河口可以为我们带来低碳未来

亚马逊河每秒钟都会向咸咸的大西洋倾泻超过 5000 万加仑的水。当淡水旋转并混入咸水时，就会产生能量。

科罗拉多大学博尔德分校环境工程学教授安东尼·施特劳布表示：“如果你制作一种非常浓缩的盐溶液，或者将水和乙醇等物质混合，你实际上可以感觉到它们稍微升温。因此，你可以感觉到有足够的能量来加热。”

亚马逊是一个极端的例子，这是肯定的。但在较小规模上，科学家认为我们可以利用这些自然混合场所来产生清洁、可再生的电力。它被称为“渗透能”或“蓝色能源”。它还处于早期阶段，在当前的可再生能源海洋中，与风能和太阳能相比，它只是一条小鱼——但渗透能正在获得关注。

渗透力利用了渗透作用，即水通过半透膜的运动。我们所说的盐实际上是钠和氯元素的化学组合。把盐放入水中，它的钠和氯就会溶解到水中并变成带电离子。

当淡水加入混合物中时，这些离子会试图从咸水移动到淡水，并平衡它们的浓度。如果你在途中迫使这些离子通过一种特殊的膜，你就可以在它们通过时利用它们的能量。

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这项技术并不局限于河流与海洋交汇的地方。所需要的只是咸水、淡水，以及可以将两者并排放置的地方。渗透力甚至可以为人类产生的废水创造新的用途：例如，从海水淡化厂流出的盐水或其他含盐工业径流。而咸水湖，如大盐湖或死海，将是完美的选择。

事实上，正是看到约旦河流入死海，一位名叫 Sidney Loeb 的科学家——反渗透技术的先驱（海水淡化的一种方式）受到了启发，早在 20 世纪 70 年代中期就首次推断出渗透能是可能的。

直到 2009 年，世界上第一家蓝色能源工厂才在挪威奥斯陆以南约 25 英里的胡鲁姆开业。该工厂利用渗透力产生 2 到 4 千瓦的电力，足以为几台厨房电器供电。该工厂背后的公司 Statkraft 曾大胆计划再建一座更大的工厂，为整个村庄供电。

但 2014 年，Statkraft 以成本效益低为由关闭了该工厂并放弃了这些计划。就像任何新能源一样，公司必须确保其工厂生产的能量超过使其运转所需的能量——例如，抽取所需的水。这与核聚变能源尚未离开实验室的原因类似。

“这将是一项非常长期的研究任务，”斯特劳布说。“我认为……需要等待其他技术的发展。”

但 Statkraft 并不是最后一个尝试的人。2014 年，一家总部位于荷兰的公司在阿夫鲁戴克大堤上开设了一家渗透工厂，阿夫鲁戴克大堤将咸水的北海与淡水的艾瑟尔湖湾分隔开来。目前，另一家公司希望在丹麦做类似的事情。

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理论上，如果我们能在地球上的所有河流上安装这些特殊的膜，我们就能产生足够的电力来为整个大陆供电。只要我们选择全年流动的河流，我们就能一直发电——不会因为风不吹涡轮机或太阳能电池板看不到太阳而中断发电。

虽然我们可能不会在短期内用蓝色能源为城市供电，但这些运行中的试验工厂表明科学家们正在努力。它们还帮助科学家开发改进措施——从更好、更便宜的膜，到更好的污垢和堵塞缓解方法，再到进行渗透过程的全新方法。

但挑战仍然存在。虽然渗透能的碳排放远低于燃烧化石燃料，但它仍然有环境成本。特别是，当蓝色发电厂将淡水和咸水混合时，它们会排放介于两者之间的一种叫做咸水的东西。海洋生物对周围盐分的变化很敏感，一些科学家担心这可能会造成破坏。

在海岸上建造渗透工厂的科学家和工程师需要特别小心。“想象一下将河水和海水混合在一起，显然你会与非常敏感的环境系统相互作用，”斯特劳布说。“你会在河口等地。”这些栖息地已经很容易受到海平面上升和海水酸化的影响。

即使你能够绕过这一点，给清洁能源转型带来巨大希望的趋势在某种程度上也会阻碍其他类型的能源。随着太阳能和风能价格持续下跌，渗透能很难与之竞争。

施特劳布说：“我的感觉是，利用这种技术进行大规模发电将需要做大量的工作。”
不过，蓝色能源在小规模情况下仍然有用。例如，加拿大北部的偏远社区彼此相距数百英里，距离电网也只有数百英里，他们通常依靠消耗化石燃料的发电机发电。渗透能可以为这些社区提供绿色能源，这种能源在他们所在地区比风能或太阳能更可行。