Articolul de față este o provocare de cunoaștere despre o nouă oportunitate economică pentru România, de energie regenerabilă, iar apariția acestui subiect de „osmoză” mi-a fost creat drept curiozitate la primul meu contact cu spălătoriile auto self service sau „selfwash” (auto spălarea propriului autoturism), care dețin ca metodă de clătire a mașinii programul „osmoză”. Așa am realizat, din nou, și cât de binecuvântat este teritoriul acestei țări din punct de vedere al resurselor și posibilitaților de obținere a unei energii electrice ieftine pentru cetățenii României…
Centrala electrică osmotică (cunoscută în literatura de specialitate drept „salinity gradient power” sau „energie osmotică”) este o tehnologie emergentă de energie regenerabilă, care exploatează diferența de concentrație de sare dintre apa dulce (de exemplu, din râuri) și apa sărată (de exemplu, din mare) pentru a genera electricitate.
Este o sursă „albastră” de energie, bazată pe procesul natural de osmoză și nu produce emisii de dioxid de carbon (CO2), fiind complet regenerabilă și disponibilă constant, indiferent de vreme.
Ne propunem să explicăm pe scurt ce este, cum funcționează și, mai ales, eficiența ei comparativ cu alte tipuri de centrale electrice.
Informațiile se bazează pe date recente din surse științifice și proiecte pilot (actualizate până în 2025).
Ce este o centrală electrică osmotică și cum funcționează?
Tehnologia principală este osmoza retardată prin presiune (P.R.O. – Pressure Retarded Osmosis), cea mai dezvoltată metodă practică. Apa dulce trece printr-o membrană semi-permeabilă spre soluția salină presurizată (de exemplu, apă de mare), crescând presiunea în compartimentul sărat. Această presiune hidraulică acționează o turbină conectată la un generator electric. O altă metodă este electrodializa inversă (R.E.D. – Reverse Electro Dialysis), care generează curent direct prin mișcarea ionilor de sare prin membrane selective, dar este mai puțin eficientă în prezent.
Iată șicâteva din avantajele generale: produce energie 24/7 (spre deosebire de solar sau vânt), fără combustibil, cu impact minim asupra mediului (deșeul principal este apă brackish, neutră). Ca un aspect important, are un potențial global: până la 2.000 TWh/an, echivalentul a jumătate din consumul Europei actual.
Ca orice nouă metodă de obținere a curentului electric, mai are și unele dezavantaje: tehnologia este încă în stadiu pilot (nu există centrale comerciale foarte mari), costurile membranelor sunt ridicate, iar eficiența depinde de locație (estuare de râuri, stații de desalinizare).
În atenție sunt deja două proiecte recente: prima centrală osmotică comercială operațională, din 2023, în Danemarca (100 kW), a doua în Japonia (Fukuoka, 2025, 880.000 kWh/an, suficient pentru 220-300 locuințe).
Eficiența centralei osmotive comparativ cu alte tipuri de centrale
Eficiența se măsoară în principal prin factorul de capacitate (capacity factor) – procentul din puterea maximă teoretică produsă efectiv și densitatea de putere (W/m²) pentru tehnologiile bazate pe membrane sau suprafață. De asemenea, luăm în considerare eficiența termodinamică (cât din energia potențială este convertită în electricitate) și costurile operaționale. Centralele osmotive sunt în dezvoltare, deci datele sunt bazate pe prototipuri și simulări (ex. Yale University, 2012; Statkraft, 2009-2015).
1. Eficiență termodinamică și densitate de putere
Centrală osmotică (PRO): Eficiență teoretică maximă de până la 91% (0.75 kWh/m³ de apă dulce procesată, din energie de amestecare de 0.81 kWh/m³). În practică, densitatea de putere este scăzută: 1-5 W/m² pentru membrane actuale (prototipuri Statkraft: 1-2 W/m²; îmbunătățiri recente cu nanotuburi de bor nitrură: până la 1.000x mai eficient, dar experimental). La temperaturi joase (5°C), poate ajunge la 14-17 W/m² în teste cu membrane comerciale. Costurile operaționale sunt scăzute (fără combustibil), dar membranele se înfundă (fouling), reducând eficiența cu 20-50% în timp.
O succintă analiză comparativă:
Centrala hidroelectrică: Eficiență 85-95% (convertire gravitațională). Factor de capacitate: 38-50% (depinde de debit; ex. baraje mari ca Hoover: ~50%). Densitate mare (GW pe km²), dar limitată de locație și impact ecologic (inundații, migrație pești). Osmotica este mai puțin eficientă în densitate, dar nu necesită baraje și funcționează constant.
