澳大利亚研究人员重启盐差能发电商业化应用研究

发布者:刘德桃发布时间:2022-06-14浏览次数:10

澳大利亚研究人员重启盐差能发电商业化应用研究

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SDPLAZA海水淡化网讯:利用大海与陆地河口交界水域的盐度差所潜藏的巨大能量一直是科学家的理想。从上世纪70年代开始,各国开展了许多调查研究,以寻求提取盐差能的方法。但此前始终没有得到充分的证据证明盐差能这一具有巨大理论潜力的可再生能源能够实现良好的经济性。


近日,来自澳大利亚昆士兰格里菲斯大学的研究人员声称,他们目前已经证明了盐度梯度能源(盐差能)具有良好的开发和使用前景。


格里菲斯大学工程学院的Fernanda Helfer和Charles Lemckert教授对于之前科学家们所做的关于盐差能利用方面的研究结果进行了回顾。他们以澳大利亚为研究对象,重点关注了压力阻尼渗透过程(PRO)、利用盐差能推动涡轮机进行发电的技术开发潜力。


何为PRO过程,简单描述其工作原理,在具有选择透过性膜的两侧分别放置两种具有不同渗透压的溶液,一种为具有较低渗透压的原料液(Feed solution),另一种为具有较高渗透压的驱动液(Draw solution),膜两侧溶液的渗透压差会形成驱动力发生正渗透过程,使得水能自发地从原料液一侧透过选择透过性膜到达驱动液—侧。当对渗透压高的一侧溶液施加一个小于渗透压差的外加压力时,水仍然会从原料液压一侧流向驱动液—侧,这种过程也叫做压力阻尼渗透(Pressure-retarded osmosis,PRO)。


图:PRO过程原理图


此前关于利用PRO过程进行发电的无数研究都证明其是一种不经济的能源生产方案,但Helfer和Lemckert认为,能源价格的不断上涨以及人们对于气候变化问题的愈发关注等因素逐步改善了PRO和盐差能的开发前景。


研究人员表示,因为具有多种可以充当PRO电站驱动液的咸水来源,所以澳大利亚特别适合这类渗透能利用型电力生产设施的建设。据了解,澳大利亚的咸水来源包括盐湖、海水淡化过程生产的浓盐水和含盐地下水等。研究人员认为位于海岸线上、同时靠近河海交汇处的大城市是PRO电站的最佳厂址。


此前有人曾提出利用海水淡化设施排出的浓盐水作为渗透能量的来源,Helfer和Lemckert的研究结果重新恢复了这一提议的实施可能性。Helfer表示:“虽然目前利用PRO过程发电的效率很低,但基于实验室内的发电实验以及此前其他科学家发布的研究成果,在海水淡化设施旁边建设一个PRO电站将海水和浓盐水混合利用PRO原理进行发电的思路是完全可行的。”


Helfer补充道:“PRO电站所生产的电能可以用于海水淡化过程,反过来,可以利用海水淡化设施排出的浓盐水作为驱动液(Draw solution),同时采用海水作为原料液(Feed solution)。”


不过Helfer和Lemckert也承认,要想尽快实现盐差能发电与海水淡化设施结合使用技术方案的大规模推广,需要不断提升技术水平和经济性来保证项目的商业化可行性和PRO膜技术的可信度。