Az élet sója: így varázsolnak kék energiát a hollandok a folyó és a tenger találkozásánál

2014.12.05. 13:36 habba

Mindegy, hogy delta- vagy tölcsértorkolat, a folyó és a tenger találkozása mindig különleges hely. Mint tudjuk, a pocsolyás víz (sás, káka lakják, meg minden egyéb, amit a költő elképzelni sem mer) édes, a tengervíz pedig sós, és ez nemcsak a ritka fajokra vadászó halbiológusokat hozza izgalomba, de a mérnököket is. Amikor ugyanis az édes víz a sóssal találkozik, varázsütésre létrejön közöttük a kémia, és ha némi csúcstechnológia is kéznél van, az aktusból akár villamos áram is fejleszthető. Ezt hívják ozmotikus kék energiának, ami a jövő egyik legígéretesebb megújuló energiaforrása lehet.

blue_energy1.jpg

Hasznosítása egyelőre jócskán elmarad a nap-, szél- és bioenergiáétól, de Hollandiában már komolyan kutatják, hogyan érdemes ipari módszerekkel igába fogni. Kék energiát kutatni legjobban kék energia-erőműben lehet, ezért létre is hoztak egy kísérleti telepet az izgalmas nevű Afsluitdijk (Afsluit gát) mellett, ami november végén kezdte meg működését. A projekt gazdája a Twente-i Egyetem és egy REDstack nevű spinoff vállalkozás, amelyet egy hatalmas, fenntartható víztechnológiai megoldásokat kutató think-tank hívott életre. A konzorcium szakemberei azt mondják, hogy a helyi kék energia a holland energiaszükséglet egytizedét ki tudná elégíteni, de a legnagyobb előnye, hogy, szemben a nap- és szélenergiával, mindig rendelkezésre áll. Nem utolsó sorban olcsóbb is náluk.

De hogyan lesz a híg és a sós leves elegyítéséből energia? Az elmélet nem olyan bonyolult (a gyakorlat annál inkább), a megértéséhez alapfokú kémiaismeret elegendő. A só kristályrácsát alkotó pozitív töltésű nátrium és negatív töltésű klorid ionok vizes oldatban disszociálnak – mondjuk úgy: elengedik egymás kezét. Ha az oldatban szabadon mozgó ionok egy szemipermeábilis (elképesztően apró „lyukakkal” ellátott, féligáteresztő) membránon keresztül olyan oldattal érintkeznek, amelyben az ionok száma kevesebb, egy részük átvándorol a hígabb oldatba. Mindezt pusztán az egyensúly kedvéért, a természet már csak ilyen. Ez a fajta kiegyenlítősdi minden alkalommal lejátszódik, amikor különböző töménységű oldatok egymás közelébe kerülnek, és csak egy hártya választja el őket egymástól. A jelenségről a kémiakönyvek az ozmózis címszó alatt emlékeznek meg, aki többet szeretne tudni róla, kattintson ide, van kísérletezzen lebegő tojásokkal.

blue_energy3.png
A munka nagy részét tehát a természet elvégzi, nekünk csak annyi a dolgunk, hogy az ozmotikus energiát elektromossá változtassuk. Ehhez elsősorban jó nagy és jó sok membránra van szükség. Az egymástól 0,3-0,5 milliméter távolságban kifeszített hártyákat úgy „preparálják”, hogy az egyik csak a klorid, a másik csak a nátrium ionokat eressze át, így a membránok egyik oldalán negatív, a másikon pozitív lesz az oldat töltése. A különbség elektromos feszültséget hoz létre, így máris útnak indulhatnak az elektronok, azaz létrejön az elektromos áram. A sós és az édes víz összetereléséhez és a folyamat lemenedzseléséhez persze további, igen komoly hidrotechnológiai eszközök kellenek, de ezeket most nem részletezzük.

Száz membránt, ezeret!