Capacitățile pe fotovoltaic: Eficiență panouri: 15-22%. Factor de capacitate: 20-25% (doar ziua; cu stocare, scade la 10-15%). Densitate: 100-200 W/m² teoretic, dar real ~10-20 W/m² mediu anual. Mai eficientă pe termen scurt decât osmotica în zone însorite, dar intermitentă – osmotica câștigă la disponibilitate 24/7.
Centralel eoliene (vânt): Eficiență turbine: 35-45% (limită Betz: 59%). Factor de capacitate: 25-35% (depinde de vânt; offshore: până la 50%). Densitate: ~2-5 W/m². Similar cu osmotica în eficiență joasă, dar variabilă; osmotica este mai stabilă, fără zgomot sau impact asupra păsărilor.
Centrala nuclear electrică: Eficiență termică: 33-37% (convertire căldură în electricitate). Factor de capacitate: 90-93% (operează constant, cu reîncărcare la 1-2 ani). Densitate enormă (1 GW pe 1-2 km²). Mult mai eficientă și densă decât osmotica, dar cu riscuri (deșeuri radioactive) și costuri inițiale mari. Din această compație, reiese că Osmotica este „mai curată” (fără deșeuri radioactive), dar nuclearul produce de mii de ori mai multă energie pe unitate de investiție.
2. Factor de capacitate comparativ (procent din putere maximă utilizată anual)
– Osmotică: aproximativ 80-90% (constantă, ca nuclearul, dar prototipurile actuale: 50-70% din cauza fouling-ului).
– Hidro: 40%.
– Solar: 25%.
– Vânt: 35%.
– Nuclear: 92%.
Osmotica excelează la fiabilitate (ca nuclearul), spre deosebire de solar/vânt (intermitente, necesită stocare care reduce eficiența cu 20-30%).
3. Impact asupra mediului și costuri (indirecte la eficiență)
– Toate sunt „curate” (sub 10 g CO2/kWh), dar osmotica emite 0 CO2 și nu afectează fauna ca hidro (baraje) sau vânt (păsări). Nuclearul are deșeuri, dar rata de decese este cea mai mică (0.03/TWh vs. 0.04 solar/vânt; 1.3 hidro din accidente).
– Costuri nivelate (LCOE): Osmotica aproximativ 0.10-0.20 USD/kWh (piloturi; potențial mai ieftin cu membrane noi). Solar/vânt: 0.03-0.05 USD/kWh (scăzut). Hidro: 0.05 USD/kWh. Nuclear: 0.06-0.09 USD/kWh.
Osmotica este mai scumpă acum, pentru că este la început de drum, dar potențial competitivă în hibride (ex. cu desalinizare, recuperând energie din brine).
Concluzie laaceastănouă tehnologie
Centrala osmotică are o eficiență termodinamică înaltă (până la 91%), dar densitatea de putere scăzută (1-5 W/m²) o face mai puțin eficientă decât hidro (85-95%, densitate mare), solar/vânt (20-45%, dar scalabile ieftin) sau nuclear (33-37%, dar constant și dens). Este ideală pentru locații specifice (estuare), ca sursă de bază stabilă, complementară solarului/vântului (hibrid). Cu progrese (ex. membrane graphene, 2024), ar putea ajunge la 5 W/m², făcând-o viabilă comercial. Dacă locuiești lângă un estuar, e o opțiune promițătoare; altfel, solar/vânt sau nuclear sunt mai practice azi.
Care poate fi oportunitatea pentru țara noastră?
România are un potențial semnificativ pentru centrale electrice osmotice (sau „salinity gradient power”), datorită resurselor naturale precum Delta Dunării, unde apa dulce din râuri se amestecă cu apa sărată din Marea Neagră, creând gradientul de salinitate necesar. Această tehnologie este încă în stadiu incipient la nivel global, iar în România nu există instalații operaționale, dar studii recente (cum ar fi cele din 2023) identifică locații fezabile pe baza fluxului de apă, salinității și infrastructurii existente.
Voi încerca mai jos să detaliem posibilele amplasamente, bazate pe analize științifice și geografice.
1. Delta Dunării și interfața cu Marea Neagră (locația principală și cea mai promițătoare)
Delta Dunării este cel mai mare estuar din Europa, unde Dunărea (cu un debit mediu de mii de m³/s de apă dulce) se varsă în Marea Neagră (salinitate de 6-20‰ lângă coastă).
Acest mix natural oferă condiții ideale pentru osmoză retardată prin presiune (PRO) sau electrodializă inversă (RED). Potențialul energetic este estimat la până la 50 MW pentru instalații mari, cu un potențial teoretic de 650 MW și realizabil de circa 20 MW la scară inițială.
– Brațul Sulina: este cel mai avansat în mare (aprox. 4 km), cu debit constant și acces facil. Este considerat site-ul optim, datorită infrastructurii portuare existente (portul Sulina) și potențialului de integrare cu alte proiecte de energie regenerabilă.
