điểm thú vị nhất của sự đổi mới công nghệ này. Hệ thống này sử dụng nước muối cô đặc, một loại chất thải có hàm lượng muối cao xả ra từ các nhà máy khử muối nước biển, và trộn nó với nước thải đã qua xử lý để tạo điều kiện sản xuất năng lượng.
Đối với những thành phố khan hiếm nước ngọt và cần đến quá trình khử muối nước biển như Fukuoka, phương pháp này mang một ý nghĩa hoàn toàn khác khi biến nước thải có độ mặn cao khó xử lý thành một nguồn năng lượng.
Thông thường, chất thải có hàm lượng muối cao sẽ được pha loãng và xả ra biển. Giờ đây, nó được sử dụng làm nguồn điện, không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn góp phần sử dụng hiệu quả tài nguyên.
Khái niệm tạo ra năng lượng bằng một chu trình khép kín này chứng minh một thực tế rằng, dù ở nơi đâu, đặc biệt ở những nơi có nguồn tài nguyên hạn chế, việc xây dựng cơ sở hạ tầng phù hợp hoàn toàn có thể đem đến những cơ hội để đổi mới.
Đi đầu thế giới
Bằng cách phát triển năng lượng áp suất thẩm thấu, Nhật Bản đang củng cố vững chắc hơn nữa vị thế là quốc gia đi đầu thế giới trong lĩnh vực công nghệ sạch và đổi mới kỹ thuật công trình.
Ví dụ, việc chế tạo các màng lọc và hệ thống chất lỏng chuyên dụng cho các công nghệ như vậy rất có thể sẽ thúc đẩy các nghiên cứu sâu hơn về khoa học vật liệu, công nghệ nano và kỹ thuật công nghiệp.
Hơn thế nữa, sự thành công của những dự án này đã minh chứng cho vị thế của Nhật Bản như một trung tâm phát triển công nghệ bền vững.
Các công ty hoạt động trong lĩnh vực xử lý nước, hệ thống năng lượng và sản xuất thiết bị công nghiệp được kỳ vọng sẽ hưởng lợi từ sự tăng trưởng của thị trường một khi công nghệ này được phát triển hoàn thiện.
Ngoài ra, những phát minh như vậy rất phù hợp với tầm nhìn của Nhật Bản nhằm đạt được mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2050. Bằng việc tìm kiếm các nguồn năng lượng khác ngoài năng lượng mặt trời và năng lượng gió, Nhật Bản đang xây dựng một hệ thống năng lượng vững chắc và cân bằng hơn.
Theo các chuyên gia, nếu việc ứng dụng quy mô lớn máy phát điện áp suất thẩm thấu thành công, tác động của nó sẽ vô cùng to lớn, vượt xa phạm vi của ngành năng lượng toàn cầu.
Bên cạnh đó, các khu vực ven biển và các quốc gia có nhà máy khử muối nước biển đang ở vị thế thuận lợi để sử dụng công nghệ này, vì họ đã có sẵn nguồn đầu vào là dòng chảy của nước biển và nước ngọt.
Đối với các doanh nghiệp, nó mở ra những triển vọng kinh doanh hoàn toàn mới, từ xây dựng cơ sở hạ tầng đến sản xuất năng lượng và triển khai công nghệ.
Do đó, các công ty kỹ thuật, nhà cung cấp dịch vụ tiện ích và các công ty công nghệ môi trường không chỉ đóng vai trò chủ chốt trong việc phổ biến các hệ thống này mà còn dẫn đầu trong lĩnh vực xuất khẩu toàn cầu.
Hơn nữa, công nghệ này đang tạo ra một minh chứng cực kỳ thuyết phục về việc mang lại mục đích sử dụng kép cho các cơ sở hạ tầng, kết hợp việc sản xuất năng lượng với các hệ thống quản lý nước để dẫn đến hiệu quả và tính bền vững cao nhất.
Tuy nhiên, không phải là không có trở ngại trong quá trình phát triển phát điện bằng áp suất thẩm thấu. Các vấn đề kỹ thuật như hao hụt năng lượng trong quá trình bơm nước và ma sát của màng lọc là một trong những mối lo ngại chính cần phải giải quyết để hệ thống hoạt động hiệu quả hơn.
Hơn nữa, để mở rộng công nghệ này lên quy mô tương đương với các nguồn năng lượng tái tạo phổ biến khác, đòi hỏi rất nhiều vốn đầu tư và sự đổi mới công nghệ. Dù vậy, những đột phá mới trong công nghệ màng lọc và thiết kế hệ thống chắc chắn sẽ góp phần thu hẹp khoảng cách này.
Nguồn: ITBusinessToday
.png "ADB: Nền kinh tế Việt Nam chống chịu vững vàng trước thách thức toàn cầu")
