Hal ini mungkin salah satu sumber yang paling belum dieksploitasi dari semua energi hijau. Ketika air garam dan campuran air tawar di muara, proses kimia terjadi yang dapat dimanfaatkan untuk pembangkit listrik.
Menurut salah satu perkiraan, ini adalah salah satu "blue energy" yang begitu melimpah. Jika bisa dimanfaatkan dengan tepat dan dengan cara yang benar ini bisa jadi energi biru masa depan.
 |
| Ion garam air laut adalah kuncinya |
Energi biru pertama kali diusulkan pada tahun 1954 oleh seorang insinyur Inggris bernama RE Pattle. Hal ini juga disebut "kekuatan osmotik", karena mengeksploitasi fenomena osmosis. Untuk memahami bagaimana hal ini bekerja, bayangkan dua buah air dengan konsentrasi yang berbeda dari zat terlarut seperti garam. Jika dua solusi ini dipisahkan oleh membran tipis "semi-permeabel" yang memungkinkan air merembes tetapi tidak ion garam, maka secara alami air akan berpindah dari sisi yang kurang garam ke sisi yang lebih asin. Aliran air melintasi membran membuat tekanan pada satu sisi sehingga dapat digunakan untuk menggerakkan turbin dan menghasilkan listrik.
Ide Pattle Itu tidak mungkin untuk direalisasikan pada pembangkit listrik sampai tahun 1970-an. Saat itulah bahan buatan untuk membuat membran semipermeabel menjadi tersedia secara komersial. Seorang ilmuwan Israel bernama Sidney Loeb menyarankan bahwa itu bisa digunakan dalam apa yang disebut "pembangkit listrik osmotik". Loeb berharap mereka mungkin memanfaatkan energi yang diperoleh dari pertemuan antara sungai Yordan yang bercampur dengan asinnya Laut Mati.
Pembangkit listrik seperti benar-benar bekerja dengan baik bukan sebanyak mungkin laju aliran yang melintasi membran, tapi ketika itu sedikit melambat. Hal ini dapat dilakukan dengan menekan air garam sehingga tekanan menghalangi masuknya air tawar dari sisi lain dari membran. Sehingga teknologi ini dikenal sebagai "Tekanan Osmosis Terbalik".
 |
| Energi dihasilkan dari pertemuan air sungai dengan air laut |
Pembangkit energi biru pertama yang menggunakan tekanan osmosis terbalik dibuka di Tofte, Norwegia, pada tahun 2009 oleh perusahaan Statkraft, dengan kapasitas pembangkit 4kW. Jauh lebih kecil dibandingkan dengan 5,000kW khas dari pembangkit listrik tenaga nuklir kecil. Tetapi meskipun proses bekerja, perusahaan menemukan bahwa hal itu tidak efektif. Hal ini berarti tidak menghasilkan daya yang cukup untuk menutup biaya konstruksi, operasi dan pemeliharaan. Statkraft akhirnya ditutup pada tahun 2013.
Semua sama, pengembang komersial belum tergoyahkan. Di institut air Belanda Wetsus di Leeuwarden, sebuah perusahaan spin-off disebut REDstack sudah mulai membuat prototipe pembangkit listrik dengan metode daya osmotik yang berbeda yang disebut dengan reverse electrodialysis (RED) atau elektrodialisis terbalik. Teknik ini sedikit berbeda dari tekanan osmosis terbalik. Dengan metode ini, yang melewati membran adalah ion garam, bukan air.
Ada dua jenis membran: salah satu yang memungkinkan ion natrium yang bermuatan positif melwati, dan salah satu yang memungkinkan ion klorida yang bermuatan negatif melewati. Membran ini digunakan untuk membuat semacam air multi-dek di mana ada lapisan air garam dengan lapisan air tawar, dengan dua jenis membran ion yang mengangkut bergantian antara setiap lapisan. Susunan ini menghasilkan tegangan listrik, yang kemudian dapat diambiluntuk menghasilkan aliran arus listrik langsung, tanpa perlu untuk membuat turbin. Jadi dalam teori metode ini bisa sangat efisien dalam menangkap energi langsung dari proses pencampuran.
Ilmuwan Wetsus juga mempelajari metode ketiga yang disebut pencampuran kapasitif (capmix). Berikut air laut dan air tawar dimasukkan bergantian ke dalam ruang yang mengandung dua elektroda, yang berfungsi sebagai perangkat menyimpan (atau kapasitor). Proses ini juga bisa menghasilkan tegangan.
Sebesar € 2,4 juta (Rp 39,4 milyar) konsorsium Eropa yang mencakup lembaga di Belanda, Italia, Polandia dan Spanyol telah meneliti teknologi capmix sejak 2010. Masih ada trik baru yang akan ditemukan. Sebagai contoh, sebuah tim di University of Utrecht yang dipimpin oleh fisikawan yang bernama Rene van Roij , mengatakan baru-baru ini menunjukkan bahwa pada prinsipnya output energi dari perangkat capmix blu-energy mungkin bisa dua kali lipat jika air tawar yang dicampur dengan air laut yang menghangat sampai 50C atau lebih.
Tidak perlu untuk membakar bahan bakar fosil untuk melakukan pemanasan, mereka mengatakan - kita hanya bisa menggunakan air limbah dipanaskan di industri pengolahan, misalnya air dari pembangkit listrik atau pendinginan pusat data (yang dihasilkan dari overheating komputer). Dengan secara kebetulan, tim independen dari Universitas Granada di Spanyol menunjukkan efek ini bekerja dalam praktek pada saat yang sama ketika kelompok Belanda menemukan teori ini.
osmosis bekerja dengan perbedaan konsentrasi zat yang terlarut . Jadi "blue energy" tidak terbatas hanya pada pencampuran sungai dengan air laut. Pada 2013, sebuah tim di Wetsus mengatakan ada kemungkinan untuk menghasilkan listrik dari gas terlarut karbon dioksida, yang mungkin akan diambil dari pembangkit listrik bahan bakar fosil. Karbon dioksida mudah larut dalam air untuk menghasilkan asam karbonat, yang kemudian jatuh terpisah menjadi ion bikarbonat dan hidrogen. Ini dapat tersusun di elektroda dalam proses capmix dengan cara yang sama seperti ion garam biasa. Sama seperti metode capmix yang melibatkan pergantian pembilasan sistem dengan air asin dan tawar, sehingga metode baru ini akan memerlukan pembilasan air pertama dengan karbon dioksida (membuat setara dengan air garam) dan kemudian dengan udara bersih (membuat setara dengan air tawar ).
Para peneliti mengatakan bahwa seluruh dunia, gas buang dari pembangkit listrik bahan bakar fosil mengandung cukup karbon dioksida untuk membuat sekitar 850 terawh listrik setiap tahun: hampir 100 kali konsumsi daya tahunan Inggris. Ini adalah ide yang mengagumkan. karbon dioksida, yang biasanya bagian dari masalah pembangkit, di sini menjadi bagian dari solusi. Mengagumkan.