Az ozmotikus energia hasznosításának koncepcióját Sidney Loeb, az izraeli Ben Gurion Egyetem professzora dolgozta ki, még 1973-ban. Az ötlet a Jordán partján pattant ki a fejéből, amikor azt figyelte, hogyan ömlik a folyó a majdnem 34 százalékos sótartalmú Holt- tengerbe. A módszert aztán a norvégok csiszolták ki, ők építették meg az első kísérleti ozmotikus vízerőművet 2009-ben, amiből 4 kW teljesítményt tudtak kipréselni. A most átadott holland erőmű kapacitása egyelőre 50 kW, ami közel 100 háztartás ellátására elegendő, de azt tervezik, hogy a jelenlegi 400 m2 teljes membránfelületet idővel 100 000 m2-re növelik. Ahhoz persze, hogy az erőmű ipari mennyiségben tudjon áramot termelni, több millió négyzetméter membránra lenne szükség. A projekt vezetői abban reménykednek, hogy egyszer majd ezt is elérik, úgy becsülik, az Afsluitdijk akár 500 000 háztartást is elláthat majd energiával.

Sajnos a kék áram a hazai energiaipar számára nyilvánvaló okokból nem opció, hacsak nem a kardoskúti szikesek kapacitásaira utazunk. A sós és az édes víz keveredése egyébként látványnak sem utolsó, főleg, ha a BBC veszi filmre. Nekünk egyelőre ez marad, tessék nézegetni: 

Egy kattintás és nem maradsz le a friss posztokról:

A bejegyzés trackback címe:

https://futurista.blog.hu/api/trackback/id/tr206959065

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Mészáros Laci 2014.12.06. 06:02:44

Az ozmotikus membránokat egészen kevés olajszennyezés is önkreteszi, szóval vannak még megoldandó részfeladatok az ipari hasznosításig, de az ötlet zseniális, megemelem a kalapom.

dont be such a nazi 2014.12.06. 06:04:36

50 kW-os erőmű? Hmmm... mennyi is az építési köcség? Mekkora helyet is foglal?
Már megint egy zöld álmodozás.

peetmaster · http://nemdohanyzom.blog.hu 2014.12.06. 08:05:31

@dont be such a nazi:

"egyelőre 50 kW, ami közel 100 háztartás ellátására elegendő"

"úgy becsülik, az Afsluitdijk akár 500 000 háztartást is elláthat majd energiával."

Tehát a teljesítmény közel 250 MW-re várható eszerint. És nem kell bele üzemanyag. Ez a fő nyereség.

$pi$ 2014.12.06. 08:53:57

"egyelőre 50 kW, ami közel 100 háztartás ellátására elegendő"

Mondjuk inkább úgy, hogy 10. Ha nem nagyon erőltetik a légkondit.

Ha viszont a gázolajat, amit a építkezésre fodítottak beleöntik egy generátorba, akkor kábé ugyanennyit érnének el.

balllazs 2014.12.06. 10:00:01

@$pi$: A gázolajat hányszor tudja beletölteni?
A hanyatló nyugat hosszútávra tervez. Azt sem szabad elfelejteni, hogy keletkezik tengeri só ,mint "melléktermék" amit kereskedelmi forgalomba lehet hozni, tehát a megtérülés már megint módosul egy kicsit.

JFK-alapítótag 2014.12.06. 10:06:30

@$pi$: Suszter! Maradj a kaptafánál!
Ez szakma, nem "politika".
A "politika" nem véletlenül van idézőjelben.

Stefánia kisasszony (rommá baszott SS ribanc) 2014.12.06. 10:24:15

@balllazs: "Azt sem szabad elfelejteni, hogy keletkezik tengeri só ,mint "melléktermék" amit kereskedelmi forgalomba lehet hozni, tehát a megtérülés már megint módosul egy kicsit. "
Húúúú... bazzz, van fogalmad mekkora hülyeséget mondtál? Fizikából hányas voltál?

"Ha az oldatban szabadon mozgó ionok egy szemipermeábilis (elképesztően apró „lyukakkal” ellátott, féligáteresztő) membránon keresztül olyan oldattal érintkeznek, amelyben az ionok száma kevesebb, egy részük átvándorol a hígabb oldatba. "

Hogy is lesz ebből só?
Jézus! Te annyira hülye vagy, hogy emberiség ellenes bűncselekmény volt téged megtanítani írni.

$pi$ 2014.12.06. 10:42:00

@balllazs: "A gázolajat hányszor tudja beletölteni?" Ennek a berendezésnek mennyi az élettartama? Ötven kilowattra nem igazán hiszem, hogy pozitív az eneriamérleg, szinte biztos vagyok benne, hogy negatív.