– Brațul Chilia: Potențial realizabil de până la 50 MW, fiind brațul cu cel mai mare debit (peste 60% din apa Dunării). Avantajul acestui braț: Debit mare de apă dulce, dar provocări legate de sedimente și impact asupra ecosistemului protejat (Rezervația Biosferei Delta Dunării).
– Brațul Sfântu Gheorghe: similar cu Sulina, cu potențial mediu, dar acces mai dificil din cauza navigației limitate.
Aceste locații ar putea genera energie continuă (24/7), independent de vreme, și ar contribui la obiectivele UE de „blue energy”. Totuși, ar necesita evaluări de impact ambiental stricte, deoarece delta este zonă UNESCO și protejată, cu riscuri de perturbare a echilibrului ecologic (ex. modificări ale salinității afectând fauna).
2. Canalul Dunăre-Marea Neagră
– Agigea sau Năvodari: Aceste puncte de pe canal oferă un gradient artificial de salinitate, unde apa dulce din Dunăre se întâlnește cu cea sărată din mare.
Ce prezintă ca avantaj ? Infrastructură existentă (ecluze, porturi), facilitând instalarea de centrale hibride (ex. combinate cu desalinizare). Are un potențial mai mic decât delta (sub 20 MW), dar mai ușor de implementat, datorită accesului rutier și feroviar. Ar putea fi integrate cu proiecte de energie regenerabilă din Dobrogea (ex. cea eoliană).
3. Lacuri sărate și zone cu ape brackish sau mineralizate
România are numeroase lacuri sărate (unele cu concentrații de până la 262 g/L, mult peste apa de mare), provenite din mine vechi de sare, care ar putea fi folosite pentru instalații mai mici (de ordinul kW-MW). Acestea sunt ideale pentru tehnologii ca RED sau CAPMIX, unde se poate exploata diferența cu ape dulci din râuri adiacente.
– Lacul Techirghiol (lângă Constanța): Salinitate înaltă, folosit deja balneologic, dar potențial pentru energie osmotică prin mix cu ape dulci din zonă.
– Ocna Sibiului (Transilvania): Lacuri sărate din mine, cu potențial pentru dispozitive mici, integrate cu turism sau industrie locală.
– Lacul Sărat Ocnele Mari (Vâlcea): Concentrație extrem de înaltă, potrivit pentru teste pilot.
– Râuri mineralizate: Râmnicul Sărat sau Ialomița, unde apele cu sare înaltă se întâlnesc cu cele dulci, oferind site-uri secundare.
Aceste locații au avantajul de a fi dispersate geografic, reducând dependența de coastă, dar dezavantaje precum fouling-ul membranelor (înfundare din cauza impurităților) și nevoia de licențe, pentru a nu afecta activități balneologice.
Considerații generale pentru implementare în România
– Avantaje: Energie curată, cu emisii zero, care ar putea acoperi o parte din nevoile energetice (potențial global în România: sute de MW, dar realizabil inițial 50-100 MW).
– Se integrează bine cu alte regenerabile (ex. solar/eolian în Dobrogea) și ar sprijini tranziția energetică UE.
– Provocări: Costuri ridicate ale membranelor, eficiență redusă din cauza variațiilor naturale (debit, salinitate), și reglementări stricte (ex. minim ecologic pentru râuri). Potențialul realizabil este doar 3-20% din cel teoretic, datorită factorilor tehnici și ambientali.
– Ar necesita investiții din fonduri UE sau parteneriate internaționale (ex. cu Norvegia sau Olanda, unde există piloți).
– Stadiu actual: Nu există proiecte active, dar studii precum cel din 2023 sugerează colaborări între guvern, universități și industrie pentru evaluări suplimentare.
Dr. Liviu Mihai Dănilă a urmat o carieră militară remarcabilă, începută cu Liceul Militar și încheiată în anul 2017, odată cu trecerea în rezervă, cu gradul de general de brigadă. Pe lângă experiența militară, printre altele, deține un doctorat în Științe Militare și un MBA în Management Strategic. De asemenea, deține gradul diplomatic de Ministru Consilier și a activat ca expert TAIEX al Comisiei Europene, contribuind la dezvoltarea Mecanismului Uniunii privind răspunsul politic integrat în situații de criză. În prezent, ocupă funcția de expert al Centrului de Excelență în domeniul securității cyber maritim, în cadrul Universității Maritime din Constanța (UMC), fiind și cadru didactic universitar asociat, atât la UMC, cât și la Academia de Poliție „Alexandru Ioan Cuza”, Universitatea Națională de Apărare “Carol I” și Institutul Diplomatic Român.
