什么是渗透发电技术？
在世界经济论坛发布的2025年度十大新兴技术中，能源领域的渗透能发电技术入选，引发业界关注。渗透发电技术是一种利用不同盐度水体之间的盐度差来发电的新型可再生能源技术。其原理基于渗透现象，即当淡水和海水被半透膜分隔时，淡水会自发地向海水一侧渗透，产生渗透压。这种压力可以驱动涡轮机或其他发电装置，进而产生电能。
目前，渗透发电技术主要有两种：一是压力延迟渗透（PRO）技术，即通过半透膜引导淡水向高盐度区域自然渗透，利用产生的液压驱动涡轮发电。2009年，挪威国家电力公司首个示范项目采用该技术实现渗透发电，因发电收益无法覆盖建设、运维成本，项目最终停止运营。2025年8月，日本首座渗透能发电厂正式启动，这是继2023年丹麦渗透发电厂投运之后，全球第二座、亚洲首座同类设施。
二是反向电渗析（RED）技术。借助离子交换膜分离正负电荷，通过离子定向移动直接产生电流。数百张交替排列的阳离子、阴离子交换膜组成“膜堆”，当淡水与海水交替流过膜堆时，钠离子、氯离子会穿过交换膜，形成电流。2014年，荷兰REDstack公司采用该技术建成了渗透能发电厂。
渗透发电技术具有诸多优势：一是环境友好，其发电过程不产生污染，无碳排放，符合绿色能源生产的要求；二是能源供应稳定，只要江河不断流，就能实现24小时不间断发电，不受天气或时间等自然因素影响；三是选址灵活，渗透能发电厂的理想选址应综合考虑水源、地质、土地、基础设施、环境和社会等多方面因素。
渗透发电技术前景广阔，但也面临一些挑战，如技术复杂性和成本高昂等。目前，全球范围内的研究和开发工作正在进行，包括提高交换膜的选择性和耐用性，优化盐水和淡水的混合方式，改进能量转换设备。
（来源：电网头条客户端）
长江入海口，一座没有巨型风机叶片、没有光伏矩阵的电站正悄然运行。控制室内闪烁的蓝色指示灯下，工程师注视着屏幕上的数据曲线——一条近乎笔直的供电输出线。这是中国首座商业化渗透能电站的运行实况，它利用海水与河水的盐度差发电，年供电量突破1亿度，且24小时稳定输出，不受昼夜阴晴影响。
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蓝色能源：被忽视的河口能量库
渗透能（又称盐差能）的本质，是大自然对浓度均衡的永恒追求。当淡水与海水在半透膜两侧相遇，盐离子会自发地从高浓度海水侧向低浓度河水侧迁移。通过在膜上构建纳米级带电孔道，科学家成功将离子定向移动转化为电流——这种被比喻为“无声雷击”的现象，成为新一代清洁能源的物理基础。
全球渗透能理论储量高达2.6太瓦（1太瓦=10亿千瓦），相当于2500个三峡电站的装机容量。中国坐拥1.8万公里海岸线及长江、珠江等大河入海口，仅长江口年渗透能潜力即达3-5太瓦时，相当于三峡年发电量的1.5%-2.5%。在南海强潮汐区域，盐差能量密度更可达20-25瓦/平方米，远超早期技术1瓦/平方米的水平。
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稳定性的降维打击：渗透能 VS 风光发电
1. 自然条件的绝对优势
与风光发电的“靠天吃饭”不同，渗透能具备天然稳定性：
无间歇性：河口盐差永恒存在，不受昼夜、季节影响
可预测性：潮汐周期规律明确，发电量可精准测算
高能量密度：先进膜材料单位发电量达传统技术20倍以上
2. 实际运行数据对比
法国OsmoRhône示范电站的监测数据显示，渗透能全年有效发电时长超8000小时，远超光伏的1500小时和风电的2500小时。中国舟山示范项目采用Sweetch Energy的INOD技术（离子纳米渗透扩散），其膜材料成本降至传统方案的十分之一，配合国产化改进后，系统效率提升至50%，度电成本逼近0.6元/千瓦时。
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中国路径：从膜材料突破到场景创新
1. 核心技术攻坚
中国科研机构在二维材料领域加速突破：
黑龙江大学开发出“能带结构匹配的半导体纳流体”技术，实现光-电-离子协同转换
清华大学研发氧化石墨烯复合膜，离子选择性提升300%
中科院团队攻克黏土矿物/石墨烯复合膜技术，兼具高性能与低成本优势
2. 应用场景创新
离岛水电联产：在永兴岛等南海岛屿，50MW级电站同步供电与海水淡化，替代高污染柴油发电机
河口生态矩阵：长江口电站与潮汐能、海上风电组成混合系统，海域资源利用率提升30%，且零坝体设计保障鱼类洄游
工业废水增值：山东威海项目将高盐废水处理与渗透能发电结合，额外创造18% 收益
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纳米级革命：三个原子厚的能源引擎
渗透能的核心竞争力在于膜材料。瑞士洛桑联邦理工大学开发的二硫化钼（MoS₂）薄膜仅0.65纳米厚（相当于三个原子），其表面带负电的纳米孔可精准筛选正离子通过，实现单向电流生成。
渗透能工作原理：含纳米孔的薄膜隔开盐度不同的水体，离子定向移动产生电流（示意图来源：Nature 2016）
这种超薄膜的能量密度可达1兆瓦/平方米——2000倍于太阳能理论极限值。中国团队进一步优化孔结构，在闽江口试验中使单价阳离子传输速率提升至传统膜的6倍，推动发电效率突破35%。
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千亿赛道启航：蓝海中的挑战与机遇
中国渗透能产业正按“示范-集群-矩阵”三步走战略推进：
近期目标（2025-2030）
在舟山、深圳建设5-10MW级电站，实现离子交换膜成本下降40%（至80元/平方米），累计装机达50MW
中期规划（2030-2035）
长三角、粤港澳形成100MW级电站群，技术国产化率超70%，渗透能占沿海可再生能源装机比重提升至3%
远期愿景（2035后）
开发南海远海盐差资源，与浮动光伏、波浪能构建“海洋能源矩阵”，年发电量超200太瓦时，支撑“双碳”目标下10% 的绿电需求
仍需突破的瓶颈包括：
膜污染控制：微生物附着导致效率衰减
电网适配：沿海电网需升级±500kV柔性直流输电技术
生态监测：建立AI盐度预测系统，控制河口盐度波动≤5%
结语：静默的能源革命
当长江口的首座电站将1亿度绿电输入电网，中国能源地图上悄然浮现出新的坐标。这里没有旋转的风机叶片，没有闪烁的光伏矩阵，只有水流穿过纳米孔道的静默奔涌——一种与自然韵律深度共鸣的永恒能量。
随着2025年国家渗透能专项规划落地，50亿元研发基金将注入这条赛道。未来十年，从舟山群岛到曾母暗沙，蓝色能源网络将编织成中国沿海最稳定的清洁电源。当海水与河水在膜间永恒共舞，人类第一次获得了与日月同辉的能源节奏——不追赶阳光，不捕风捉影，只在盐与水的平衡中，汲取文明的永续动力。
在南海某岛屿的指挥中心，电站管理员关闭了柴油发电机的最后一道闸门。大屏上，渗透能供电曲线如静水深流般稳定延伸，窗外海水湛蓝——那里有取之不尽的“燃料”，正等待膜材料与纳米孔道的下一次对话。
（作者：军情兵略）
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