@JFK-alapítótag: "Suszter! Maradj a kaptafánál!"

Mérnök vagyok. :)

$pi$ 2014.12.06. 10:44:35

@peetmaster: "Tehát a teljesítmény közel 250 MW-re várható eszerint."

Nos, ez az, ami képtelenség. Nagyon-nagyon jó lenne, ha nem így lenne, de ez ettől még sajnos csak vágyálom.

dont be such a nazi 2014.12.06. 10:55:05

@$pi$: No igen, ez egy jó kérdés. A szemipermeábilis hártyának kérdés mennyi az élettartama a koszos tengervízben, mert ha kicsi, lehet újrahúzni az egészet.

$pi$ 2014.12.06. 11:01:42

@dont be such a nazi: A folyó hordaléka miatt szerintem borul az egész. Persze nagy részét ki lehet szűrni, de akkor hova megy? Elhordják teherautókkal?

Vegyük észre, hogy itt arról van szó, hogy egy folyó teljes vízhozamát átszűrik molekuláris szűrőn, ami első blikkre teljes képtelenségnek tűnik.

grigorij 2014.12.06. 11:02:29

Jujj!
A szerző - nem tudom miért - kicsit összekavarta a dolgokat!
Egy dolog EZ a kutatás és egy MÁSIK a folyótorkolatok, nagyobb tengeröblök területén a tengert szintváltozásának igába fogása! A apály-dagály erőművek, EZT csinálják Hollandiában! A meglévő védőgátrentszeren olyan kétirányú vízerőművek kiépítése, ami a dagály idelény a beáramló tengervizet használja fel, apálykor meg a öbölből visszaáramlót!
Az 50 kW pedig nagyon csekély, hiszen egy háztartásnál bármikor lehet 3-5 kWh fogyasztás, gondoljunk csak a mosógépre, mikróra, világításra, a keringtetőszivattyúkra, klímára. ezek együttes üzemelése elég sok kW.
Így tehát ez a kutatás szerintem eléggé halott, főleg ha hozzávesszük, hogy ezeket szintén a tengerparton vagy közelében kell telepíteni, ehhez is kell gát stb. Szóval itt meg felhasználható a sokkal nagyobb kapacitású dagály/apály módszer...

dont be such a nazi 2014.12.06. 11:09:15

@$pi$: Igen. Pont ennek a megírására készültem, de megelőztél.

balllazs 2014.12.06. 11:12:55

@Stefánia kisasszony (rommá baszott SS ribanc): Tényleg nem vagyok se fizikus, se kémikus ezt eltaláltad. Csak kérdéseim vannak ha te a szakma nagy tudója vagy biztos tudod a választ. Ha egy eljárással szétválasztod a nátriumot és a kloridot akkor fogod és visszaengeded oda ahonnan jöttek, vagy ha már szétválasztottad akkor megfelelően hasznosítod őket? Ide kérdés, hogy technológiailag megoldható e az, hogy a hártyák által szétválasztott eltérő tartalmú vizet külön tudod elvezetni és hasznosítani?
Úgy láttam, hogy ez a kísérleti erőmű egy sófeldolgozónál épült, gondolom nem véletlenül. Talán nem hiába kezdtek el ezzel pont ott foglalkozni. Valószínűleg a win-win szituációt keresik a költséghatékonyság jegyében.
A tudományban vannak zsákutcák, ez természetes. De szükség van ezekre a projektekre mert valahol ez a helyes irány.

dont be such a nazi 2014.12.06. 11:15:28

@balllazs: Nem hiszem hogy nekiáll elmagyarázni neked, mert ez komoly elektrokémiai ismereteket igényelne számodra hogy megérthesd, amivel láthatóan nem rendelkezel. Diffúziós potenciál, stb.

balllazs 2014.12.06. 11:24:29

@dont be such a nazi: nem is kérem, hogy bárki fárassza magát azzal, hogy elmagyarázza azokat a "komoly elektrokémiai ismereteket" csak annyi érdekel, hogy technológiailag megvalósítható-e vagy sem.

habba 2014.12.06. 11:35:00

@grigorij: Nincs kavarodás, ennek semmi köze az apály-dagály mozgásokhoz, ozmotikus energiáról van szó. Az egyik egy viszonylag régi technológia, a másik új, most éppen ezzel kísérleteznek a hollandok. Fusd át még egyszer a harmadik bekezdést.

