Osmoz Yoluyla Elektrik: Japonya Önemli Bir Osmotik Enerji Santrali Açtı

Güneş ışığından ya da rüzgârdan değil, tatlı su ile tuzlu suyun karışımından enerji üretildiğini hayal edin. İşte osmotik enerji, nehir ile okyanusun buluştuğu yerde ortaya çıkan sessiz bir yenilenebilir enerji vaadi. Fikir onlarca yıldır biliniyor, ancak şimdi gerçek dünyada kullanılmaya başlandı.

Osmotik potansiyelin ardındaki prensip basit görünüyor. Tatlı su ile tuzlu su yarı geçirgen bir zar ile ayrıldığında, su molekülleri dengeyi sağlamak için doğal olarak bariyerin karşı tarafına geçiyor. Söz konusu akış, bir türbini çevirecek kadar güçlü bir basınç yaratıyor. Yanma yok, emisyon yok ve rüzgâr ya da güneşten farklı olarak hava koşullarına veya gündüz ışığına bağlı değil, bu da sürekli çalışabilmesini sağlıyor.

İlk ciddi adım 2009’da Norveçli şirket Statkraft tarafından atıldı. Dünyanın ilk osmotik enerji santrali prototiplerinden biri olan dört kilovatlık model, elektriğin bu yöntemle üretilebileceğini kanıtladı ancak maliyetler nedeniyle teknoloji laboratuvarlarda ve küçük pilot projelerde kaldı.

Şimdi, prototiplerin geliştirilmesinden sonra yalnızca ikinci kez, Japonya’nın Fukuoka kentinde tam ölçekli bir tesis açıldı. Ulusal Malzeme Bilimi Enstitüsü ve yerel ortaklar tarafından kurulan santral, 2023’te Danimarka’da faaliyete geçen tesisten sonra sürekli elektrik üretimi için tasarlanan dünyanın ikinci osmotik enerji santrali oldu. Ölçeği mütevazı olsa da yılda yaklaşık 880.000 kilovat-saat enerji üretecek. Bu miktar, 220 hanenin yıllık tüketimine ya da bir tuzdan arındırma tesisinin enerji ihtiyacına eşdeğer.

Fukuoka tesisini önceki girişimlerden ayıran nokta, ürettiği enerji miktarı değil, fiziği altyapıya nasıl uyguladığı. Tuzdan arındırma tesisiyle eşleştirilerek, normalde atık olarak boşaltılan yoğun tuzlu atık sudan yararlanıyor. Yöntem, doğal nehirlerde oluşan farktan daha keskin bir tuzluluk kontrastı yaratıyor. Daha güçlü gradyanlar verimliliği artırıyor ve osmotik üretimi laboratuvardan çıkarıp gerçek sistemlere entegre ediyor.

Buna rağmen bazı engeller sürüyor. Pompaların yarattığı kayıplar ve zarların kirlenmesi verimliliği düşürebiliyor, gelişmiş zarların maliyetleri yüksek.

Melbourne Üniversitesi’nden Profesör Sandra Kentish, The Guardian’a yaptığı açıklamada şunları söyledi: “Tatlı su ile tuzlu su karıştırıldığında enerji açığa çıkıyor, ancak iki akışı santrale pompalarken ve zarlar arasındaki sürtünmeden dolayı çok fazla enerji kaybı yaşanıyor. Bu da net enerji kazancının küçük olmasına neden oluyor.” Kentish’in işaret ettiği zorluklar, Statkraft gibi şirketlerin prototiplerini birkaç yıl sonra kapatmasına yol açmıştı.

Fukuoka tesisi tüm sorunları çözdüğünü iddia etmese de, osmotik enerjinin altyapıya entegre edilebileceğini gösteriyor. Kentish, zar ve pompa teknolojisindeki gelişmelerin kayıpları azalttığını, Japonya’nın tuzdan arındırma tesislerinden çıkan yoğun tuzlu suyu kullanmasının da elde edilen enerjiyi artırdığını belirtti. Bu entegrasyon mühendislik açısından bir dönüm noktasına işaret ediyor ve osmotik enerjinin en büyük avantajını öne çıkarıyor: güvenilirlik.

Güneş ya da rüzgârdan farklı olarak osmotik enerji, tatlı ve tuzlu suyun buluştuğu her yerde sürekli çalışabiliyor: haliçlerde, tuzdan arındırma tesislerinde, hatta tuz göllerinde. Araştırmacılar küresel potansiyelin büyük olduğunu, maliyetler düşmeye devam ederse bir gün hidroelektriğe rakip olabileceğini söylüyor. Fukuoka tesisinin açılması, bu yeni enerji kaynağına duyulan ilgiyi yeniden canlandırıyor.

Osmotik enerji belki hiçbir zaman güneş ya da açık deniz rüzgârıyla aynı ölçekte olmayacak, fakat etki yaratmak için eşitlik şart değil. Enerji şebekeleri çeşitlendikçe, mevcut altyapıya bağlanabilen sürekli çalışan yenilenebilir kaynaklar giderek daha kritik hale geliyor.

Fukuoka’da tatlı ve tuzlu su artık türbinleri çeviriyor ve uzun süredir araştırılan bir konsept gerçek bir enerji kaynağına dönüşüyor. Küçük ama anlamlı bir adım, osmotik enerjinin gerçek dünyaya adım adım yaklaştığını gösteriyor.

‍

‍

‍

‍

‍

Kaynak: https://newatlas.com/energy/electricity-through-osmosis-japan-opens-worlds-second-osmotic/

‍