Nhật Bản vừa khánh thành nhà máy điện thẩm thấu đầu tiên tại thành phố Fukuoka vào tháng 8/2025, và là nhà máy thứ hai thuộc loại này trên thế giới. Nhà máy dự kiến sản xuất khoảng 880.000 kWh điện mỗi năm, hỗ trợ vận hành một nhà máy khử muối tại địa phương, cung cấp nước ngọt cho thành phố và các khu vực lân cận.

Sản xuất điện từ năng lượng thẩm thấu là công nghệ mới nổi, tất nhiên còn khá lâu mới có thể đáp ứng nhu cầu lớn hơn cho lưới điện. Tuy nhiên, loại hình năng lượng tái tạo này có tiềm năng rất lớn vì nó luôn sẵn có, bất kể thời tiết hay các điều kiện khác, một vấn đề thường gặp với điện mặt trời và điện gió.

Điện thẩm thấu là gì?

Điện thẩm thấu được tạo ra thông qua hiện tượng thẩm thấu, đang thử nghiệm ở những khu vực nước ngọt hòa vào nước mặn. Trong trường hợp này, nước di chuyển từ vùng có nồng độ chất tan thấp hơn, tức nước ngọt, sang vùng có nồng độ chất tan cao hơn, tức nước mặn. Sự di chuyển này tạo ra chênh lệch áp suất giữa hai bên, có thể khai thác để sản xuất điện.

Thành phần chính của công nghệ này là một màng bán thấm, nằm ở điểm giữa hai nồng độ nước khác nhau. Màng này ngăn không cho muối di chuyển qua, kết quả là nước ngọt sẽ đẩy vào nước mặn để pha loãng nó. Cuối cùng, khi áp suất tăng và độ mặn giảm, nước được dẫn qua một turbine để sản xuất điện.

Do đó, lượng điện có thể sản xuất từ phương pháp này phụ thuộc rất nhiều vào hiệu suất của màng. Khái niệm năng lượng thẩm thấu xuất hiện từ những năm 1970, nhưng việc triển khai thực tế luôn gặp phải thách thức là phát triển các màng đủ hiệu quả để tạo ra một lượng điện đáng kể.

Trước nhà máy điện thẩm thấu ở Fukukoka, Nhật Bản, công ty SaltPower đã xây dựng một nhà máy điện thẩm thấu tại Mariager, Đan Mạch, vào năm 2023. Ngoài ra, còn có các cơ sở trình diễn thí điểm tại Na Uy và Pháp.

Con đường đến với năng lượng tái tạo và giảm phát thải carbon

Điện thẩm thấu là nguồn năng lượng sạch, vì nó không tạo ra khí thải carbon dioxide như các nguồn sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch. Điện thẩm thấu cũng là nguồn năng lượng tái tạo, vì nó dựa vào sự hòa trộn tự nhiên, liên tục giữa nước ngọt và nước mặn, quá trình sẽ tồn tại mãi cho đến khi nào các con sông vẫn còn chảy ra đại dương.

Có thể vẫn cần nhiều nghiên cứu hơn nữa để hiểu sâu hơn về tác động lâu dài đến môi trường, nhưng hiện tại, tác động sinh thái của loại hình này là rất nhỏ khi nước trở về môi trường ban đầu. Khả năng mở rộng quy mô và chi phí nguyên liệu thô thấp có thể biến điện thẩm thấu thành giải pháp tốt để cung cấp điện cho các nơi biệt lập như nhà máy khử muối hoặc thị trấn nhỏ.

Công ty Sweetch Energy của Pháp thậm chí còn ước tính, nhà máy điện thẩm thấu của họ trên sông Rhone sẽ có công suất sản xuất 500 MW, đủ cung cấp điện cho 1,5 triệu hộ gia đình, lớn hơn nhiều so với một nhà máy điện đơn lẻ.

Điện thẩm thấu được ước tính có khả năng đáp ứng tới 20% nhu cầu điện toàn cầu. Để so sánh, điện hạt nhân hiện cung cấp khoảng 10% điện năng của thế giới, trong khi điện mặt trời và điện gió cộng lại chiếm khoảng 12-15% và đang phát triển nhanh chóng.

Không nguồn điện nào trong số này được kỳ vọng có thể tự đáp ứng đầy đủ nhu cầu toàn cầu. Tuy nhiên, nếu điện thẩm thấu có thể mở rộng quy mô thành công, nó có thể trở thành nguồn bổ sung quan trọng cho danh mục năng lượng tái tạo của thế giới.