प्रत्येक स्वच्छ ऊर्जा स्रोत एक शर्त के साथ आता है। सूर्य के अस्त होते ही सौर ऊर्जा बंद हो जाती है। जब हवा स्थिर हो जाती है तो हवा बंद हो जाती है। यहां तक कि जलविद्युत भी उस मौसम पर निर्भर करती है जो नदी में प्रवाहित करने का मौसम तय करता है। वैश्विक ग्रिड में वास्तव में एक चीज़ की कमी है, वह है एक स्वच्छ स्रोत जो मौसम की अनुमति के बिना, रात भर, तूफान के दौरान भी चलता रहता है। अगस्त 2025 से, जापान के दक्षिणी तट पर एक अलवणीकरण संयंत्र के अंदर स्थित एक सुविधा ठीक यही काम कर रही है, जो चौबीसों घंटे लगातार ताजे पानी और समुद्री जल के बीच के अंतर से बिजली खींच रही है। यह एशिया का पहला ऑस्मोटिक पावर प्लांट है, और दुनिया में कहीं भी चलने वाला अपनी तरह का दूसरा प्लांट है, और यह एक ग्राम भी ईंधन नहीं जलाता है।
जापान के 24/7 बिजली संयंत्र के पीछे का विज्ञान जो दो अपशिष्ट धाराओं पर चलता है
पौधे के पीछे की भौतिकी वही शांत शक्ति है जो एक पेड़ को अपनी जड़ों के माध्यम से पानी खींचने देती है। अर्ध-पारगम्य झिल्ली के एक तरफ ताजा पानी और दूसरी तरफ खारा पानी रखें, और ताजा पानी नमक को पतला करने के लिए आगे बढ़ेगा क्योंकि प्रकृति वहां अनसुलझे बैठे एकाग्रता अंतर को बर्दाश्त नहीं करती है। इसे एक सीलबंद दबाव कक्ष के अंदर करें, और नमकीन पक्ष पर मात्रा बढ़ जाती है, जिससे दबाव बनता है। एक टरबाइन के माध्यम से उस दबाव को पाइप करें और आपके पास दो प्रकार के पानी के बीच के अंतर के अलावा कुछ भी नहीं से बनी बिजली होगी।तकनीकी नाम प्रेशर-रिटार्डेड ऑस्मोसिस या PRO है। ए केमिकल इंजीनियरिंग साइंस में 2024 अध्ययन इस प्रक्रिया को आगे बढ़ाने वाले उपन्यास झिल्ली संशोधनों का वर्णन किया गया है, विशेष रूप से लवणता ग्रेडिएंट्स से टिकाऊ बिजली उत्पादन के लिए, मुख्य इंजीनियरिंग चुनौती जिसने पीआरओ को दशकों से व्यावसायिक रूप से बढ़ने से रोक रखा है। एक मानक समुद्री जल-से-मीठे पानी की स्थापना के लिए लगभग 26 बार के दबाव अंतर की आवश्यकता होती है, जो लगभग 270 मीटर के पानी के स्तंभ के नीचे के दबाव के बराबर है। संयंत्र जो कुछ भी उत्पन्न करता है उसे दोनों धाराओं को पंप करने और झिल्लियों के माध्यम से पानी को धकेलने की ऊर्जा लागत से बचना पड़ता है। दूसरे छोर से जो सामने आता है वह उन नुकसानों के बाद जो कुछ भी बचता है वह है।उमिनोनाकामिची नाटा समुद्री जल अलवणीकरण केंद्र में स्थित फुकुओका संयंत्र, 5 अगस्त, 2025 को आधिकारिक तौर पर चालू हो गया। जो चीज इसे सीधे समुद्री जल सेटअप की तुलना में अधिक कुशल बनाती है, वह है जो नमकीन पक्ष को खिलाती है, सामान्य समुद्री जल नहीं, बल्कि केंद्रित नमकीन पानी, खारा अपशिष्ट जिसे अलवणीकरण संयंत्र आम तौर पर ताजा पानी निकालने के बाद फेंक देता है। दूसरी ओर, पास की सीवेज सुविधा से उपचारित अपशिष्ट जल। दो छोड़ी गई धाराएँ जो मौजूदा बुनियादी ढाँचा पहले से ही उत्पन्न कर रही थीं, एक झिल्ली के पार एक-दूसरे के पास से गुजरती हैं, और आउटपुट बिजली है। जापानी सरकार का अपना ध्यान दें कि इस हाइपरसैलिन नमकीन पानी का उपयोग करने से लवणता प्रवणता चौड़ी हो जाती है और इस प्रक्रिया से नियमित समुद्री जल की तुलना में अधिक उपलब्ध ऊर्जा प्राप्त होती है।
संयंत्र वास्तव में क्या पैदा करता है और संख्याओं के बारे में ईमानदारी क्यों मायने रखती है
