在日本福岡市的海水淡化中心，一場能源革命正在發(fā)生。

2025年8月5日，日本首座滲透能發(fā)電廠在此正式啟動。這是繼2023年丹麥滲透發(fā)電廠投運之后，全球第二座、亞洲首座同類設施。

圖說：福岡滲透發(fā)電廠舉行開幕儀式

來源：Kyodo News

滲透發(fā)電也稱“鹽差能發(fā)電”，是一種新興的藍色能源。其原理是利用海水與淡水之間的鹽度差（即滲透壓）進行發(fā)電，整個過程不產(chǎn)生二氧化碳或其他溫室氣體。

今年6月，該技術(shù)因其環(huán)境友好特性和穩(wěn)定發(fā)電能力，入選世界經(jīng)濟論壇年度十大新興技術(shù)榜單。

據(jù)福岡地方水道局介紹，該電廠凈發(fā)電量約為110千瓦，年最大發(fā)電量可達88萬千瓦時，所產(chǎn)電力將定向供應海水淡化廠自身使用。

悉尼科技大學替代水源開發(fā)專家阿里·阿爾泰博士進一步闡釋了這一發(fā)電規(guī)模的實際意義：“88萬千瓦時的年發(fā)電量，大約可為220戶日本家庭提供一整年的用電?！?/span>

與傳統(tǒng)可再生能源相比，滲透發(fā)電具備獨特優(yōu)勢。風能依賴風速，太陽能受制于晝夜與天氣，而滲透發(fā)電僅依靠“淡水與咸水的混合過程”，實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定供能。

當?shù)望}水被半透膜隔開時就會產(chǎn)生滲透壓，水分子會自然地從淡水側(cè)流向鹽水側(cè)，直到兩邊濃度平衡為止——而水流動時產(chǎn)生的動能可以推動水輪機發(fā)電。

該過程無需燃燒化石燃料，也不依賴氣候條件。理論上 滲透發(fā)電能量流可24小時不間斷持續(xù)，從根本上解決可再生能源 “間歇性” 的痛點。

圖說：滲透發(fā)電機制

來源：東洋紡官網(wǎng)

福岡的滲透發(fā)電項目籌備已久。早在2023年10月，福岡地區(qū)供水企業(yè)協(xié)會就已公布建設計劃。

項目總投資約7億日元（約合人民幣3300萬元），由長崎市的協(xié)和機電工業(yè)公司負責安裝與實施。

經(jīng)過兩年規(guī)劃與建設，這座驗證性電廠于今年8月正式投運。

值得關(guān)注的是，該電廠使用海水淡化過程中產(chǎn)生的濃縮鹽水（提取淡水后剩余的高鹽度尾水）作為原料，進一步增大了鹽濃度差，從而提升了發(fā)電潛力。

具體而言，福岡電廠利用的是淡化后排出的鹽濃度為8%的尾水，以及經(jīng)過處理的城市廢水（屬淡水）。

目前，這類高鹽尾水通常作為廢水直排入海。將其用于發(fā)電，不僅實現(xiàn)了廢物資源化，還可保證電廠全天候穩(wěn)定運行。

其實，滲透發(fā)電的概念早在幾十年前就已提出。

1954年，英國人Richard Pattle在《自然》期刊上發(fā)表論文，首次提出在水利設施中混合海水與淡水以發(fā)電的設想。

20世紀70年代，Sidney Loeb教授在觀察約旦河與死海的自然混合后，開發(fā)出壓力延遲滲透（Pressure Retarded Osmosis, PRO）技術(shù)框架，首次將理念推向?qū)嵺`。

而挪威國家電力公司Statkraft則是PRO技術(shù)工程化的先驅(qū)。2009年，他們在挪威Tofte建成首個示范項目，裝機容量僅10千瓦。

盡管曾計劃在2015年實現(xiàn)商業(yè)化，但因發(fā)電收益無法覆蓋建設、運維成本，項目最終停止運營。

2023年，全球首座滲透發(fā)電廠在丹麥正式投運，由風險投資公司SaltPower開發(fā)，位于諾比亞斯鹽場。

圖說：全球首座滲透發(fā)電廠

來源：Interesting Engineering

該電廠利用近乎飽和的巖鹽層鹽水與淡水之間的鹽度差發(fā)電，裝機容量約100千瓦，采用了日本東洋紡株式會社生產(chǎn)的中空纖維正向滲透（FO）膜。

東洋紡的FO膜能夠選擇性透過水分子，同時能夠阻擋如氯化鈉等較大離子或分子。

因此，當高濃度鹽水和淡水通過東洋紡的FO膜接觸時，兩者之間的滲透壓差會導致水流向鹽水側(cè)，從而增加流速。這種流速的增加被用來驅(qū)動渦輪機，從而發(fā)電。

除挪威、丹麥和日本外，包括韓國、澳大利亞在內(nèi)的一些國家也曾開展實驗性項目。

然而，與許多新興技術(shù)一樣，滲透發(fā)電在實驗室表現(xiàn)良好，但要實現(xiàn)高效規(guī)?；瘧萌悦媾R嚴峻挑戰(zhàn)，其中半透膜的成本與效率是關(guān)鍵瓶頸。

目前高性能離子交換膜或PRO膜的生產(chǎn)成本仍然高昂，是系統(tǒng)中最大的成本項。

當前，滲透發(fā)電的平準化度電成本（LCOE）遠高于風電、光伏，甚至超過潮汐能。

在現(xiàn)有技術(shù)下，其經(jīng)濟性完全無法與成熟可再生能源競爭，極度依賴政府補貼和科研資金投入，缺乏市場化生存能力。

不過，福岡電廠的成功投運證明了該技術(shù)在大規(guī)模能源生產(chǎn)中的應用可能，為行業(yè)帶來了新的希望。

日本作為煤炭、天然氣和原油的主要消費國與進口國，能源供給很依賴化石燃料。

而海水和淡水交匯處都可以部署滲透發(fā)電，對于河流眾多的島國日本來說，滲透發(fā)電的潛力很大。

日本滲透力專家、東京科學研究所名譽教授谷岡昭彥表示，“我們能夠?qū)⑦@項技術(shù)投入實際應用，我感到無比激動。我希望它不僅能在日本推廣，還能在世界各地推廣?！?/span>