据财新网2015年7月2日讯 水是生命的源泉，也是能量的源泉，我们称之为水能……传统意义的水能包括水电开发，它利用大江大河水的地理落差产生能量，除此之外，还有潮汐能、波浪发电等，这些都是物理意义上的能量转换，但其实水作为能量源泉还隐含了另一种更大潜能，那就是利用混合水的化学反应，来产生电能。
　　简单地说，就是海水和淡水在河口混合时，因为盐度不同，能发生化学反应，同时生成电能。它被称为蓝色能源，已被视为最有待开发的清洁能源之一。
　　半个世纪的探索
　　蓝色能源概念于1954年由英国工程师R.E.Pattle首次提出，它有时也会被称为“渗透能量”，因为它因渗透现象而产生了能量。
　　为了理解其工作原理，我们可以制作两瓶浓度不同的盐溶液，如果这两瓶溶液间有一层薄薄的让水通过但不让盐离子通过的“半透膜”隔开，那么水自然会从淡的一侧向咸的一侧流动，而水流通过薄膜时产生的压力，可用来推动涡轮机发电。

渗透能工作原理（图片来源于网络）

　　但半透膜是阻碍该技术应用的主要障碍，直到20世纪70年代，半透膜材料实现商业化以后，人们才得以利用Pattle的想法来发电。一位名叫西德尼·勒布的科学家建议可以将“渗透动力装置”用在约旦河和死海分界处，利用两者水的盐度差，在混合时可能释放能量。
　　这种动力装置的工作效果并不是经过薄膜的流速越快越好，因为流速过快会挤压盐水，阻碍大量淡水从膜另一侧的流入。这项技术也被称为“压力阻尼渗透”。
　　首个使用压力阻尼渗透的蓝色能量站于2009年由挪威国家电力公司在挪威托夫特创建，发电能力4千瓦，这比起典型小型核电站5000千瓦的发电能力小得多得多。后挪威电力公司发现它其实并不够划算——这发电设备没能制造出足够的电力以抵消建造、运行和维护的成本。最终，它不得不在运行4年后被关掉。
　　反向电渗析技术的研发
　　尽管如此，商业开发者们并没有打消念头。在位于莱瓦顿的荷兰水资源研究所可持续用水技术中心，一家名为REDstack的剥离公司利用反向电渗析（RED）的方法来发电。跟此前用的半透膜不同，这种方法用的是允许盐离子通过而不是水分子的薄膜。
　　目前反向电渗析方法有两种可用的膜：一种允许盐带正电的钠离子通过，另一种允许带负电的氯离子通过。这些薄膜用来制造多层水三明治，其中盐水层替换为淡水层，两种类型的离子运输薄膜交替排列。这种排布可制造电压，无需任何压力驱动涡轮，所以理论上这种方法可以非常有效率地捕捉混合过程的能量。
　　可持续用水技术中心的科学家们也研究出称为电容混合(capmix)的第三种方法。这时盐水和淡水交替注入放有两个作为电能储存装置（或者电容）的电极的室内。这个过程也能提高电压。
　　一家欧洲财团，在荷兰、意大利、波兰和西班牙都设有机构，自2010年以来一直进行着电容混合技术的探索，不断有新的技巧被发现，例如，一支由乌特勒支大学物理学家Rene van Roij带领的队伍最近展示，如果混合了淡水的盐水被加热到50摄氏度左右，蓝色能源电容混合设备的能源输出可能会加倍。
　　而这并不需要燃烧化石燃料来加热，他们说可以简单地使用工业过程中被加热过的废水。例如来自电厂或者数据中心（保护计算机防止过热）的冷却水。西班牙格拉纳达大学一个独立的团队也已证实了这一发现。
　　更颠覆性的想法
　　实际上，渗透作用在任何浓度差的可溶物质中普遍都有效，比如说糖。所以“蓝色能量”不仅仅限于淡水和盐水的混合。2013年，来自可持续用水技术中心的一支队伍提出，可以用从化石燃料的发电厂获得的溶化的二氧化碳气体发电。二氧化碳易溶于水，生成碳酸，之后分解成碳酸氢盐和氢离子。这些可以在电容混合过程中实现电极间排列整理，跟普通的盐离子相同。正如电容混合方法需要用盐水和淡水交替冲洗系统，这个新方法必须先用二氧化碳水（相当于盐水），之后再用干净的空气（相当于淡水）冲洗。
　　研究人员说，世界范围内，化石燃料发电厂排出的烟道气体含有每年大约能制造8500亿度电能的二氧化碳：几乎是英国年度电能消费的100倍。这是一个惊人的颠覆性的想法：二氧化碳通常是问题的一部分，但就能源产生过程而言，它成了解决方案的一部分。