在日本福冈市的海水淡化中心，一场能源革命正在发生。

2025年8月5日，日本首座渗透能发电厂在此正式启动。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。

图说：福冈渗透发电厂举行开幕仪式

来源：Kyodo News

渗透发电也称“盐差能发电”，是一种新兴的蓝色能源。其原理是利用海水与淡水之间的盐度差（即渗透压）进行发电，整个过程不产生二氧化碳或其他温室气体。

今年6月，该技术因其环境友好特性和稳定发电能力，入选世界经济论坛年度十大新兴技术榜单。

据福冈地方水道局介绍，该电厂净发电量约为110千瓦，年最大发电量可达88万千瓦时，所产电力将定向供应海水淡化厂自身使用。

悉尼科技大学替代水源开发专家阿里·阿尔泰博士进一步阐释了这一发电规模的实际意义：“88万千瓦时的年发电量，大约可为220户日本家庭提供一整年的用电。”

与传统可再生能源相比，渗透发电具备独特优势。风能依赖风速，太阳能受制于昼夜与天气，而渗透发电仅依靠“淡水与咸水的混合过程”，实现持续稳定供能。

当淡水和盐水被半透膜隔开时就会产生渗透压，水分子会自然地从淡水侧流向盐水侧，直到两边浓度平衡为止——而水流动时产生的动能可以推动水轮机发电。

该过程无需燃烧化石燃料，也不依赖气候条件。理论上 渗透发电能量流可24小时不间断持续，从根本上解决可再生能源 “间歇性” 的痛点。

图说：渗透发电机制

来源：东洋纺官网

福冈的渗透发电项目筹备已久。早在2023年10月，福冈地区供水企业协会就已公布建设计划。

项目总投资约7亿日元（约合人民币3300万元），由长崎市的协和机电工业公司负责安装与实施。

经过两年规划与建设，这座验证性电厂于今年8月正式投运。

值得关注的是，该电厂使用海水淡化过程中产生的浓缩盐水（提取淡水后剩余的高盐度尾水）作为原料，进一步增大了盐浓度差，从而提升了发电潜力。

具体而言，福冈电厂利用的是淡化后排出的盐浓度为8%的尾水，以及经过处理的城市废水（属淡水）。

目前，这类高盐尾水通常作为废水直排入海。将其用于发电，不仅实现了废物资源化，还可保证电厂全天候稳定运行。

其实，渗透发电的概念早在几十年前就已提出。

1954年，英国人Richard Pattle在《自然》期刊上发表论文，首次提出在水利设施中混合海水与淡水以发电的设想。

20世纪70年代，Sidney Loeb教授在观察约旦河与死海的自然混合后，开发出压力延迟渗透（Pressure Retarded Osmosis, PRO）技术框架，首次将理念推向实践。

而挪威国家电力公司Statkraft则是PRO技术工程化的先驱。2009年，他们在挪威Tofte建成首个示范项目，装机容量仅10千瓦。

尽管曾计划在2015年实现商业化，但因发电收益无法覆盖建设、运维成本，项目最终停止运营。

2023年，全球首座渗透发电厂在丹麦正式投运，由风险投资公司SaltPower开发，位于诺比亚斯盐场。

图说：全球首座渗透发电厂

来源：Interesting Engineering

该电厂利用近乎饱和的岩盐层盐水与淡水之间的盐度差发电，装机容量约100千瓦，采用了日本东洋纺株式会社生产的中空纤维正向渗透（FO）膜。

东洋纺的FO膜能够选择性透过水分子，同时能够阻挡如氯化钠等较大离子或分子。

因此，当高浓度盐水和淡水通过东洋纺的FO膜接触时，两者之间的渗透压差会导致水流向盐水侧，从而增加流速。这种流速的增加被用来驱动涡轮机，从而发电。

除挪威、丹麦和日本外，包括韩国、澳大利亚在内的一些国家也曾开展实验性项目。

然而，与许多新兴技术一样，渗透发电在实验室表现良好，但要实现高效规模化应用仍面临严峻挑战，其中半透膜的成本与效率是关键瓶颈。

目前高性能离子交换膜或PRO膜的生产成本仍然高昂，是系统中最大的成本项。

当前，渗透发电的平准化度电成本（LCOE）远高于风电、光伏，甚至超过潮汐能。

在现有技术下，其经济性完全无法与成熟可再生能源竞争，极度依赖政府补贴和科研资金投入，缺乏市场化生存能力。

不过，福冈电厂的成功投运证明了该技术在大规模能源生产中的应用可能，为行业带来了新的希望。

日本作为煤炭、天然气和原油的主要消费国与进口国，能源供给很依赖化石燃料。

而海水和淡水交汇处都可以部署渗透发电，对于河流众多的岛国日本来说，渗透发电的潜力很大。

日本渗透力专家、东京科学研究所名誉教授谷冈昭彦表示，“我们能够将这项技术投入实际应用，我感到无比激动。我希望它不仅能在日本推广，还能在世界各地推广。”