科学家正用全新的“渗透发电”技术从海水和淡水的差异中取电。改进后的膜材料让这个古老原理变得高效可行。日本和法国的项目已经上线，未来有机会成为沿海城市稳定的清洁电力来源。
人类用水发电的历史非常长。两千多年前的中国，人们用水车磨谷物、捣矿石。十八世纪的英国，水车推动了工业革命。十九世纪七十年代，英国实业家William Armstrong在克拉格赛德自家住宅里装上全球第一套水力发电系统，用来点亮灯光。
现在，研究者又从水里挖掘出一种新方式，原理却来自自然界再普通不过的渗透作用。渗透的意思是，水会从浓度较低的一边，通过半透膜，慢慢流向浓度较高的一边，直到两边达到平衡。
这听起来像一本高中教材，但关键在于，中间出现的水量变化能用来发电。淡水穿过膜进入盐水后，盐水那边的体积会变大。如果把这股多出来的水引去推动涡轮机，就能产出电能。
这种“渗透发电”未来可能为沿海地区提供稳定能源，尤其是海水多但能源紧缺的地方，比如澳大利亚和中东。它还有一个特别用处，就是帮海水淡化厂回收能量。日本和法国的最新项目展示了它的进展。
今年八月，日本福冈建成一座价值七亿日元的渗透发电站，发电量约一百一十千瓦，够两百户普通家庭使用。这些电会直接供应旁边的海水淡化厂。
淡化厂本来就极耗电，多数采用“反渗透”技术，把海水高压挤过半透膜以除盐，留下浓得夸张的废水。如果直接排回海里，会破坏生态。
福冈的新发电站采用淡化厂的废盐水，这种高盐度的水让渗透过程更快。淡水来源不是宝贵的饮用水，而是处理过的污水。当地水务机构希望未来再加上海里抽来的普通海水，让系统产生更多电。
渗透发电之所以今天变得可行，根本原因是更先进的膜材料出现了。这些新膜更透水，也更不容易被杂质堵住，使淡化技术本身也随之提效。
在法国南部，Sweetch Energy正在罗讷河入海口建设渗透电站。地中海蒸发量高，盐度也高，这让技术更高效。如果正在建的试验站运行顺利，公司计划在未来十年建起更大规模的电站。
Sweetch的负责人Nicolas Heuzé估计，大规模项目可达到五百兆瓦的发电能力，足够供应马赛及周边近两百万人的用电需求。公司也在筹备其他地区的类似项目。
他们使用的渗透方式略有不同。传统渗透膜只让水通过，而Sweetch使用能让离子通过的选择性膜。离子的流动会产生电势差，这是电池的基本原理。通过这种方式，系统能直接输出电流。
发电装置由一层层离子膜叠起来，淡水和盐水从不同方向流过它们。离子传输技术并不新奇，难点是膜太贵。Heuzé说，他们采用了由天然材料如木材构成的纳米管结构，成本降得足够低，细节目前仍属商业机密。
团队希望未来把电力成本降到每兆瓦时低于一百美元。太阳能和风能有时更便宜，但受日照和风力影响，需要电池储能才能持续供电。Heuzé认为，只要河水不断流入大海，渗透发电就能日夜不停运作，几乎不看天气。
这项技术目前还在早期，但它展示了一个很迷人的可能性。只要世界上还有河流入海的地方，它就有机会提供稳定、安静、持续的绿色电力，让“水能发电”进入一个全新的时代。
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