什么是滲透發(fā)電技術(shù)？
在世界經(jīng)濟論壇發(fā)布的2025年度十大新興技術(shù)中，能源領(lǐng)域的滲透能發(fā)電技術(shù)入選，引發(fā)業(yè)界關(guān)注。滲透發(fā)電技術(shù)是一種利用不同鹽度水體之間的鹽度差來發(fā)電的新型可再生能源技術(shù)。其原理基于滲透現(xiàn)象，即當?shù)秃Ｋ话胪改し指魰r，淡水會自發(fā)地向海水一側(cè)滲透，產(chǎn)生滲透壓。這種壓力可以驅(qū)動渦輪機或其他發(fā)電裝置，進而產(chǎn)生電能。
目前，滲透發(fā)電技術(shù)主要有兩種：一是壓力延遲滲透（PRO）技術(shù)，即通過半透膜引導淡水向高鹽度區(qū)域自然滲透，利用產(chǎn)生的液壓驅(qū)動渦輪發(fā)電。2009年，挪威國家電力公司首個示范項目采用該技術(shù)實現(xiàn)滲透發(fā)電，因發(fā)電收益無法覆蓋建設(shè)、運維成本，項目最終停止運營。2025年8月，日本首座滲透能發(fā)電廠正式啟動，這是繼2023年丹麥滲透發(fā)電廠投運之后，全球第二座、亞洲首座同類設(shè)施。
二是反向電滲析（RED）技術(shù)。借助離子交換膜分離正負電荷，通過離子定向移動直接產(chǎn)生電流。數(shù)百張交替排列的陽離子、陰離子交換膜組成“膜堆”，當?shù)c海水交替流過膜堆時，鈉離子、氯離子會穿過交換膜，形成電流。2014年，荷蘭REDstack公司采用該技術(shù)建成了滲透能發(fā)電廠。
滲透發(fā)電技術(shù)具有諸多優(yōu)勢：一是環(huán)境友好，其發(fā)電過程不產(chǎn)生污染，無碳排放，符合綠色能源生產(chǎn)的要求；二是能源供應(yīng)穩(wěn)定，只要江河不斷流，就能實現(xiàn)24小時不間斷發(fā)電，不受天氣或時間等自然因素影響；三是選址靈活，滲透能發(fā)電廠的理想選址應(yīng)綜合考慮水源、地質(zhì)、土地、基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境和社會等多方面因素。
滲透發(fā)電技術(shù)前景廣闊，但也面臨一些挑戰(zhàn)，如技術(shù)復雜性和成本高昂等。目前，全球范圍內(nèi)的研究和開發(fā)工作正在進行，包括提高交換膜的選擇性和耐用性，優(yōu)化鹽水和淡水的混合方式，改進能量轉(zhuǎn)換設(shè)備。
（來源：電網(wǎng)頭條客戶端）
長江入海口，一座沒有巨型風機葉片、沒有光伏矩陣的電站正悄然運行。控制室內(nèi)閃爍的藍色指示燈下，工程師注視著屏幕上的數(shù)據(jù)曲線——一條近乎筆直的供電輸出線。這是中國首座商業(yè)化滲透能電站的運行實況，它利用海水與河水的鹽度差發(fā)電，年供電量突破1億度，且24小時穩(wěn)定輸出，不受晝夜陰晴影響。
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藍色能源：被忽視的河口能量庫
滲透能（又稱鹽差能）的本質(zhì)，是大自然對濃度均衡的永恒追求。當?shù)c海水在半透膜兩側(cè)相遇，鹽離子會自發(fā)地從高濃度海水側(cè)向低濃度河水側(cè)遷移。通過在膜上構(gòu)建納米級帶電孔道，科學家成功將離子定向移動轉(zhuǎn)化為電流——這種被比喻為“無聲雷擊”的現(xiàn)象，成為新一代清潔能源的物理基礎(chǔ)。
全球滲透能理論儲量高達2.6太瓦（1太瓦=10億千瓦），相當于2500個三峽電站的裝機容量。中國坐擁1.8萬公里海岸線及長江、珠江等大河入海口，僅長江口年滲透能潛力即達3-5太瓦時，相當于三峽年發(fā)電量的1.5%-2.5%。在南海強潮汐區(qū)域，鹽差能量密度更可達20-25瓦/平方米，遠超早期技術(shù)1瓦/平方米的水平。
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穩(wěn)定性的降維打擊：滲透能 VS 風光發(fā)電
1. 自然條件的絕對優(yōu)勢
與風光發(fā)電的“靠天吃飯”不同，滲透能具備天然穩(wěn)定性：
無間歇性：河口鹽差永恒存在，不受晝夜、季節(jié)影響
可預(yù)測性：潮汐周期規(guī)律明確，發(fā)電量可精準測算
高能量密度：先進膜材料單位發(fā)電量達傳統(tǒng)技術(shù)20倍以上
2. 實際運行數(shù)據(jù)對比