अनुमानित वार्षिक उत्पादन लगभग 880,000 किलोवाट-घंटे प्रति वर्ष है, जो अलवणीकरण संयंत्र की अपनी बिजली खपत के एक हिस्से को कवर करने के लिए पर्याप्त है, साथ ही 220 और 300 औसत जापानी घरों के लिए बिजली भी। यह किसी भी ग्रिड-स्केल मानक के हिसाब से एक मामूली संख्या है, और इसे बनाने वाले लोगों ने अन्यथा दिखावा नहीं किया है।आउटपुट में जो कुछ है, जिसे सौर और पवन नहीं खरीद सकते, वह लगभग पूर्ण विश्वसनीयता है। ऑपरेटरों ने संयंत्र की उपयोग दर लगभग 90 प्रतिशत रखी है, जिसका अर्थ है कि बादल छाए रहने, हवा की गति या दिन के समय की परवाह किए बिना यह लगभग स्थिर रहता है। ए प्रो तकनीकी-आर्थिक विश्लेषण फ्रंटियर्स इन एनर्जी रिसर्च में प्रकाशित हुआ पुष्टि की गई कि प्रो को अलवणीकरण संयंत्रों के साथ एकीकृत करना इस तकनीक के लिए अधिक व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य कॉन्फ़िगरेशन में से एक का प्रतिनिधित्व करता है, ठीक इसलिए क्योंकि नमकीन अपशिष्ट धारा पहले से ही बिना किसी अतिरिक्त लागत के उत्पादित की जा रही है। उत्पन्न बिजली सीधे फुकुओका के लिए पीने के पानी के उत्पादन में वापस आती है, जिससे प्रभावी रूप से अलवणीकरण प्रक्रिया को चलाना सस्ता हो जाता है।समुद्री जल अलवणीकरण केंद्र के प्रमुख केंजी हिरोकावा ने इसे एक पूर्ण उत्तर के बजाय एक मामूली पहला कदम बताया है। वह फ़्रेमिंग सटीक है, और यह उस तकनीक के लिए अपेक्षा का सही स्तर है जो अभी भी बड़े पैमाने पर खुद को साबित कर रही है।
नॉर्वे ने सबसे पहले ये कोशिश की और 2014 में इसे बंद कर दिया
जापान की सुविधा पहली बार नहीं है जब किसी ने कार्यशील ऑस्मोटिक पावर प्लांट बनाने का प्रयास किया है। इस अवधारणा को पहली बार 1976 में जर्नल ऑफ मेम्ब्रेन साइंस में एक अमेरिकी शोधकर्ता द्वारा प्रस्तावित किया गया था, और गंभीर हार्डवेयर सामने आने में तीन दशक से अधिक समय लग गया। नॉर्वेजियन यूटिलिटी स्टेटक्राफ्ट ने नवंबर 2009 में ओस्लो फजॉर्ड के टॉफ़्टे में दुनिया का पहला PRO प्रोटोटाइप खोला, जिसे 10 किलोवाट के लिए डिज़ाइन किया गया था, और व्यवहार में यह 2 और 4 के बीच उत्पन्न होता था। यह अवधारणा काम कर गयी. अर्थशास्त्र ने नहीं किया.जनवरी 2014 तक, स्टेटक्राफ्ट ने प्रोजेक्ट बंद कर दिया थायह कहते हुए कि यह झिल्लियों को व्यावसायिक रूप से प्रतिस्पर्धा करने के लिए पर्याप्त कुशल नहीं बना सका और यह काम दूसरों पर छोड़ देगा। मुख्य समस्या बिजली घनत्व थी। क्षेत्र में अनुसंधान ने स्थापित किया है कि लगभग 5 वाट प्रति वर्ग मीटर झिल्ली वह अनुमानित सीमा है जहां आसमाटिक शक्ति वित्तीय अर्थ बनाना शुरू करती है, यह आंकड़ा सहकर्मी-समीक्षा विश्लेषण में उद्धृत किया गया है, जिसमें प्रकाशित कार्य भी शामिल है।एसीएस ईएस एंड टी इंजीनियरिंग. स्टेटक्राफ्ट का प्लांट 1 से 3 वाट प्रति वर्ग मीटर पर चल रहा था। रसायन शास्त्र क्या वादा करता है और झिल्ली क्या प्रदान करती है, के बीच के अंतर ने प्रौद्योगिकी को एक दशक तक फँसाए रखा।जापान के दृष्टिकोण ने उपलब्ध झिल्ली प्रौद्योगिकी से सार्थक आउटपुट निकालने के लिए लवणता के अंतर को पर्याप्त रूप से बढ़ाने के लिए नमकीन-प्लस-अपशिष्ट जल संयोजन का उपयोग किया, जिससे कुछ वास्तविक निर्माण से पहले झिल्ली लागत समस्या को पूरी तरह से हल करने की आवश्यकता को दरकिनार कर दिया गया। यह एक व्यावहारिक इंजीनियरिंग निर्णय है: पचास वर्षों से आ रही झिल्ली की सफलता की प्रतीक्षा करने के बजाय उन इनपुट का उपयोग करें जो साइट पर स्वतंत्र रूप से उपलब्ध हैं।
