حينما يمتزج الماء المالح بنظيره العذب في مصبات الانهار، يفضي ذلك لحدوث عمليه تفاعل كيمياوي يمكن تسخيرها لتوليد الكهرباء، ولكن ذلك ربما يكون احد اقل مصادر الطاقه الصديقه للبيئه استغلالا علي الاطلاق. ويشير احد التقديرات الي ان هذه "الطاقه الزرقاء" وفيره بقدر يجعلها كافيه لتلبيه جميع احتياجاتنا، وذلك اذا ما وجدنا وسيله فعاله للاستفاده منها. وهنا يظهر سؤال مفاده: هل يمكن ان تشكل تلك "الطاقه الزرقاء" احدث اشكال "الطاقه الخضراء" او الصديقه للبيئه؟ علي اي حال، ظهر اول المقترحات الخاصه بتوليد ما يعرف بـ"الطاقه الزرقاء" في عام 1954، علي يد مهندس بريطاني يدعي ار.اي باتل. مواضيع قد تهمك نهايه ويطلق البعض علي هذه الطاقه اسم "طاقه الانتقال الاسموزي" او "الطاقه التناضحيه"، وذلك لانها تستغل التفاعلات الناتجه عن ظاهره التناضح او الانتقال الاسموزي. ولفهم ذلك، يمكن للمرء ان يتخيل محلولين؛ يتالف كلاهما من ماء ممزوج بماده قابله للذوبان مثل الملح، ولكن بتركيز مختلف لهذه الماده في كل منهما. اذا ما فصل بين هذين المحلولين بغشاء رقيق "شبه نفاذ"، للسماح للماء فقط - وليس الايونات الملحيه - بالمرور من هذا الجانب الي ذاك، سيؤدي ذلك الي انتقال الماء بشكل طبيعي من الجانب الاقل تركيزا من حيث ملوحته، الي الجانب الاكثر تركيزا. وسيفضي مرور الماء عبر الغشاء الي مراكمه الضغط علي احد الجانبين، وهو ما يمكن استخدامه لتنشيط محركات تعمل بقوه الماء لتوليد الطاقه. لكن حتي سبعينيات القرن الماضي، لم تتسن الاستفاده من فكره باتل المتعلقه بسبل توليد الطاقه. ففي ذلك الحين، باتت المواد الصناعيه اللازمه لصنع الاغشيه شبه النفاذه متاحه للاستخدام علي المستوي التجاري. وعندها اشار عالم اسرائيلي يدعي سيدني لوب الي امكانيه استخدام هذه المواد في ما وصفه بـ"محطات توليد الطاقه عبر استغلال خاصيه التناضح"، فقد كان يامل في ان يؤدي ذلك الي تسخير الطاقه الناجمه عن امتزاج مياه نهر الاردن العذبه بمياه البحر الميت المالحه. لكن محطات التوليد هذه لا تعمل بكفاءتها الكامله عندما تتدفق المياه عبر ذلك الغشاء باقصي قوه لها، وانما حينما تتباطا سرعه ذلك التدفق قليلا. ويمكن تحقيق هذا الهدف عبر احداث ضغط علي المياه المالحه، مما يؤدي الي عرقله تدفق المياه العذبه القادمه من الجانب الاخر من الغشاء. وقد افتتحت شركه "ستات كرافت" اول محطه لتوليد الطاقه الزرقاء تعمل بهذه التقنيه في بلده "توفت" النرويجيه عام 2009؛ بقدره توليد تصل الي اربعه كيلو واط، وهي قدره محدوده للغايه اذا ما قورنت بنظيرتها التي يمكن توليدها من اي مفاعل نووي صغير؛ تلك التي تصل الي 5000 كيلو واط. لكن علي الرغم من ان هذه التقنيه اثبتت قابليتها للتطبيق بالفعل، فان الشركه وجدت انها غير مجديه اقتصاديا. فلم تولد طاقه كافيه لدر ارباح تعوض تكاليف البناء والتشغيل والصيانه. وهكذا اغلقت الشركه تلك المحطه عام 2013. مع هذا، لم يثبط ذلك عزم من يسعون لتطوير تلك الوسيله لتصبح قابله للاستخدام علي الصعيد التجاري. ففي معهد "فيتسس" الهولندي للمياه في مدينه يوفاردن؛ بدات شركه متفرعه عن المعهد تحمل اسم "ار.اي.دي ستاك" استخدام اسلوب اخر لتوليد الطاقه من عمليه التناضح، يطلق عليه اسم "الفصل الغشائي الكهربائي العكسي" في محطه تجريبيه لتوليد الطاقه. ولا يختلف هذا الاسلوب كثيرا عن تقنيه "التناضح الناجم عن ممارسه ضغوط كابحه"، اذ يتضمن استخدام اغشيه تسمح بنفاذ الايونات الملحيه، وليس جزئيات المياه. ويمكن القول ان هناك نوعين من الاغشيه: احدهما يسمح بنفاذ ايونات الصوديوم الموجبه الموجوده في الملح، بينما يسمح الاخر بنفاذ نظيرتها من ايونات الكلوريد السالبه الموجوده في الملح ايضا. ويستخدم هذان النوعان من الاغشيه لجعل المياه اشبه بالشطيره متعدده الطبقات؛ تتعاقب فيها طبقات المياه المالحه مع نظيرتها من الماء العذب، وذلك تبعا لاختلاف نوع الغشاء المستخدم بين كل طبقه واخري، بينما يسمح بنفاذ ايونات ملحيه موجبه، وهو ما يتيح الفرصه لنفاذ نظيرتها السالبه. ويؤدي اتباع هذا النسق الي انتاج جهد كهربائي يمكن عندئذ استخدامه لتوليد دفقه من التيار الكهربائي علي نحو مباشر، دون الحاجه الي استخدام اي محركات تعمل بالضغط. ولذا، فان هذا الاسلوب يمكن ان يكون فعالا جدا - من الناحيه النظريه - في توليد الطاقه من عمليات مزج المياه العذبه والمالحه. ويعكف الباحثون العاملون في معهد "فيتسس" كذلك علي دراسه امكانيه استخدام اسلوب ثالث في هذا المضمار، يطلق عليه اسم المزج بالسعه الكهربائيه او . وفي اطار هذا الاسلوب؛ تضخ المياه المالحه وتلك العذبه بالتبادل الي داخل غرفه تحتوي علي قطبين كهربائيين، يصبحان بمثابه اجهزه لحفظ الشحنات الكهربائيه . وتزيد هذه العمليه من قوه الجهد الكهربائي الناتج عنها. ومنذ عام 2010، يعكف اتحاد للشركات الاوروبيه - تبلغ قيمه اصوله 2.4 مليون يورو ويضم كذلك معاهد في هولندا وايطاليا وبولندا واسبانيا - علي استكشاف الامكانيات الكامنه في تقنيه "كاب ميكس". اللافت ان ثمه حيلا جديده في هذا المضمار لم يكشف النقاب عنها كامله بعد. فعلي سبيل المثال، اظهر فريق بحثي من جامعه اوتريخت يقوده العالم الفيزيائي رينيه فان رويي انه يمكن من حيث المبدا مضاعفه مقدار الطاقه الناجمه عن استخدام اجهزه لتوليد الكهرباء من "الطاقه الزرقاء"، اذا ما تم تسخين المياه العذبه التي يجري مزجها مع مياه البحر، الي 50 درجه سيليزيه او نحو ذلك. ويقول هؤلاء الباحثون انه ما من حاجه لاستخدام الوقود الاحفوري لتسخين هذه المياه، اذ يمكن ببساطه استخدام المياه العادمه، التي جري تسخينها بالفعل في اطار عمليات المعالجه الصناعيه المختلفه، مثل مياه التبريد المستخدمه في محطات توليد الطاقه او مراكز البيانات والمعلومات . وللمصادفه السعيده، اثبت فريق بحثي تابع لجامعه غرناطه الاسبانيه - كان يعمل بشكل مستقل - ان هذا المفهوم قابل للتطبيق علي الصعيد العملي، وذلك في ذات الوقت الذي كان فيه الفريق الهولندي يستنبط الاطار النظري الخاص به. وتعمل خاصيه التناضح تلك بصرف النظر عن مستوي تركيز الماده القابله للذوبان في الماء، وهو ما يجعل هذه الظاهره قابله للحدوث مع ماده مثل السكر. وهكذا فان "الطاقه الزرقاء" ليست قاصره علي مزج المياه المالحه بتلك العذبه. ففي عام 2013، اشار فريق بحثي يعمل في معهد "فيتسس" الي انه قد يكون من الممكن توليد الكهرباء عبر استخدام غاز ثاني اكسيد الكربون في صورته السائله، التي قد يتسني الحصول عليها من محطات توليد الطاقه العامله بالوقود الاحفوري. وينحل ثاني اكسيد الكربون بسهوله في الماء، ما ينتج حمض الكربونيك، الذي يتحلل بدوره الي ايونات البيكربونات والهيدروجين. ومن الممكن تمرير هذه الايونات بالتبادل علي القطبين الكهربائيين المستخدمين في تقنيه "كاب ميكس"، علي ذات الشاكله التي يتم بها تمرير الايونات الملحيه الموجبه والسالبه المعتاده علي هذين القطبين. وكما يحدث حينما يتم ضخ المياه العذبه والمالحه بالتناوب في اطار عمليه المزج باستخدام تقنيه "كاب ميكس"، يستلزم هذا الاسلوب الجديد ان تضخ اولا المياه التي تحتوي علي ثاني اكسيد الكربون السائل ثم ضخ المياه التي تحتوي علي الهواء النقي بعد ذلك . ويقول الباحثون ان الغازات التي تنبعث من محطات توليد الطاقه العامله بالوقود الاحفوري في مختلف انحاء العالم، تحتوي علي كميات من غاز ثاني اكسيد الكربون، بقدر يكفي لتوليد قرابه 850 تيرا واط/ساعه من الكهرباء سنويا، وهو ما يزيد بواقع مئه مره تقريبا عن الاستهلاك السنوي للكهرباء في المملكه المتحده باسرها. انها فكره ثوريه ورائعه: فثاني اكسيد الكربون، الذي يشكل عاده جزءا من المشكله كلما تعلق الامر بتوليد الطاقه، يمثل هنا جزءا من الحل. يمكنك قراءه الموضوع الاصلي علي موقع BBC Future.
عندما تلتقي مياه الانهار العذبه بمياه البحر المالحه، ينتج عن ذلك تفاعل كيمياوي جذاب ومثير للاهتمام، بوسعنا الاستفاده منه لتوليد طاقه كهربائيه تستخدم لاناره منازلنا، ولخدمه اغراض اخري ايضا، كما يوضح فيليب بول في السطور التاليه.