法國OsmoRh?ne示范電站的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，滲透能全年有效發(fā)電時長超8000小時，遠超光伏的1500小時和風電的2500小時。中國舟山示范項目采用Sweetch Energy的INOD技術(shù)（離子納米滲透擴散），其膜材料成本降至傳統(tǒng)方案的十分之一，配合國產(chǎn)化改進后，系統(tǒng)效率提升至50%，度電成本逼近0.6元/千瓦時。
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中國路徑：從膜材料突破到場景創(chuàng)新
1. 核心技術(shù)攻堅
中國科研機構(gòu)在二維材料領(lǐng)域加速突破：
黑龍江大學開發(fā)出“能帶結(jié)構(gòu)匹配的半導體納流體”技術(shù)，實現(xiàn)光-電-離子協(xié)同轉(zhuǎn)換
清華大學研發(fā)氧化石墨烯復合膜，離子選擇性提升300%
中科院團隊攻克黏土礦物/石墨烯復合膜技術(shù)，兼具高性能與低成本優(yōu)勢
2. 應(yīng)用場景創(chuàng)新
離島水電聯(lián)產(chǎn)：在永興島等南海島嶼，50MW級電站同步供電與海水淡化，替代高污染柴油發(fā)電機
河口生態(tài)矩陣：長江口電站與潮汐能、海上風電組成混合系統(tǒng)，海域資源利用率提升30%，且零壩體設(shè)計保障魚類洄游
工業(yè)廢水增值：山東威海項目將高鹽廢水處理與滲透能發(fā)電結(jié)合，額外創(chuàng)造18% 收益
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納米級革命：三個原子厚的能源引擎
滲透能的核心競爭力在于膜材料。瑞士洛桑聯(lián)邦理工大學開發(fā)的二硫化鉬（MoS?）薄膜僅0.65納米厚（相當于三個原子），其表面帶負電的納米孔可精準篩選正離子通過，實現(xiàn)單向電流生成。
滲透能工作原理：含納米孔的薄膜隔開鹽度不同的水體，離子定向移動產(chǎn)生電流（示意圖來源：Nature 2016）
這種超薄膜的能量密度可達1兆瓦/平方米——2000倍于太陽能理論極限值。中國團隊進一步優(yōu)化孔結(jié)構(gòu)，在閩江口試驗中使單價陽離子傳輸速率提升至傳統(tǒng)膜的6倍，推動發(fā)電效率突破35%。
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千億賽道啟航：藍海中的挑戰(zhàn)與機遇
中國滲透能產(chǎn)業(yè)正按“示范-集群-矩陣”三步走戰(zhàn)略推進：
近期目標（2025-2030）
在舟山、深圳建設(shè)5-10MW級電站，實現(xiàn)離子交換膜成本下降40%（至80元/平方米），累計裝機達50MW
中期規(guī)劃（2030-2035）
長三角、粵港澳形成100MW級電站群，技術(shù)國產(chǎn)化率超70%，滲透能占沿海可再生能源裝機比重提升至3%
遠期愿景（2035后）
開發(fā)南海遠海鹽差資源，與浮動光伏、波浪能構(gòu)建“海洋能源矩陣”，年發(fā)電量超200太瓦時，支撐“雙碳”目標下10% 的綠電需求
仍需突破的瓶頸包括：
膜污染控制：微生物附著導致效率衰減
電網(wǎng)適配：沿海電網(wǎng)需升級±500kV柔性直流輸電技術(shù)
生態(tài)監(jiān)測：建立AI鹽度預(yù)測系統(tǒng)，控制河口鹽度波動≤5%
結(jié)語：靜默的能源革命
當長江口的首座電站將1億度綠電輸入電網(wǎng)，中國能源地圖上悄然浮現(xiàn)出新的坐標。這里沒有旋轉(zhuǎn)的風機葉片，沒有閃爍的光伏矩陣，只有水流穿過納米孔道的靜默奔涌——一種與自然韻律深度共鳴的永恒能量。
隨著2025年國家滲透能專項規(guī)劃落地，50億元研發(fā)基金將注入這條賽道。未來十年，從舟山群島到曾母暗沙，藍色能源網(wǎng)絡(luò)將編織成中國沿海最穩(wěn)定的清潔電源。當海水與河水在膜間永恒共舞，人類第一次獲得了與日月同輝的能源節(jié)奏——不追趕陽光，不捕風捉影，只在鹽與水的平衡中，汲取文明的永續(xù)動力。
在南海某島嶼的指揮中心，電站管理員關(guān)閉了柴油發(fā)電機的最后一道閘門。大屏上，滲透能供電曲線如靜水深流般穩(wěn)定延伸，窗外海水湛藍——那里有取之不盡的“燃料”，正等待膜材料與納米孔道的下一次對話。
（作者：軍情兵略）
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