Usare le acque di scarico per produrre energia green: il segreto è nell’osmosi

Le acque reflue di una comune città di mare possono essere impiegate per produrre energia rinnovabile. Esattamente a Fukuoka, in Giappone, dalla scorsa estate è attivo il primo impianto a energia osmotica del mondo davvero integrato con gli impianti metropolitani. In pratica sfrutta un concetto noto da tempo ma di difficile implementazione in larga scala: generare energia rinnovabile dal passaggio delle molecole d’acqua da una soluzione meno salina a una più salina. Ovviamente oltre alla tecnologia vi è bisogno di una particolare condizione ambientale che mette a disposizione non solo le acque reflue ma anche acqua di mare concentrata, ovvero lo scarto degli impianti di desalinizzazione locali. A Fukuoka dal 2005 è così che funziona la produzione dell’acqua potabile cittadina.

Energia osmotica per muovere turbine

Il termine “osmosi” si riferisce semplicemente a quel fenomeno fisico che prevede il passaggio di molecole d’acqua (senza l’impiego di energia esterna) attraverso una membrana semipermeabile da una soluzione meno concentrata verso una più concentrata, fino a quando entrambe si equilibrano. Si pensi ad esempio alla salatura esterna dei formaggi che disidrata la crosta per osmosi, favorendo la maturazione. Nell’impianto giapponese le acque reflue trattate (a bassa salinità) entrano in contatto, attraverso una speciale membrana, con la salamoia ipersalina prodotta da un adiacente impianto di desalinizzazione. Il flusso molecolare fa aumentare la pressione, il volume e il flusso dell’acqua salina, che a quel punto confluendo in una turbina meccanica, produce energia. La miscela diluita poi viene scaricata in mare. Per altro la produzione di elettricità alimenta anche il desalinizzatore. Insomma, è un ciclo virtuoso funzionante 24 ore su 24, indipendente dalle condizioni meteo e a zero emissioni di CO2. Per altro fino a poco tempo fa la salamoia ipersalina veniva diluita e buttata in mare, perché la produzione di sale non aveva avuto successo.

Un impianto da 3,8 milioni di euro

Lo stabilimento di Fukuoka è stato progettato e realizzato dalla Kyowakiden Industry, un’azienda che opera nei settori dell’ingegneria di sistemi, impiantistica meccanica ed elettrica, trattamento delle acque e gestione delle infrastrutture idriche. Proprio grazie alle competenze sviluppate nella gestione dell’unità di desalinizzazione della città è stato possibile creare l’impianto osmotico. Per il costo complessivo si parla di 700 milioni di yen, circa 3,8 milioni di euro. Le operazioni di produzione energetica sono iniziate ad agosto 2025 e per ora è un atto un esercizio di messa a punto. A regime produrrà 880.000 kWh/anno, una quantità sufficiente per soddisfare i bisogni di circa 220-300 famiglie. Forse non tantissimo considerato che Fukuoka conta 2,6 milioni di abitanti, ma un inizio considerato il potenziale di scalabilità.

“Se la tecnologia di generazione di energia osmotica si evolvesse al punto da poter essere utilizzata concretamente con la normale acqua di mare… ciò rappresenterebbe un contributo fondamentale alla lotta contro il riscaldamento globale”, ha confermato a The Standard Kenji Hirokawa, direttore dell’impianto di desalinizzazione.

In futuro impianti ancora più grandi e compatibili con più luoghi

“Quando la nostra azienda lancerà questo progetto a livello commerciale, puntiamo a costruire impianti dalle cinque alle dieci volte più grandi di quello attuale“, ha dichiarato Tetsuro Ueyama, responsabile ricerca e sviluppo di Kyowakiden Industry. In questa fase l’obiettivo è di procedere con un test quinquennale per monitorare le prestazioni complessive, nonché i costi operativi e quelli di manutenzione – in particolare gli elementi esposti al sale. Per quanto riguarda invece il costo dell’energia prodotto non si possono fare ancora paragoni con i settori tradizionali del rinnovabile e quello dei combustibili fossili: inutile girarci intorno, è molto più alto. Ma le prospettive sono buone anche perché l’idea di emanciparsi dalle condizioni meteorologiche o dall’esposizione solare è vantaggiosa. Si rileva grande potenziale sia per le città situate nei pressi di estuari che in paesi dove sono presenti grandi impianti di desalinizzazione come nel Medio Oriente. “Prima di tutto vogliamo diffondere questa tecnologia da Fukuoka al resto del Giappone. Per fare ciò intendiamo perfezionare di più la nostra tecnologia e creare un sistema di generazione di energia osmotica che utilizzi la normale acqua di mare per produrre elettricità“, ha concluso Ueyama.