dont be such a nazi 2014.12.06. 12:00:58

@balllazs: Sót semmiképp nem kapsz, mert a lényege hogy a töményebb oldat hígul és közben munkát végez.

dont be such a nazi 2014.12.06. 12:03:48

@balllazs: Maximum úgy hogy a sólepárlóban kapott tömény oldatot, amelyet már nem érdemes tovább bepárolni, mert sok olyan anyagot tartalmaz ami nem kell a normál sóba, befogják erre a célra. De ennek az összenergiája nagyon kicsi. Elvileg az ozmózis nyomásos működik, kísérletileg és iparilag is. De a gazdaságossága erősen kérdéses.

==T== 2014.12.06. 12:19:04

A vélhető kapacitásarányos bekerülési költségekről valami infó?

Kovacs Nocraft Jozsefne 2014.12.06. 12:37:19

A tengervízben élő lényekkel mi lesz? Algák, moszatok, kisebb halak, csigák stb. Ezeket mind folyamatosan elpusztítják a "zöld" eszme nagyobb dicsőségére?

400m2 membrán termel 50kW-ot, vagyis 125W/m2 membrán. Mennyibe kerül a membrán és a járulékos beruházási költségek mennyit tesznek ki? Mennyi a membrán várható élettartama?

==T== 2014.12.06. 12:57:31

@Kovacs Nocraft Jozsefne: Ha megfigyeled, az olyan "zöld" országokban, mint Hollandia vagy Dánia alig maradt valami természetes környezet.

JFK-alapítótag 2014.12.07. 09:59:02

@$pi$:Az első bejegyzésed
- "Mondjuk inkább úgy, hogy 10. Ha nem nagyon erőltetik a légkondit." -
hiteltelenití a hozzászólásaid valóságtartalmát. Beleértve a "Mérnök vagyok. :)" kijelentést is.
Ha nem szemetelnéd tele ezt a helyet is, talán szakmai vita is létrejöhetett volna. A munka és a teljesítmény fogalama és nagyságrendjei általásnos iskolai tananyag, így "szakmai vita" fogalmának megértésére tett erőfeszítés még nem várható el tőled.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2014.12.07. 10:13:18

@==T==:

Igen, ez elég érdekes. :(

@JFK-alapítótag:

Mi is a problémád @$pi$: kommentjével? Nem keveri a munka és a teljesítmény fogalmát, hiszen az 50kW-os erőmű élettartamára kérdez rá.

JFK-alapítótag 2014.12.07. 11:25:30

@Kovacs Nocraft Jozsefne:
----
$pi$ 2014.12.06. 08:53:57
"egyelőre 50 kW, ami közel 100 háztartás ellátására elegendő"
Mondjuk inkább úgy, hogy 10. Ha nem nagyon erőltetik a légkondit.
----
Az erőmű teljesítménye 50 kW. A háztartások nem teljesítményt, hanem munkát vesznek.
Tételezzük fel, hogy $pi$ a saját háztartásának adataiból indult ki. Akkor:

50 kW / 10 háztartás = 5 kW / háztartás,

30 * 24 óra = 720 óra/hónap * 5 kW = 3600 kWh/hónap

az E-ON díjszabásával számolva már az első hónapban túllépte az éves 1320 kWh/év fogyasztási határt, igy az A1-II. tömb szerintí díjtétellel
3600 kWh/hónap * 37,77 Ft/kWh = 135972 Ft/hó villanyszámlát fizet.

A fentiek alapján két eset lehetséges:

1. Valóban ennyit fizet -> akkor a magyarországi állapotokat ismerve volt pénze megvenni a diplomáját,

2. Ha mégis a 0,35-0,40 kW magyarországi átlagteljesítményt veszi igénybe akkor a szaktudásával vannak némi problémák, és felül kellene bírálnia az első bejegyzésében írt "véleményét".

