Bioáramlat: ozmózistól a csodakulacsig

„Kína egyévi, közel 1700 terawattnyi áramfogyasztásával megegyező mennyiségű elektromos potenciállal rendelkeznek a Föld folyódeltái. A általunk kifejlesztett technológia ezt az energiát hasznosítja” – büszkélkedett a világsajtóban Bard Mikkelsen, a norvég Statkraft erőműcég vezérigazgatója. Az Oslótól 60 kilométerre fekvő Tofte falvacska mellett, a skandináv fjordvidéken a múlt héten üzembe helyezett új létesítmény a tengerek, óceánok partjainál a sós, illetve a folyókból érkező édesvíz érintkezésekor kialakuló nyomást használja fel áramtermelésre. A művelet elméleti alapja az a hidrodinamikai jelenség, hogy a „hígabb” édesvíz a „sűrűbb” sós oldatot hígítani igyekszik, kiegyenlítendő a köztük fennálló koncentrációkülönbséget. Ezt a tengervíz sótalanításához használt úgynevezett fordított ozmózis módszerével tették alkalmassá az energiatermelésre.

A kémiában és biológiában ozmózisnak nevezik azt a jelenséget, amikor két különböző koncentrációjú (szakszóval: telítettségű) oldat sűrűségkülönbsége egy – a növényi és az állati sejtfalhoz hasonló – féligáteresztő hártyán átáramolva egyenlítődik ki. A töményebb oldat felé áramló hígabb által kifejtett nyomást nevezik ozmózisnak. A túl sós ételek fogyasztása után azért jelentkezik például kínzó szomjúság, mert a szervezet vízfelvétellel igyekszik enyhíteni a nagy ozmózisnyomást. Ez a nyomás az állati és emberi sejtekben egyébként 8 bar körüli, míg a növényi nedvekben két és félszer ennyi, hogy a nedvesség – és vele a tápanyag – a növények csúcsáig fel tudjon szívódni.

A tengervíz máig legköltséghatékonyabb „édesítése” is az ozmózisra épül. Ennek során (kísérletileg már az 1950-es évek óta) igen nagy, 60–100 bar nyomással átpréselik a vizet egy féligáteresztő – a sót, vagyis az oldott állapotú nátrium-kloridot „kiszűrő” – membránon. Azt, hogy ennek a folyamatnak a megfordításával (tulajdonképpen ozmózissal) energiát is elő lehetne állítani, az 1960-as évek végén vetette fel Sidney Loeb, a Kaliforniai Egyetem kémiaprofesszora. Az elmúlt négy évtizedben azon dolgoztak, hogy kifejlesszenek egy, a természetes sejtfalhoz hasonló membránt, amely átengedi az édesvízből a vízmolekulákat a sóshoz, de a sóvegyületeket visszatartja. Az odaáramlás során kialakuló nagy – laboratóriumi körülmények között 25 barosnak mért – ozmózisnyomás már bőven alkalmas turbinák meghajtására. (Összehasonlításképpen: az áramtermelésre befogott vízesések nyomása átlagosan 10 bar körül van.)

A membrántechnológia az ezredforduló után vált képessé olyan pórusméretű filmek gyártására, amelyekkel mindez már nem csak elvi lehetőség – derül ki Bélafiné Bakó Katalinnak, a veszprémi Pannon Egyetem tudományos főmunkatársának a Magyar Tudomány című folyóiratban két éve megjelent cikkéből. A membránipart jól jellemzi az általa említett oregoni Hydration Technology nevű cég ultravékony membránból készült zacskója, amellyel állítólag a legszennyezettebb pocsolya vize is ihatóvá tehető. A tömény szirupot (például izotóniás szörpöt) tartalmazó, több liter térfogatúvá tágulni képes kézi víztisztító alkalmatosság membránja ugyanis kizárólag a vízmolekulákat engedi át, más szerves és szervetlen komponenst már nem. A gyártói ígéretek szerint a csodakulacs kiszűri a coli baktériumokat, az anthraxspórákat, a vírusokat, valamint a nehézfémeket is, és egy óra alatt egy liter itókát termel.

Az új norvég erőmű szigorúan titkolja az általa használt membrán paramétereit, a cég honlapján közzétett előzetes kalkulációk 11–14 báros víznyomással, valamint – a próbaüzem során – éves átlagban egy-két tucat megawattos energiatermeléssel számolnak. Ez – hasonló nagyságrendű befektetés révén – megközelíti a magyarországi szélturbinás erőművek jelenlegi alig 40 megawattnyi teljesítményét (Magyarország teljes áramtermelése 40 ezer megawatt). Bár a norvég fejlesztők és az ozmotikus erőművek hívei szerint ez a technológia egyike a legkörnyezetbarátabb metódusoknak, a tamáskodók úgy vélik, a folyódeltákba telepített létesítmények megépítése már korántsem nevezhető zöldnek. Felboríthatja ugyanis az ekképp ipari övezetté váló tengerpartok ökológiai egyensúlyát. Azt persze az ódzkodók is elismerik, hogy a membrántechnológiás áramtermelés következményei meg sem közelíthetik a hagyományos szénerőművek környezeti terhelését.