Sajnos a kommentelők nagy része, - átvéve a FIDESZ stílust, - a tényeket, szakmai tudást úri huncutságnak tartja, és arrogáns módon elvárja, hogy mások félig emésztett, felböfögött gondolataival szakmai vitákat befolyásoljon, döntsön el.

rudebwoi 2014.12.07. 20:01:08

@dont be such a nazi:
"Electricity was generated for the first time by a nuclear reactor on December 20, 1951, at the EBR-I experimental station near Arco, Idaho, which initially produced about 100 kW."
2009 óta pakson egy reaktor 500MW-ot termel (4 van belôle az erôműben).

remélem érted mire gondolok...

Kovacs Nocraft Jozsefne 2014.12.07. 20:08:46

@JFK-alapítótag:

Amellett, hogy a te érvelésednek is jogos, SpiS sem ír butaságot. Ugyanis ha "erőltetik a klímát", és egyszerre 50-en bekapcsolják a 4kW-ot fogyasztó klímát, akkor az 50kW annak ellenére nem képes ellátni 50 háztartást, ha egyébként az átlagfogyasztás alapján képes lenne rá. Mégpedig azért, mert a fogyasztási csúcsot már nem lenne képes kielégíteni.

Én döntetlent hirdetnék ki köztetek: mindketten értelmes dolgot írtatok, ne fikázzátok egymást.

JFK-alapítótag 2014.12.07. 23:58:16

@Kovacs Nocraft Jozsefne:
Szerencsére jókedvembe találtál.
1. Nem szoktam szakmai vitát folytatni laikusokkal.
2. Kedves bírónő! Kérem figyelmesebben olvassa el mégegyszer a legutóbbi hozzászólásomat. Amire külön felhívnám a figyelmét az a " 0,35-0,40 kW magyarországi átlagteljesítmény" mondatrész. Lehet, hogy most újat mondok, de ez az érték bizony tartalmazza a klíma energia igényét is.
3. Önnek is javaslom nézzen utánna a teljesitmény, a munka, az energia fogalmának. / Az exergiát azért nem soroltam ide, mert az már haladó tananyag. /
4. Bónuszként elkésett Mikulási ajándékként: kiserlet2.uw.hu/hocs.pdf

Kovacs Nocraft Jozsefne 2014.12.08. 00:44:19

@JFK-alapítótag:

"Nem szoktam szakmai vitát folytatni laikusokkal."

Én sem, de veled most kivételt teszek. :D

"Kedves bírónő!"

Személyeskedj a kurva anyáddal.

"Amire külön felhívnám a figyelmét az a " 0,35-0,40 kW magyarországi átlagteljesítmény" mondatrész."

Amire külön felhívom a figyelmedet, az az, hogy az átlagfogyasztás és a csúcsfogyasztás nagyon nem ugyanaz. Átlagosan lehet, hogy csak 1kW teljesítményt vesz fel az ON-OFF klímád, de amikor épp üzemel, akkor lehet 4kW is a teljesítmény-felvétele. Persze ez már haladó tananyag, úgysem fogod fel. Pl. feles duty cycle esetén elég könnyen beáll az az állapot, hogy mind az 50 üzemel(ni szeretne, de nem bírja az erőmű).

"Önnek is javaslom nézzen utánna a teljesitmény, a munka, az energia fogalmának. "

Lécci, magyarázd már el. :O
Addig is te meg az átlagnak és a csúcsnak. Persze ez is haladó anyag, ezért nem érted. Már az előző kommentemben is írtam, akor sem értetted. Lehet, mégsem kellene laikusokkal leállnom vitatkozni.

"Bónuszként elkésett Mikulási ajándékként: kiserlet2.uw.hu/hocs.pdf"

Köszönöm, ismerem, pár hónapja már a winchesteremen van. De ettől függetlenül is ismerem a hőcserélők típusait, és nem keresztáramú lesz. Próbálj valami újat mondani a témában. Mármint olyat, ami nekem új, nem olyat, ami neked az.

JFK-alapítótag 2014.12.08. 07:39:12

@Kovacs Nocraft Jozsefne:
Most én hirdetek itéletet:
Szakmailag tudásbeli hiányosságok miatt nem lehetsz a vitapartnerem, emberileg nem érdemelted ki, hogy tanítsalak.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2014.12.08. 18:48:40

@JFK-alapítótag:

"Szakmailag tudásbeli hiányosságok miatt nem lehetsz a vitapartnerem"

Így igaz. Majd ha pótoltad a hiányosságaidat, akkor esetleg leszek a vitapartnered. De ahhoz kell még picit tanulnod.